1 前言

　　近年來隨著國家經(jīng)濟快速發(fā)展，居民生活水平逐步提高，房地產(chǎn)行業(yè)異常繁榮昌盛，商業(yè)寫字間和居民住宅裝飾裝修均具有廣闊的市場發(fā)展空間，房屋室內(nèi)外裝修均需要大量木板或者木材成型產(chǎn)品，在這種背景下，包括地板生產(chǎn)企業(yè)、家具生產(chǎn)企業(yè)等等相關(guān)木材加工企業(yè)勢必需要大量木工機械設(shè)備，以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)加工所需。而且隨著國際貿(mào)易日趨成熟完善，木工機械出口量也會有穩(wěn)步增長，經(jīng)濟觸底反彈，國內(nèi)需求日趨旺盛，對木工機械設(shè)備生產(chǎn)廠家提供了前所未有的發(fā)展機遇。由于傳統(tǒng)的電氣控制設(shè)備存在精度低、安全性差及故障率高等缺點已經(jīng)逐漸為現(xiàn)代化自動控制設(shè)備所代替。現(xiàn)今木工機械設(shè)備的自動化程度愈來愈高，根據(jù)設(shè)備不同會應(yīng)用到不同種類的工業(yè)自動化產(chǎn)品，如：人機界面、PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、編碼器、溫控儀表等各類產(chǎn)品。客戶往往可以根據(jù)控制對象的不同選擇相應(yīng)的設(shè)備來進行控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

　　本文論述的高速裁板鋸控制系統(tǒng)是一個很好的臺達自動化產(chǎn)品整合應(yīng)用案例。基于臺達的DVP系列 PLC和變頻器等產(chǎn)品，實現(xiàn)先進的高速往復(fù)裁板鋸電氣控制系統(tǒng)，值得同行借鑒

2　工藝分析

　　高速裁板鋸是一種通用木工機械設(shè)備產(chǎn)品，顧名思義，設(shè)備主要功能就是按照用戶設(shè)定的剪裁長度，快速實現(xiàn)裁板過程，設(shè)備要求往復(fù)運動，動作效率高，可以實現(xiàn)高效率加工定長木板。具體來說，待加工的木板快速送入鋸片下面，床身上面，電機拖動鋸片快速退回原點，然后鋸片下降，電機迅速前進實現(xiàn)切板，到達目標長度位置之后，電機停止前進，鋸片上升，電機拖動鋸片快速退回原點，等待下一次木板加工動作指令。由于其設(shè)備工藝動作相對簡單，電氣控制系統(tǒng)程序相應(yīng)較容易實現(xiàn)。

3　控制系統(tǒng)

3.1控制系統(tǒng)框圖

控制系統(tǒng)框圖如圖1所示：

圖1 控制系統(tǒng)框圖

3.2控制系統(tǒng)配置表

控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置如表1所示：

表1 控制系統(tǒng)技術(shù)方案配置

　　上述表格僅僅羅列出了控制系統(tǒng)主要電氣元件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、交流接觸器、中間繼電器、主令按鈕、指示燈等）、位置傳感器（光電傳感器、行程開關(guān)等），此處不予贅述。

3.3設(shè)備工作方式

系統(tǒng)具有手動、自動和調(diào)試三種工作方式。

（1）手動方式用于按鈕操作設(shè)備運行，這通常是在主控室上位機上進行；

（2）自動方式用于按照設(shè)定的參數(shù)自動運行工作循環(huán)，正常自動運行時通常采用此方式；

（3）調(diào)試方式用于調(diào)試設(shè)備、長度測量等工藝動作，此操作是在檢修或者調(diào)試新設(shè)備時采用。

　　注意：參數(shù)一旦設(shè)定，不得隨意更改，以免發(fā)生意外；現(xiàn)場的手動方式操作必須由經(jīng)過培訓的操作員才可進行。調(diào)試方式只有在設(shè)備空閑且不影響生產(chǎn)時才可進行，注意必須是專業(yè)工程師才可進行操作。

4　人機界面

下面介紹上位機人機界面畫面及其工藝動作。

（1）程序主界面

　　人機畫面程序主畫面如圖2所示：選擇設(shè)備工作方式，工藝參數(shù)設(shè)定，系統(tǒng)報警畫面切換。

圖2 程序主界面

（2）程序自動運行

　　人機畫面程序自動畫面如圖3所示：設(shè)定剪裁長度，顯示鋸片當前位置等。

圖3 程序自動運行畫面

（3）手動運行

　　手動運行畫面如圖4所示：顯示當前鋸片位置，可以手動控制壓料氣缸，鋸片運行，鋸片升降氣缸，鋸片前進、后退等等工藝動作。

圖4 手動運行畫面

（4）程序調(diào)機

　　人機畫面程序調(diào)機畫面如圖5所示：按照不同的床身有效行程，設(shè)定鋸片行程，將鋸片退回原點，按下清零按鈕，PLC程序中高速計數(shù)器清零，按下測量啟動按鈕，準備測量鋸片行程對應(yīng)的編碼器計數(shù)值，按下前進按鈕不松手，鋸片到達行程開關(guān)位置停止，此時復(fù)位測量啟動按鈕，完成鋸片行程學習過程。按下后退按鈕，鋸片重新回到原點位置，設(shè)備可以進行自動加工動作，按照設(shè)定的長度和鋸片行程的比例關(guān)系，PLC推算出對應(yīng)的編碼器計數(shù)值，當鋸片自動前進運行到達計數(shù)值后，鋸片停止，然后快速退回原位。

圖5 調(diào)機畫面

（5）程序參數(shù)設(shè)定

　　人機畫面程序參數(shù)設(shè)定畫面如圖6所示：設(shè)定自動運行各個工藝動作之間的延時時間，還可以設(shè)定變頻器運行頻率，改變鋸片前進和后退的電機轉(zhuǎn)速，此時，變頻器通過RS485通訊接口直接和人機界面COM2相連，采用人機界面宏指令編程功能實現(xiàn)判斷變頻器正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)命令，再分別把正轉(zhuǎn)頻率值和反轉(zhuǎn)頻率值傳送給變頻器。

圖6 程序參數(shù)設(shè)定畫面

（6）宏指令程序

　　關(guān)鍵宏指令程序如圖7所示：靈活運用宏指令編程可以有效提高系統(tǒng)執(zhí)行效率。

圖7 關(guān)鍵宏指令程序

5 結(jié)語

　　根據(jù)客戶設(shè)備技術(shù)要求，基于臺達自動化產(chǎn)品，成功提供給客戶一套成熟可靠的系統(tǒng)控制方案，加上提供給客戶完善的現(xiàn)場調(diào)試等技術(shù)服務(wù)，高速往復(fù)裁板鋸設(shè)備整個系統(tǒng)獲得完滿成功，得到客戶的充分認可。運行實踐表明，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，安全可靠，性價比高，值得業(yè)界同行借鑒和推廣。
 

【參考文獻】

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　　[3] 變頻器在工業(yè)中的選擇與應(yīng)用 劉繼黨等 科技信息 2009年第23期