S7-200 PLX在筛板冲孔加工中的应用

简介：本文介绍了可编程控制器(PLC)S7-200和文本显示器TD200在筛板冲孔加工中的应用。此系统降低了劳动强度，操作简单方便。通过TD200组态以及PLC控制程序对冲床进料系统进行控制，构成一个高效的经济型数控机电一体化装置。
　　
　　
　　1. 筛板冲孔装置及其控制系统
　　
　　　　矿用振动筛筛板(冲孔板)在冲孔加工时，大都是操作工先在钢板上标出孔的位置，然后再由人工进料用冲床冲出。这种加工方式劳动强度大、工作效率低、加工精度难以保证。为此我们研制了自动冲孔系统。 筛板冲孔装置由冲床、 横向工作台、纵向工作台、接近开关，交流接触器，中间继电器，S7-200，TD200等。产品制造流程是：手工上料，按自动运行按钮，横向步进电机和纵向步进电机分别启动完成工件的横、纵向进给，从而冲床完成工件的加工，最后横向工作台和纵向工作台回到原始位置。除了具有自动完成横、纵向进给，此装置还具有点动进给功能。 此装置以德国西门子（SIEMENS）公司S7-200系列PLC对冲压机进料系统中的两个步进电机进行控制，实现横向和纵向的自动进给。并使用TD200对工艺参数进行设定和显示。为降低成本，本系统使用了一个步进电机驱动器来驱动两个步进电机。TD200是专门为S7-200系列PLC配备的操作员界面，它是一种连接简单，操作方便，功能强大的实用性人机界面解决方案，它通过一根TD/CPU电缆和PLC实现互连，它具有如下功能：
　　
　　　　（1） 显示从S7-200CPU中读取的信息；
　　
　　　　（2） 可以调整选定的程序变量；
　　
　　　　（3） 提供为具有实时时钟的CPU设置时间和日期的能力；
　　
　　　　（4） 提供强制、非强制I/O点的能力；
　　
　　　　（5） 提供八个可供用户定义的设定和显示功能。
　　
　　　　TD200在系统中的使用使PLC功能更丰富，PLC与用户的接口界面更友好，PLC的可操作性大大提高。
　　
　　2. 系统控制工作原理
　　
　　　　本系统控制原理如图1所示。各部分的功能分别介绍如下：

　Fig.1 system control principle
　　
　　　　1）步进电机驱动器控制原理
　　
　　　　驱动器的控制功能主要通过四个输入点完成。
　　
　　　　（1）公共端接地。
　　
　　　　（2）脉冲信号输出：每来一个脉冲，驱动步进电机运行一个步距角。
　　
　　　　（3）方向信号输入：控制步进电机的两个转向，高电平正转，低电平反转。
　　
　　　　（4）脱机信号输入：该端接受PLC控制信号，低电平时，步进电机相电流被切断，转子处于自由状态（脱机状态）。高电平或悬空时，转子处于锁定状态。
　　
　　　　2）步进电机DJ1、DJ2的功能：DJ1用于纵向进料控制，DJ2用于横向进料控制。
　　
　　　　3）其他部件的功能
　　
　　　　（1）接近开关JJK1用于安全措施，它确保在冲床的冲头提起回到原位后进料台才送料，以免原料将冲头卡住。接近开关JJK2，JJK3分别是纵向工作台和横向工作台的限位开关。
　　
　　　　（2）B1是自动运行按钮；SB2是手动工作台前行按钮；SB3是手动工作台后行按钮；SB4是手动工作台左行按钮；SB5是手动工作台右行按钮；SB6是系统停止按钮。
　　
　　3. PLC控制程序
　　
　　　　PLC控制程序用梯形图进行编程，完成自动和手动两种运行方式的控制。此PLC控制程序由一个主程序和两个子程序组成，一个子程序完成自动运行，一个子程序完成手动运行。其控制程序(部分)如图2所示：

　Fig.2 control program
　　
　　　　在自动方式下，横向步进电机首先运行完成第一行孔的加工，然后，纵向步进电机使原料纵向进给；横向步进电机再次完成第二行孔的加工。按此顺序完成整个筛板的冲孔加工。最后工作台回原点，以准备下一个筛板的加工。在手动方式下，可以分别完成工作台前进、后退、左行、右行的操作。
　　
　　4. 结束语
　　
　　　　基于PLC控制的冲床进料系统可以实现所要求的技术性能，利用TD200可以改变选定的程序变量并且可以显示过程值。此系统已经投入运行，而且运行状态良好，为操作人员对筛板冲孔的操作和实时监控带来了极大的便利，达到了预期的控制要求。