摘要：本文著重介紹了利用永宏FBs系列可編程控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)三維彎管機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)闡述了該系統(tǒng)的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì),實(shí)踐證明該彎管機(jī)系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、使用方便。
關(guān)鍵詞：可編程控制器 工廠自動(dòng)化 高速計(jì)數(shù)器 三維彎管機(jī)
Abstract: The paper mainly intruduces the design of FATEK FBs Series PLC in Automatism Three-directional Tube Bender Machinery control system. the operation principle, hardwire structure and software implementation were mainly stated, and the Tube Bender Machinery has been proved is Practicability and convenience by application.
Key word: PLC Factory Automation High-Speed Counter Three-Directional Tube Bender Machinery
1 引言
七八十年代，是中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的初期。各行各業(yè)急待發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼地進(jìn)行著。廠房、設(shè)備、交通設(shè)施需求急劇增加，各種金屬管的需求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足，許多金屬管的形狀要求也不斷復(fù)雜化，從而催生了彎管機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)。由于國內(nèi)技術(shù)水平的落后，許多彎管設(shè)備開發(fā)設(shè)計(jì)只停留在初級(jí)階段，繼電器式的電氣控制系統(tǒng)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都沒有達(dá)到人們對(duì)各種金屬管工藝的理想要求。90年代后，中國經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展和不斷提高，以及PC技術(shù)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用，二維式的彎管機(jī)已無法滿足復(fù)雜的工業(yè)需要。三維彎管機(jī)正是在這一背景下逐漸開發(fā)成型，而可編程控制器（PLC）在彎管機(jī)控制系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用，給復(fù)雜要求的彎管系統(tǒng)提供了重要的技術(shù)保證。
自動(dòng)三維彎管機(jī)系統(tǒng)要求有三組脈沖信號(hào)輸入，兩組脈沖信號(hào)輸出，強(qiáng)大的檔案功能。永宏P(guān)LC正是由于其單個(gè)CPU可同時(shí)處理四組硬體高速計(jì)速器，同時(shí)輸出四組脈沖，實(shí)用的FUN160檔案功能，滿足了三維彎管機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)雜要求，廣泛引用于彎管機(jī)行業(yè)。
2 系統(tǒng)的概述
（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
自動(dòng)三維彎管機(jī)控制系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、旋轉(zhuǎn)編碼器、步進(jìn)電機(jī)、人機(jī)界面（HMI）和液壓油泵組成。旋轉(zhuǎn)編碼器主要用于角度量測和長度控制，步進(jìn)電機(jī)主要用于旋轉(zhuǎn)角度控制和驅(qū)動(dòng)小車實(shí)現(xiàn)長度控制，電磁閥配合液壓油泵用于實(shí)現(xiàn)彎管動(dòng)力。
（2）系統(tǒng)功能
A、分手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)等多種操作方式，并可滿足有芯棒和無芯棒，單角度和多角度，二維角和三維角選擇等不同控制要求場合的特定需要。
B、可存儲(chǔ)上百種產(chǎn)品型號(hào)，每種型號(hào)可設(shè)定20個(gè)彎管角度參數(shù)和20個(gè)旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)，可滿足多種復(fù)雜、多角度、不同空間的要求，并可對(duì)工作進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示。如圖1所示；
C、可自由調(diào)整設(shè)定“夾緊時(shí)間”、“退夾時(shí)間”、“進(jìn)芯時(shí)間”，滿足實(shí)際工藝要求，以及防止機(jī)械上的動(dòng)作延時(shí)造成的次品；
D、可選擇試機(jī)模式，用于機(jī)械的磨合，符合管理員權(quán)限的人才可選擇試機(jī)模式，對(duì)不同的用戶進(jìn)行不同的操作從而保證系統(tǒng)安全。如圖2所示；
E、可設(shè)定機(jī)械的使用期限，符合管理員權(quán)限的人才可對(duì)機(jī)械的使用期限進(jìn)行設(shè)定；
F、完善的報(bào)警系統(tǒng)，在操作不當(dāng)或機(jī)械故障時(shí)能在屏幕上作出提示，并停機(jī)報(bào)警。如圖3所示。
（3）系統(tǒng)I/O分配
系統(tǒng)選用1臺(tái)FBs-24MCT主機(jī)，1臺(tái)FBs-8EA輸入輸出擴(kuò)展模塊和1臺(tái)FBs-8EY輸出擴(kuò)展模塊。其輸入輸出端子分配情況如下所示。
輸入信號(hào)：
X0 彎管編碼器A相 X1彎管編碼器B相
X2 小車編碼器A相 X3 小車編碼器B相
X4 旋轉(zhuǎn)編碼器A相 X5 旋轉(zhuǎn)編碼器B相
X6 原點(diǎn)信號(hào) X7 退芯到感應(yīng)信號(hào)
X8 輔推前感應(yīng)信號(hào) X9 輔推后感應(yīng)信號(hào)
X10 進(jìn)入托料感應(yīng)區(qū) X11 小車進(jìn)入輔推干涉
X12 腳踏信號(hào) X13 退彎安全開關(guān)
X14管料檢測信號(hào) X15-X17 系統(tǒng)預(yù)留
輸出信號(hào)：
Y0 步進(jìn)電機(jī)1A相 Y1步進(jìn)電機(jī)1B相
Y2 夾料動(dòng)作 Y3步進(jìn)電機(jī)2A相
Y4 步進(jìn)電機(jī)2B相 Y5留慢退芯
Y6 電磁鐵 Y7 進(jìn)芯
Y8 主夾退 Y9 副夾退
Y10 退彎 Y11 夾料退
Y12 退芯 Y13 輔推退
Y14 慢彎管 Y15 溢流閥
Y16 慢退芯 Y17 慢彎管
Y18 主夾進(jìn) Y19 副夾進(jìn)
Y20 彎管動(dòng)作 Y21 油泵
3 系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)主要工作步驟有彎管主副夾夾緊、有芯進(jìn)芯并計(jì)時(shí)、彎管、輔推彎管、慢彎進(jìn)行、主副夾退夾、步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作旋轉(zhuǎn)、退彎動(dòng)作、退芯完成等。其主要工作流程如圖4所示。
（1）檔案系統(tǒng)管理設(shè)
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