矩形科技混合型PLC在石材切割机中的应用
矩形科技混合型PLC在石材切割机中的应用
石材切割机由切割刀组、石料输送台、定位导板及机架等组成,切割刀组在石料输送台上部并置于机架上,切割刀组之间固定定位导板;切割刀组由电动机、皮带、刀轮轴、切割刀具组成,切割刀具固定在刀轮轴上,切割刀根据设定的深度和厚度进行切割。
传统的石材切割机根据设置的长度进行加工,靠延时来切换运行过程中的速度(即行走变频器的频率)。通过控制的的输出点控制变频器的S功能端子,来实现运动过程中的频率变化控制。
因为传统的石材切割不带电流检测,靠最开始设置的长度进行加工,而现场石块大多数是不规则的石块,设置的长度一般为石块的最大长度,这样,导致加工效率很低,另外也不节能,并且也容易发生卡锯、锯刀容易损坏等情况、也容易因为不具备自动检测电流而导致瞬间电流猛增导致厂区跳闸断电保护等情况发生。
矩形科技带模拟量输入输出的混合型PLC N80M40MAD(N80M22MAD)可以提高效率,其具有多路模拟量输入,多路模拟量输出,通过电流变送器,将电流变换为0-10V的信号,从而使PLC根据当前的电流变化的情况自动得知石块已到尽头,当石块一刀切割到边沿位置时,电流急剧下降到空载电流,从而得知石块切割已经到了边沿位置,PLC则控制下降电机立刻自动下降,进入下一刀的切割。从而提高了效率并大大提高了节能效率。当发现电流过大,大于设定的保护电流时,PLC可控制行走电机及时停机,报警提示,减少卡锯、断电等情况发生。另外通过矩形PLC的软高速计数功能,可以精确的计算出石块的长度以及深度,在切割大石块之前,可通过手动行走,自动学习石块长度。
矩形科技可配置不同的人机界面,满足不同的需求,可以接简易的文本显示器,也可以配置各种规格的触摸屏。通过人机界面可设置各类参数,例如石块长度、深度、单页的厚度、石块总厚度、切割石块的工作电流大小、保护电流、空载电流等参数;也可以显示当前工作的电流,已切割的深度,页数等等信息。
而模拟量输出可提供一个连续可调的频率输出给变频器,相对以前的几档频率输出有更大的灵活性和稳定性,在自动切割时,根据当前电机的电流,采用PID调节,控制电机始终在设定工作电流范围工作,在保证系统安全的情况下可以达到最高速的效率,而以前的方式只能有几个档位调频率,只能预先通过程序固定,在运动过程中无法根据电流加速或者减速。
综合上面的描述,可以得知,采用目前带模拟量输入输出的PLC,可以在保证电机安全的情况下,能使系统以最快的速度运行,大大提高产能和效率,一般情况,切割时间和用电量都以往的控制器减少30%,极端的情况下可减少50%,电机运行也更加平稳,电机电流也比较平稳,对电网冲击也比较小。
下图是一种简单的机型外观:
控制器配置方案一N80M44MAD-AC:
16DI,16DO,6AI,6AO
系统的IO配置点如下:
输入端子 |
描述 |
输出端子 |
描述 |
10001 |
行走电机计数 |
00001 |
左行 |
10002 |
升降电机计数 |
00002 |
右行 |
10003 |
上限位 |
00003 |
上升电机 |
10004 |
下限位 |
00004 |
下降电机 |
10005 |
左限位 |
0005 |
前行电机 |
10006 |
右限位 |
0006 |
后行电机 |
10007 |
无水检测 |
0007 |
自控指示 |
10008 |
手动上升 |
0008 |
停机报警 |
10009 |
手动下降 |
|
|
10010 |
手动左行 |
模拟量AI |
主机电流检测 |
10011 |
手动右行 |
|
|
10012 |
手动前分页 |
|
行走电机 |
10013 |
手动后分页 |
模拟量AO |
变频调速 |
10014 |
自控/手动 |
|
|
10015 |
总停 |
|
|
10016 |
左侧/右侧开机 |
|
|
控制器配置方案二:
N80M22MAD-AC ,IO点 7DI,8DO,4AI,3AO
因为其输入DI比较少,后面的DI点用人机界面替代所有的手动操作即可,可实现更高的性价比。
系统工艺如下:
1,手动将把机器上升到上限位。 |
2,手动学习石块长度,如果在左边开机(右边开机过程相同),根据石块的长度,试着行走一下,计下从左到右所需要的转数,回开机位置 |
3,转入自动模式 |
5,根据设定下降第一刀 |
6,按照固定频率,学习的长度行走第一刀 |
7,按设定第二刀下降尺寸。 |
8,按设定的固定频率按学习的长度行走第二刀 |
9,设定正常切割时的下降尺寸。 |
10,按照设定的工作电流自动调整运行的速度,给定变频器频率,自动控制左行和右行。 |
11,检测到电流下降后,一个行程已走完,检测下降的距离,如果是最后一刀,则到12步,不是一页的最后一刀回第九步 |
12,因为是最后一页,则按上一刀走的距离,按设定的固定频率行走最后一刀 |
13,锯刀电机上升到上限位,并且 |
根据左侧开机,右侧开机的状态检测和目的停止的位置决定是否需要回到左右侧开机位置。 |
14,判断是否是最后一页,不是最后一页根据设定的分页时间,锯刀前行分页。 |
15,是最后一页,停机,报警,不是最后一页则返回到第五步,石块长度为上一刀的切割的长度。 |
部分人机界面参数:
参数设定: |
|
最大切割深度(mm) |
第一刀下降时间(ms) |
第二刀下降时间(ms) |
自动下刀时间(ms) |
石块长度(mm) |
页厚(mm) |
切割页数 |
主机工作电流(0-100.0A) |
主机到边沿电流(0-100.0A) |
主机保护电流A(0-100.0A) |
电流变送器量程(0-100A) |
前后电机系数(用于计算单页的厚度) |
升级单圈距离(用于计算脉冲数) |
左右行走电机系数(通过长度换算脉冲) |
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工作画面: |
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当前工作电流 |
当前长度 |
已切割页数 |
当前深度的棒状图指示 |
当前状态 |
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状态显示: |
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自动/手动/超流保护/切割长度/缺水/上升超时/急停/参数丢失 |
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手动界面: |
|
手动上升 |
手动下降 |
手动左行 |
手动右行 |
手动前分页 |
手动后分页 |
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