一、應(yīng)用簡介
我公司是主要以生產(chǎn)、研制、開發(fā)建材機(jī)械產(chǎn)品為主兼M74系列立軸圓臺平面磨床產(chǎn)品的企業(yè)。應(yīng)客戶及市場需求,我公司采用西門子LOGO!230RC智能邏輯控制器對目前正在生產(chǎn)的自動鋼筋調(diào)直切斷機(jī)進(jìn)行電氣技術(shù)改造。
鋼筋調(diào)直切斷機(jī)可用于調(diào)直Φ4-Φ14盤圓鋼筋與Φ4-Φ12級螺紋鋼筋,適用于各種建筑工地的鋼筋加工,市場廣大。該機(jī)調(diào)直速度快,定置靈活,可根據(jù)用戶數(shù)量、長短等不同要求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。該機(jī)電氣控制以前一直采用繼電器—接觸器控制,然而由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣,分立元件多,元器件質(zhì)量參差不齊等原因,導(dǎo)致切斷機(jī)電氣故障頻出,嚴(yán)重影響了公司聲譽(yù)及客戶效益。2013年中華工控網(wǎng)掀起西門子LOGO!智能邏輯控制器免費(fèi)體驗(yàn)熱潮,于是萌生了用西門子LOGO!改造調(diào)直切斷機(jī)電氣控制系統(tǒng)的想法。
二、應(yīng)用說明
自動調(diào)直切斷機(jī)大體由導(dǎo)入裝置、送料裝置、調(diào)直裝置、牽引裝置、切斷裝置、傳動裝置、機(jī)架、承料架和電控系統(tǒng)組成,結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
鋼筋由牽引機(jī)構(gòu)帶動由盤料架進(jìn)入調(diào)直筒進(jìn)行調(diào)直。調(diào)直筒內(nèi)用螺釘固定著五個不在一條軸線上的位置可以調(diào)整的調(diào)直模。調(diào)直筒高速旋轉(zhuǎn),穿過調(diào)直筒的曲折鋼筋,經(jīng)反復(fù)彎曲變形而被調(diào)直,同時也清除了鋼筋表面的銹皮。
鋼筋經(jīng)過調(diào)直后進(jìn)入切斷機(jī)構(gòu)。切斷機(jī)構(gòu)主要由錘頭和方刀臺組成,錘頭上下運(yùn)動,方刀臺水平運(yùn)動,內(nèi)裝上下切刀,當(dāng)方刀臺移動至錘頭下面時,上切刀被錘頭砸下與下切刀形成剪刀,鋼筋被切斷。承料架的上部裝有拉桿定尺機(jī)構(gòu),保證被切鋼筋定尺切斷,承料架下部可承接被切斷的鋼筋。系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如圖2所示。
圖2 自動調(diào)直切斷機(jī)系統(tǒng)流程圖
無論哪種控制,自動調(diào)直切斷機(jī)都必需接觸器及必要的保護(hù)元件,然而為實(shí)現(xiàn)落料延時和計數(shù)控制,在以前的傳統(tǒng)解決方案中還需要在控制板上安裝一個中間繼電器、一個時間繼電器和一個計數(shù)器,這將導(dǎo)致額外的花費(fèi)。本次改造關(guān)鍵就在于,西門子LOGO!能否集這些元器件的功能?如是,本次改造將在成本、體積以及檔次上的優(yōu)勢特別是憑借德國老牌西門子產(chǎn)品較同行業(yè)極佳的可靠性方面那都是非?捎^的。
三、應(yīng)用的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
1. 系統(tǒng)組成
利用西門子LOGO!設(shè)計原理圖,主電路原理圖如圖3所示,包含一臺調(diào)直電機(jī)、一臺切斷電機(jī)、一落料電磁鐵以及一運(yùn)行指示燈和一電源指示燈。本LOGO!控制方案共有8個輸入點(diǎn),4個輸出點(diǎn),且輸入輸出量全部為開關(guān)量信號,所以選用一塊8入4出的230RC本機(jī)模塊。LOGO!控制接線圖如圖4所示,I/O分配表如表1所示。
圖3 主電路圖
圖4 LOGO!控制接線圖
數(shù)字量輸入地址 |
符號 |
定義 |
數(shù)字量輸出地址 |
符號 |
定義 |
I1 |
SB0 |
急停(常閉) |
Q1 |
KM1 |
校直正 |
I2 |
SB1 |
校直停(常閉) |
Q2 |
KM2 |
校直反 |
I3 |
SB2 |
校直正 |
Q3 |
KM3 |
切斷 |
I4 |
SB3 |
校直反 |
Q4 |
KM4 |
落料 |
I5 |
SB4 |
切斷停(常閉) |
|
|
|
I6 |
