PLC和觸摸屏在大型刀庫上的應用
馬艷妮
(哈爾濱量具刃具集團有限責任公司，黑龍江哈爾濱150040)

摘要：介紹了歐姆龍可編程控制器和Easy View觸摸屏組成的控制系統。利用Ea姆View組態軟件制作人機對話界面，實現與PLC的連接。實踐證明，PLC可編程控制器和觸摸屏的結合提高了PLC控制系統的可操作性。具有較好的應用價值。

關鍵詞：可編程控制器 觸摸屏 大型刀庫

    可編程控制器PLC(Programmable Losic Control—ler)是一種通用控制裝置，是采用微電腦技術制造的自動控制設備。它將傳統的繼電器控制技術、計算機控制技術和通信技術融為一體，以順序控制為主，回路調節為輔，能實現邏輯判斷、定時、記憶和算術運算等功能。PLC及其網絡技術廣泛地應用到工業自動化控制之中，集三電于一體，具有較好的控制精度和高可靠性，成為現代工業工業自動化的支柱。機床功能部件刀庫隨著國內機床行業的發展而發展。國外的大型刀庫雖然功能強大但是價格昂貴，因此我公司投入了大型刀庫的研制。由于研制的大型刀庫比普通刀庫的結構復雜，為了節約設計成本，采用PLC和觸摸屏來對系統進行控制。

l 控制系統結構

    該換刀裝置屬于大型的換刀系統，單臂抓刀量達到65 kg，容量為60把刀，所以注定了其機械結構比較復雜。該刀庫采用油壓為動力源，因此由油壓系統和運動部件兩部分組成。運動部件包括刀庫體(即刀套承載體)和機械手(負責抓刀、換刀)兩部分。刀庫體的轉動、刀號的轉換和機械手的整體運動由伺服電動機來控制，以保證其較高的精度。運用電磁閥來控制機械手的動作，比如張開、閉合、伸、縮等。控制系統采用了歐姆龍PLC。可以實現與外部計算機的連接，擁有RS232等通訊接口。PLC擁有自己獨立的電源和CPU，通過CPU上的RS232端口可以和觸摸屏、計算機進行連接。運用位置控制單元通過脈沖輸出來帶動伺服電動機，達到了較高的定位精度。系統結構如圖1所示。

圖1 大星刀厙的拄倒系統
 

    (1)觸摸屏采用MTS09 Easy View、32位RISC微處理器，畫面展示迅捷。可與PLC直接通訊，無需PLC運行任何的附加程序。通過連接PLC，可在PC上模擬MTS09的操作，直接從PLC獲取數據，通過地址來實現觸摸屏與PLC的互動。

    (2)計算機通過計算機使PLC的編程簡單化，通過RS232接口將編制好的程序直接下傳到PLC的存儲器，運行的時候無需再連接計算機。當然也可以使用編程器來手動編程。通過計算機還可實現對PLC的運行狀況進行監視、程序的打印等一系列功能。

     (3)CPU和電源為PLC提供單獨的電源和運算處理單元。

    (4)位置控制單元和伺服系統位置控制單元提供脈沖輸出口，可按要求向輸出口發送預定頻率及一定數量的脈沖；從PLC的工作區接收指令并向不同的電動機驅動器輸出脈沖序列，用于實現位置控制；可對CPU單元的指令在2 m8內做出響應。定位可以在一1073 741 823一l 073 741 823個脈沖內被執行，速度在1—500 000脈沖／s范圍內。這一系列的數據意味著在大范圍內以精確的速度定位是可能的，因此兩個電動機所連接的刀庫體和機械手的定位精度也是非常高的。

    (5)輸入在此刀庫中，大量地使用了接近開關來監視機械部件的機械位置，及時通過PLC程序的處理，對下一步的運動進行監視。

    (6)輸出動力源采用油壓，系統通過PLC發送指令給電磁閥，通過電磁閥的通斷電實現機械結構的給油、回油，控制機械手的伸縮、手爪的張合等等。

2 控制原理

    大型刀庫有著結構復雜、定位要求高等特點。在刀庫回零之后，首先選擇要替換刀的刀號比如10，在PLC程序中進行計算伺服電動機所需要的脈沖數，然后通過位置控制單元將脈沖數傳輸給驅動器控制電動機的運轉。若10號刀到達預定等待位置，此時機械手手爪松開，到達指定的換刀位置(伺服電動機的控制與上同)，抓刀，將刀套松開，機械手伸出離開換刀位置，即完成了換刀過程。在整個過程中每一個動作的都要受到接近開關的監視，只有動作完成才可進行下一步的動作。

3 結語

    通過PLC在大型換刀系統的推廣運用，展現了PLC和觸摸屏的完美結合，實現了人機對話，驗證了PLC系統的可靠性特點，保證了系統的安全運行。