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PLC与文本屏、编码器、变频器程序实例 |
1、可调定长自动裁切控制装置的系统构成
裁切机器由机体、传送带、气动裁切刀具等机械部件和变频器、电机、刀位检测开关、旋转编码器等电力拖动部件和长度检测部件构成。机器工作原理简述：由变频器控制电机起停与速度，电机由皮带拖动机器主轴，主轴带动输送带，输送带将待裁切板材源源不断地输送至裁切刀具下；
旋转编码器经弹性连轴器（可用软塑料管代用）与机器旋转主轴连接，对主轴的运行线距离进行脉冲计数，当设定长度（设定脉冲数）与编码器计数长度相等时，由PLC输出下刀指令，变频器停止运行，输送带停止输送，下刀电磁阀动作，气动裁切刀具下行，对输送带上的板材进行裁切。裁切过后，系统又自动启动运行。
系统设计要求：
1）、板材输送速度可以调节。采用变频器拖动电机满足此要求；
2）、裁切长度可以设定，并可以监控，采用PLC与文本屏相结合，满足此要求；
3）、机器主轴的直径规格不一，与长度设置互有影响，应考虑此因素。可用文本屏可对主轴数据（轴周长）修正；
4）、选用旋转编码器的型号不同，脉冲计数值/周有别。用文本屏可对旋转码器的脉冲计数值/周数据进行修正；
5）、正常输送使用一个可调整的较高的输送速度，称为变频高速；而当输送长度接近于裁切长度时，输送带应进入低速运行阶段，称为变频低速（可为一固定速度），这样便于提高裁切精度和裁切质量。低速输送距离（长度）可以根据现场操作运行情况，由文本屏设置；
6）、下刀裁切时，输送带必须停止输送，裁切完毕后，输送带开始运行。下刀裁切至重新运行，需有一个适宜的延时时间，如时间太短，刀具未升到原位，容易与板材相顶，损坏板材和刀具。若时间过长，会导致本班产量降低。这个下刀时间（实际为刀具复位时间）也可以由文本屏进行设置；
7）、本班产量——裁切张数，可以在屏面上显示和监控。下一班人员可将显示值复位清零，重新计数；
8）、系统的运行方式：用按钮启动和停止，实现自动裁切功能。
根据以上要求，核算了PLC的I/O点数，绘制系统原理接线图并编写控制程序。
可调定长裁切装置选用10点LS/K7MDR10S型PLC、YD204VL4文本屏，和伟创AC60/1.5kW变频器，用CDD-11N型接近开关（常态为接点接通，检测物体到位后，接点开断）采集刀位信号，用TRD-2T600BF型旋转编码器测量板材长度。
PLC的P40端子控制下刀电磁阀，进行裁切控制；P41端子输出接点信号做为变频器的FWD运转信号。变频器的运转频率由RP1电位器调节给定；P43端子连接变频器的X3端子，X3端子功能被设置为点动，该端子信号输入时，变频器以点动（低速）频率运行。
变频器应该调整的参数值：
1）运行/停止命令，E-01：置1，端子起/停控制；
2）主速频率给定E-02：置2，端子VS1，0—10V信号，由外接电位器调整；
3）控制端子X3功能选择F-02：置1，正转点动运行；
4）点动频率E-25：根据运行需要调整。先预置为7Hz；
5）停机方式E-34：置1，自由停车；
6）电机过流保护E-57：设定值应等于电机铭牌上的额定电流值或为电机额定电流的1.1倍；
7）加速时间根据需要调整，为提高工效，将加速时间设为0.3秒，减速时间设为0.6秒。变频器在较短时间加速至全速，容易出现过载报警与停机。为了满足用户快提速和提高产量的要求，将750W电机配用1.5G型变频器。
裁切刀位位置由光电开关检测，检测信号由P05端子输入。刀位输入静态为常闭点信号，裁切到位后，输入一个常闭点的开断信号；编码器的计数信号由P0、P1两个输入端子进入，本例程序电路，通过参数已将HSC0（高速计数通道1）设置为两相CW/CCW工作模式（设置方法详见第三章的第二节），CW：正转计数；CCW：反转计数。输送带正向运行时，P00输入信号有效，程序电路对从P00端子输入的信号进行加计数；输送带反向运行时，P01输入信号有效，对从P01端子输入的信号进行减计数。这样，当因某种原因需进行倒车时，高速计数的结果会自动减去倒车尺寸，保障裁切长度的准确。
2、PLC程序电路
程序电路完成的主要任务是对输送带输送的板材进行长度计量和裁切控制，因而13-63程序步为一段对高速计数输入的高速计数脉冲进行相关算术计算的程序，从而得出裁切长度、减速距离与当前长度监控值等数据
裁切控制应用了HSCST（高速计数有效）指令，以取出旋转编码器输入的计数脉冲数，并存入数据寄存器D5中，供计算电路采用。
程序电路中还用到了触点比较指令和普通计数指令（计数器C0），相对应的程序电路解析见下文。下面先行给出整体的程序电路，请读者对应右侧注解，参考相关指令的用法，再与后文的文本屏画面相结合，找到画面与程序电路的结合点（相关软元件的来龙去脉）。
3、文本屏的画面编辑
一般情况下，先将PLC程序电路编写完毕，再据程序电路的“相关的元件地址”编辑文本屏画面。程序电路与文本屏画面两者产生联系的元件如下表所示。
注意：高速计数器的计数范围为十进制32位，其设定值也为十进制32位。当利用传送或算术指令对高速计数进行处理时，应该采用32数据处理指令。当误用16位数据处理指令时，会出现程序电路不被执行或运算数据错误的状况。遇到这种情况，可以改变数据格式（如将UML指令改为DUML指令）试之。这也是在编程中经常遇到的问题。
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