SB5 |
切斷啟 |
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I7 |
SQ1 |
計數(shù)觸發(fā) |
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I8 |
SB6 |
計數(shù)復(fù)位 |
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表1 數(shù)字量輸入/輸出地址表
2. 利用LOGO!對自動調(diào)直切斷機(jī)控制方案分析
1) 校直程序:按下SB2按鈕,校直正運(yùn)行開關(guān)I3閉合,Q1置位,接觸器KM1得電自鎖,調(diào)直電機(jī)正轉(zhuǎn);同理需要調(diào)直電機(jī)反轉(zhuǎn)時,按下SB3按鈕,校直反運(yùn)行開關(guān)I4閉合,Q2輸出,接觸器KM2得電自鎖。為安全考慮,I3與I4之間,Q1與Q2之間都加有軟件互鎖,并在輸出Q1與Q2上加有硬件互鎖。無論何時當(dāng)按下急停按鈕SB0時,使輸入I1閉合, Q1與Q2立即停止輸出,調(diào)直電機(jī)M1停止運(yùn)行。
圖5 校直程序
2) 切斷程序:按下SB5切斷啟按鈕,輸入I6閉合,Q3置位,接觸器KM3得電自鎖,切斷電機(jī)啟動運(yùn)行。按下SB4切斷停止按鈕,輸入I5閉合,Q3復(fù)位,接觸器KM3失電斷開,切斷電機(jī)停止運(yùn)行。無論何時當(dāng)按下急停按鈕SB0時,使輸入I1閉合, Q3立即復(fù)位,切斷電機(jī)M2停止運(yùn)行。
圖6 切斷程序
3) 落料程序: Q4輸出驅(qū)動接觸器KM4控制落料電磁鐵的動作,實(shí)現(xiàn)受料架翻轉(zhuǎn)落料。在切斷電機(jī)M2運(yùn)行的情況下,Q4的置位端是由計數(shù)觸發(fā)標(biāo)志位M2觸發(fā)的。計數(shù)到標(biāo)志位M3、急停I1或落料延時時間到標(biāo)志位M1(落料動作需預(yù)留一定的時間,一般設(shè)置在3~4秒)都可使Q4復(fù)位。
圖7 落料程序
4) 計數(shù)程序:計數(shù)觸發(fā)標(biāo)志位M2由接在輸入端I7的接近開關(guān)SQ1觸發(fā)。在切斷電機(jī)M2運(yùn)行前,需對調(diào)直的鋼筋的尺寸和數(shù)目進(jìn)行一個預(yù)置,切成預(yù)置尺寸的鋼筋達(dá)到預(yù)置數(shù)目時,觸發(fā)標(biāo)志位M3,進(jìn)而使系統(tǒng)全線停車。
圖8 計數(shù)程序
3. 系統(tǒng)離線仿真與在線測試
離線仿真
圖9 離線仿真
圖10 在線測試
四、應(yīng)用體會
此次體驗(yàn)雖然與西門子LOGO!還只是短暫的親密接觸,但已讓我感到它神奇之處了。它體積小巧,但功能齊全。它集成了8種基本功能和30多種特殊功能,進(jìn)而可以替代從時間繼電器一直到接觸器數(shù)以百計的開關(guān)設(shè)備,另外它還集成有可用來編程和顯示用的顯示器。這些不但為我們縮短了開發(fā)設(shè)計時間,省去了大量的電柜空間,更省去了各種繼電器、計數(shù)器,以至于各種信號指示燈、文本顯示器等的成本費(fèi)用。本例用西門子LOGO!本體實(shí)現(xiàn)鋼筋切斷計數(shù)設(shè)置與顯示如圖11所示。不僅如此,LOGO! 還有很強(qiáng)的可靠性,有很好的抗振性和很強(qiáng)的電磁兼容性(EMC),完全符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),能夠應(yīng)用于各種氣候條件。所有這些都有效地提高了產(chǎn)品的檔次,提升了產(chǎn)品市場競爭力。
圖11 西門子LOGO!計數(shù)顯示設(shè)置及現(xiàn)場示例
綜上所述,我們坦言,應(yīng)用在目前各個領(lǐng)域,西門子LOGO!在繼電器與PLC之間是一個功能強(qiáng)大且價格實(shí)惠的最佳解決方案。自動調(diào)直切斷機(jī)自改造投入使用至今已有兩月余,運(yùn)行情況穩(wěn)定良好,屢屢受到用戶以及同仁們的廣泛好評。
參考文獻(xiàn)
[1] 張子義.LOGO!控制實(shí)訓(xùn)教程
[2] 西門子LOGO!手冊.參考文獻(xiàn)正文用宋體9號字體
作者簡介
劉向東(1969-),男,遼寧省朝陽市,大學(xué)?,工程師,朝陽重型機(jī)器有限公司