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摘要：

金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，PLC方面采用硬件、軟件的途徑，能夠更好地控制金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)。本文探討了PLC下在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：

PLC；金屬壓鑄機(jī)；控制系統(tǒng)

金屬壓鑄機(jī)在我國的機(jī)電、冶金、汽車等行業(yè)比較常用，金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的電氣運(yùn)行方面，屬于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵，為了提高金屬壓鑄機(jī)的工作效率，采用PLC設(shè)計(jì)，在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)環(huán)境中，配置專業(yè)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，提高控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。

一、PLC在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)中的原理

金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要分為兩種控制方式，分別是單周操作和自動(dòng)連續(xù)操作。單周操作是指按下金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕，壓鑄工件在關(guān)模、射料、冷卻、開模的循環(huán)周期后，直接等待下次的啟動(dòng)信號(hào)。自動(dòng)連續(xù)操作，采用了PLC設(shè)計(jì)，在自動(dòng)連續(xù)操作中，按下了啟動(dòng)按鈕，就能夠進(jìn)入自動(dòng)循環(huán)的作業(yè)中，在連續(xù)壓鑄的狀態(tài)中，按下停止按鈕，才能停止作業(yè)。PLC在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)，按照控制的要求，規(guī)劃出不同工步的電磁閥通斷電狀態(tài)，主要控制關(guān)模閥、開模閥、下移閥、洗模閥、冷卻閥、射料閥、上移閥，分配好PLC自動(dòng)化的控制資源，滿足金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，完善控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

二、PLC在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì)

1.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)硬件的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，與PLC配合，設(shè)計(jì)人機(jī)界面，接入24V的電源，利用RS-422接口，直接控制金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)模塊，在RS-422接口的作用下，與FX2N-64MR模塊連接，分支作用成兩個(gè)控制系統(tǒng)，第一是執(zhí)行電磁閥、氣動(dòng)閥、泄壓閥、潤滑泵電機(jī)以及工作狀態(tài)指示燈；第二是啟動(dòng)停止按鈕、手動(dòng)自動(dòng)半自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、緊急停止按鈕、行程位置檢測開關(guān)、變頻器報(bào)警輸出端子等控制。接下來，是人機(jī)界面的功能模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)控制金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的油泵電機(jī)、變頻器、壓力電比例閥、位移編碼器、超聲波傳感器等，構(gòu)成硬件控制系統(tǒng)的框圖結(jié)構(gòu)。例如：硬件控制系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)，采用液晶顯的方式，觸摸鍵300，在背面安裝A9GT-RS4串行通信板，選擇專用的通信電纜，與主機(jī)直接相連，構(gòu)成通信模塊，實(shí)現(xiàn)了高效的串行通信。硬件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選擇控制油溫、水溫的傳感器，采用壓力變送器，規(guī)范了測量的范圍，是-100kPa~60MPa，流量方面也運(yùn)用變送器，在金屬頁面的測量上，配置超聲波傳感器。

2.I/O分配設(shè)計(jì)

基于PLC的金屬壓鑄機(jī)硬件控制系統(tǒng)，I/O分配設(shè)計(jì)，要根據(jù)金屬壓鑄機(jī)硬件控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，規(guī)范開關(guān)量的輸出，完善I/O的分配設(shè)計(jì)。一般情況下，PLC在金屬壓鑄機(jī)硬件控制系統(tǒng)中，輸出點(diǎn)為28點(diǎn)，模擬量輸出為6個(gè)，輸出時(shí)3個(gè)，高速的數(shù)字輸出量，配置1個(gè)通道。I/O分配設(shè)計(jì)方面，考慮到PLC在金屬壓鑄機(jī)硬件中的作用，要規(guī)范輸入的點(diǎn)數(shù)，保障設(shè)備調(diào)試、維護(hù)的高效性，觸摸屏要符合金屬壓鑄機(jī)自動(dòng)化工作的要求，以便節(jié)約輸入點(diǎn)，I/O分配中不必要的輸入點(diǎn)，要集成到HMI內(nèi)，采用PLC的軟元件替代，以此來降低I/O模塊中的配置，簡化PLC在金屬壓鑄機(jī)I/O分配中的線路和資源。

