勤德时成功将和利时PLC用于高速卷钉机

　　1 引言

　　近年来，随着卷钉的生产、销售和出口的大幅度增长，特别是热镀锌钉的市场需求日益强劲，很多厂家在不断地扩大产量，以适应市场日益扩大的需求。高速卷钉机大大提高了卷钉生产的效率，满足卷钉的生产的需求。本文介绍基于和利时公司LM系列PLC在高速卷钉机中的应用实例。

　　2 系统设计

　　卷钉机是自动化的焊接设备。首先将散铁钉置于上方的振动盘中，由振动盘将散钉按顺序排列后经下料轨道进入焊接盘与两条镀铜丝焊接成线排钉，然后经自动浸油防锈、烘干及计数机构自动卷成盘装(平顶型及塔型)，依设定的每卷支数自动剪断，由操作人员将成品用橡皮圈固定后即可包装入箱。设备如图1所示：

　　图1 设备概图

　　系统由PLC对接近开关、光电开关等进行数据采集，然后根据控制工艺要求，按照预先编制的程序对变频器、焊接电源、气动阀等设备进行控制，实现卷钉机的自动控制。触摸屏上可以进行参数设置、状态显示。系统结构图如图2所示：

　　图2 系统结构图

　　表1 系统I/O分配表

　　该系统有9路DC24V开关量输出、14路DC24V的开关量输入，本系统配置1个CPU模块LM3106。

　　CPU模块：LM3106，本体集成14 DI / 10 晶体管DO，另外，通过RS-232通讯口与触摸屏进行通讯。

　　触摸屏：本系统选用的HMI为Eview的MT506触摸屏，MT500系列触摸屏是专门面向PLC应用的,其功能强大,使用方便,非常适合现代工业越来越庞大的工作量及功能的需求。

　　3 工艺流程控制

　　高速卷钉机通过震动盘上的震动电机和吹气阀把散钉整理到轨道上;当轨道满钉时候，震动电机和吹气阀停止工作，当轨道没满钉时，震动电机和吹气阀重新开始工作。钉子进入轨道后，随着主电机运行，钉盘把轨道上的钉子吸到焊盘，采集到焊接信号后，PLC立即输出焊接指令，完成焊接。焊接完成后的排钉先通过防锈液，然后到达推卷轴，完成N枚/卷的计数，完成成品。如果在运行过程中轨道出现缺钉或者焊盘出现缺钉，立即停止设备，并输出保健灯，触摸屏显示故障原因。PLC控制流程图如图3所示。

　　设备按下“启动”按钮后设备正常运行;按下停止按钮停止所有设备，当故障出现时，设备立即停止运行，并在触摸屏上显示故障原因。

　　系统主要由下面几部分组成：

　　送料部分：包括震动盘和送钉轨道，完成焊接时钉子的共给。

　　焊接部分：系统的核心部分，完成散钉到排钉的过程。

　　成品部分：主要是产品的计数、包装。

　　故障报警处理：实时采集各故障信号

　　显示部分：触摸屏显示速度、故障、运行等信息，并完成各环节的参数设定。

　　图3 控制流程图

　　运行监控部分：

　　计数器是显示卷钉的焊接数量，当焊接数量到达设定数量后，进行剪切，并圈数加1;运行速度为当前焊接的实时速度;另外是一些操作按钮，包括：启动、停止、剪切、加热。画面如图4所示：

图4  运行监控画面

　　参数设置部分：

　　参数设置包括焊接时间设置、剪切个数设定、剪切延时设定、剪切计时设定、推卷延时设定、推卷计时设定等，画面如图5所示：

　　图5 参数设置画面

　　故障显示部分：

　　包括变频器故障显示、冷却水故障显示、可控硅故障显示、缺钉显示等。画面如图6所示：

　　图6 故障显示画面

　　4 PLC控制系统的优点

　　高速卷钉机设备选用和利时公司的小型一体化PLC，较大程度地提高了系统的可靠性，更好地满足了用户的需求。本系统有以下优点：

　　可靠性高

　　本系统的控制核心是和利时公司LM系列PLC，能够在恶劣的环境中长期、可靠、无故障地运行，接线简单，维护方便，隔离性好，抗腐蚀能力强，能够适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔(MTBF)大于15年。

　　功能强大

　　和利时公司LM系列PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用，并支持多种编程语言：梯形图(LD)、指令表(IL)、功能块图(FBD)、顺序功能图(SFC)、结构化文本(ST)、连续功能图(CFC)，支持多达283条基本指令。HOLLIAS LEC G3系列PLC采用最新技术的高速处理芯片，可实现复杂控制的高速处理，采用闪存来存储用户程序，保证保护用户程序不被擦掉。

　　5 结束语

　　以PLC为控制核心的高速卷钉机，利用PLC的高速运算处理功能，实现对钉子焊接、排钉的计数，完成卷钉的生产。不仅提高了系统的抗干扰能力，提高加工速度，并且显示屏操作简单、直观，有效的避免了误操作的发生，经济效益和社会效益十分可观。