PLC在钢板打号机控制系统中的应用分析

1  引言
    随着改革开放的大力推进，中国的钢铁工业经过多年的技术改革获得了突飞猛进的发展，WTO的加入使中国的钢铁工业再一次面临巨大的竞争，这不仅在钢铁的质和量上要求越来越高，而且在品种，规格及外观的设计上也要求越来也多。因此，如何把钢材的质量、品种、规格、生产日期、生产厂家等标志信息高质量且高效率打印到钢板上而又不浪费钢材，成了一个急待解决的问题。
    液压驱动的钢板打号机已经成功的解决了这一难题，整个打印过程由液压驱动完成，其控制系统采用了FX2N-32MR可编程控制器(PLC)作为核心部分，操作由台达人机界面完成，使得该系统的抗干扰性，实用性，及易维护性都得到了提高。
2  打印机系统组成及工作原理
2.1  机械系统构成
    钢板打印系统结构如图1所示,主要由四部分组成:
    (1) C型架:牵引缸2控制，可在小车上前后移动，其虎口上装有机械开关，用以检测C型架是否前进到位。
    (2) 压印辊:由压印缸驱动上下移动，压印辊可转动且装有刻有阳文的字模，用以打印标志信息。
    (3) 小车:由牵引缸1可前后移动，上面固定有C型架。
    (4) 调平辊:由调平缸驱动上下移动，用以保证压印过程中支撑钢板保证打印信息的深度和清晰度。

图1     钢板打号机结构示意图
2.2  工作原理
    钢板打号机工作原理如图2所示，当钢沿着辊道运行道起始位置时，挡板升起到位，钢板运行到降速位置时辊道电机降速运行、钢板到达停止位置，运输辊道停止，靠钢板的惯性使钢板与挡板接触。钢板到位后，见图1牵引缸2动作推动C型架前进直到钢板接触横梁上的机械开关并发出C型架前进到位信号，然后调平辊上升，上升到位，压印辊下降，下降到位后推拉缸动作，由于钢板的反作用力C型架相对轨道后退，这样压印辊上的标志信息随着压印辊的转动而印在了钢板上。随后，压印辊上升，调平辊下降，推拉缸及牵引缸2复位，辊道电机动作，钢板运出，一个钢板的打印工序结束。

图2     钢板打号机工作原理图
3  硬件系统组成
    上位机采用触摸屏人机操作界面、下位机采用日本三菱公司的FX2N-32MR系列PLC和泵站组成。FX2N-32MR PLC结构紧凑，性价比高，且基于Windows平台的FXGPWIN编程软件，指令集功能强大，编程方便，且可在线调试。
整个设备具有手动操作功能、自动操作功能、调试功能、故障诊断功能。人机界面设有监控界面、手动界面、自动界面、调试界面、参数设置界面、故障显示界面。
4  控制流程图
    根据钢板打印工艺要求，设计控制子程序、打印子程序和复位子程序分别如图3、4和图5所示。

图3     打印主程序

图4     打印子程序

图5     复位子程序  
5  结束语
    此钢板打号机由液压驱动完成，通过台达人机界面操作，采用了三菱FX2N-32MR可编程控制器进行控制。通过首钢带钢分厂一年来的实际运行证明该系统工作稳定、操作简单、维护性强、打印的标志信息美观清晰，增强了产品在国内外市场上的竞争力，提高了企业效益。