三、PLC在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)

1.人機(jī)界面畫面制作

金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的PLC，運(yùn)用專業(yè)的繪圖軟件，繪制人機(jī)界面中的操作畫面，需要在計(jì)算機(jī)上，制作出人機(jī)界面上的畫面，通過SC-09電纜，將制作好的畫面?zhèn)魉偷饺藱C(jī)界面內(nèi)，或者直接上傳到存儲(chǔ)器卡中，完成畫面地制造，同步畫面對應(yīng)的數(shù)據(jù)。人機(jī)界面的畫面制作，主要包括圖形、數(shù)據(jù)圖形、工藝參數(shù)以及故障顯示，運(yùn)用指示器，顯示故障，定位元件的位置，還要在PLC中實(shí)現(xiàn)閃圖的效果，便于操作人員使用，促使操作人員可以迅速地找到故障的位置，提升PLC畫圖的整體性。PLC軟件圖形地設(shè)計(jì)，應(yīng)該設(shè)計(jì)多個(gè)柱狀圖，便于顯示金屬壓鑄機(jī)在工作中的重量、壓力、速度等數(shù)據(jù)，還要設(shè)置密碼保護(hù)，獲取操作權(quán)限后，才能對金屬壓鑄機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.PLC的軟件設(shè)計(jì)

金屬壓鑄機(jī)PLC的軟件設(shè)計(jì)，體現(xiàn)在3個(gè)模塊上。第一是金屬量地檢測和控制，傳感器設(shè)置了測量值，明確了測量值和初始值之間的差值，能夠?qū)⒔饘俚闹亓繙y量，直接轉(zhuǎn)化成頁面的實(shí)際測量值，測量值達(dá)到一定的給定值，運(yùn)用PLC的軟件程序，控制金屬熔爐的控制時(shí)間，在編程的過程中，運(yùn)用中斷、輸入、輸出的指令，執(zhí)行控制閥的命令，操作電磁閥的動(dòng)作時(shí)間，避免PLC在金屬量檢測和控制方面，出現(xiàn)過沖誤差，保障金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精確地控制。第二是三段變速打料的無級變速調(diào)節(jié)，PLC劃分了行程，根據(jù)金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的工藝參數(shù)，規(guī)劃好自動(dòng)調(diào)用的方式，給與流量、壓力的定值，采用比例調(diào)節(jié)，控制放油的宿敵，還要通過PLC給與定值和實(shí)測流量，反饋出壓力的數(shù)據(jù)。PLC軟件設(shè)計(jì)方面，除了自動(dòng)控制以外，還規(guī)劃了手動(dòng)子程序，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備地維護(hù)、調(diào)試，控制好金屬壓鑄機(jī)的程序。系統(tǒng)中配置了緊急停止按鈕，以便能夠在緊急狀態(tài)下處理事故。第三是PLC編程軟件設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)編制，在金屬壓鑄機(jī)中選用了3種編程語言，分別是語句表、邏輯功能圖、梯形圖，在編制菜單中，轉(zhuǎn)換3種編程語言，在菜單中，經(jīng)過雙擊，才能進(jìn)入到PLC編程的檢查環(huán)境內(nèi)，待程序完成后，安排程序調(diào)試，待PLC編程合格后，直接存儲(chǔ)在PLC的內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)了金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)中的電、氣、液一體化，保證PLC在金屬壓鑄機(jī)中的穩(wěn)定性，促使各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到規(guī)范的要求。

結(jié)語

PLC在金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)中，具有體積小、可靠性高的優(yōu)勢，而且具備很強(qiáng)的抗干擾能力，可以提高金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)的工作效率，促使金屬壓鑄機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保持高水平、高性能的工作狀態(tài)。

作者：譚旭 單位：北京衛(wèi)星制造廠

參考文獻(xiàn)

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