搜索
基于触摸屏与PLC的龙门刨床控制改造设计摘要：文中对西门子可编程控制器（S7-200PLC）和组态软件应用于BX2320型龙门刨床电气控制系统的改造做了介绍，对系统硬件组成和软件设计进行了阐述。实践证明，技术改造后，该系统的硬件电路得到了简化，使工作台的进给速度和刨刀的进刀量直观的显示，工作更加可靠，既提高了工人操作的安全性又提高了工作效率。关键词：龙门铣床，PLC，触摸屏。0、引言龙门刨是机械制造业中的主要工作机床。常用它来加工大型机械零件，如导轨、立柱、箱体和机床的床身等部件。BX2320型龙门刨床，是通过操作站按钮控制机械动作，以达到机电紧密配合完成预定的操作，是机械与电气结构联合动作的典型控制，是自动化程度较高的机床。但是在实际操作中，能够准确的的显示工作台的进给速度是非常困难的，特别是在精加工中，刨刀的进给量能够准确的输入与显示也是无法实现的，进而严重地影响加工精度。以往进到量的调整只能用波段开关，阶梯式的输入，时随着工业自动化的发展，对工业智能化程度的要求越来越高，以及市场经济要求制造业对市场需求做出迅速反应—生产出高精度、低成本和高质量的产品。为满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必需具有极高的可靠性与灵活性，这就需要使用智能化程度高的控制系统来取代传统的控制系统，使电气控制系统的工作更加灵活、可靠，更容易维修，更能适应经常变动的工艺条件。基于这些问题，本文提出了利用西门子S7-200和触摸屏对BX2320刨床电控系统进行技术改造的方案。1触摸屏与交流伺服的接口定义触摸屏越来越多的用在了工业中，方便，易于远程控制。我们用MT6100iV3触摸屏和MCGS组态软件配合PLC来替代控制柜上的按钮和选择开关等物理元器件，并且还可以通过触摸屏来监视铣床工作台的进给速度，进刀量以及运行动作情况等。BX2320刨床的工作台控制器工作原理图：控制原理见图1电路中采用的IMS-A系列伺服控制器，功率为75KW，可编程控制器的输入为I，输出到PLC的信号为Y，触摸屏采用威纶生产的10吋TFTLCD触控式屏幕人机界面，型号MT6100iV3,该触摸屏的特点：.10800x480TFTLCD�.无风扇冷却系统�.内建储存内存及万年历.NEMA4/IP65面板防护等级�.LED背光�.USBHost及USBClient下载�.内建电源隔离防护器�.COM1及COM3的[RS485]2W支持MPI187.5K，但同时间只能择一使用。图1工作原理触摸屏与伺服控制器的连线电路简单，外接DC24电源，通讯协议为Modbus，接口[RS485]，连线简单通讯可靠。2触摸屏的组态及仿真1MCGS组态编辑通过对系统的分析，在本系统中，依靠MCGS系统设计组态画面，实现对系统操作和监控，以上提到此系统的输入和输出均是开关量，所以在MCGS组态的实时数据库中定义的名字类型也要为开关型的。3.2通讯连接与仿真既然用MCGS控制此系统，那么怎么才能其与IMS-A系列伺服控制器连接，起到监控的作用?MCGS组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系，使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。根据此系统的控制要求以及控制方式，可以利用PPI电缆，相互传数据，以便实现监控。下图为仿真图图3垂直刨削仿真界面图该界面中能够清楚的显示工作台的速度，垂直、左侧和右侧的速度，设置工件的长度，工作台当前的位置，步进速度的设定，还有档位选择都能够直观表示出来。为了西门子S7-200PLC与MCGS更好的通讯，必须在设备属性设置：[设备1]对话框中设置属性设备注释为：西门子S7-200PPI，初始工作状态为：启动，最小采样周期为：1000ms，PLC地址为：2，内部属性设置PLC通道要与实施数据库中所定义的名字相对应。如图。编辑完毕组态画面，在上位机上试验成功，便可以通过上位机的网线接口用一根网线和触摸屏上的网线借口相连接，并且在MCGS嵌入式组态软件菜单栏中“工具”\“下载配置”设置好IP地址，便可以下载到触摸屏中。然后，用PPI电缆连接触摸屏和PLC，母头连接触摸屏COM5口，公头连接在PLC接口上，即可实现丢掉控制柜面板上的按钮控制，用触摸屏的软按钮控制，画面生动，清晰。4结束语本文所述方案是对原先加工过程中无法准确显示进给速度和控制进刀量，系统进行伺服与触摸屏改造而成，该套方案已在6M重型龙门刨床上成功应用，运行可靠，用户反馈使用效果良好。并有新的用户签购该控制方案的重型龙门刨床，得到较好的经济效益和社会效益。3工作台的自动运行过程PLC程序最终要控制开关磁阻具体动作，而减速、换向限位开关则将信号反馈给PLC，得到这些信号后，进行内部程序处理，并给出信号。PLC是接收输入信号控制输出动作不可或缺的中间控制元件，操作者的要求要通过按钮传递给PLC，实现这一动作则需PLC程序处理后输出给开关磁阻，开关磁阻再通过自身的内部处理带动电机以操作者的要求进行动作。公共端工作台控制前进后退点进点退停止前返后减速前返后换向工作台限位后返前减速后返前换向COMX0X1X2X3X4X13X14X15X16X17SB1SB3SB2SB4SB5SQ6SQ7SQ8SQ9SQ10+24VPLC输入PLC输出公共端COM0工作台控制磁组复位减速数字模拟转换点进点退启动转向Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7COM0RESS3S4.S5S1S2F/SR/S