工控摘要：由于近年氣摩行業(yè)的快速發(fā)展，其生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)很難滿足生產(chǎn)要求，所以對其進(jìn)行了自動化的改造。
　　
　　飛鋸機(jī)是一種對連續(xù)運(yùn)動的高頻焊管鋼材進(jìn)行定尺切斷的自動化設(shè)備，可在焊管或型鋼高速運(yùn)動下實(shí)現(xiàn)自動跟蹤鋸切，是焊管生產(chǎn)線上zui后一道工序的生產(chǎn)設(shè)備，對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有較大的影響。要地剪切快速運(yùn)動中的管材，剪切工具必須與機(jī)組的運(yùn)動協(xié)調(diào)，尤其是在機(jī)組速度變化時，生產(chǎn)工藝要求剪切工具必須與機(jī)組線速度保持同步跟蹤的情況下來進(jìn)行定尺剪切。
　　
　　1、工藝要求
　　
　　根據(jù)生產(chǎn)過程及產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，對飛鋸機(jī)基本工藝要求如下：
　　
　　鋸切過程中鋸片必須和運(yùn)行的管材同步，保證在鋸切過程中，鋸片既要繞鋸軸轉(zhuǎn)動(施加鋸切力和鋸切功率)，又要與管材以相同的速度移動(保證管材的被切斷面平直且不至于打飛鋸片，造成設(shè)備損毀和安全事故)；飛鋸機(jī)應(yīng)能鋸切不同的定尺長度；要保證鋸切的切口平直。即在整個鋸切過程中，鋸片都應(yīng)和鋼管軸線垂直，并且要使切頭部分不彎不扁。
　　
　　2、系統(tǒng)改造
　　
　　飛鋸系統(tǒng)改造之前采用的是繼電器控制，其中接觸器、行程開關(guān)、繼電器等電器元件作為控制元件，其控制系統(tǒng)復(fù)雜，操作難度大，并且安裝接線工作量大、修改控制策略難,維護(hù)量大，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。因此，飛鋸切割控制系統(tǒng)成了制約生產(chǎn)的瓶頸。而采用可靠性較高的plc組成的控制系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)采集、控制回路、自動順序操作和運(yùn)算的主要設(shè)備。滿足了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時性的要求。
　　
　　由plc控制小車啟動并加速追蹤焊管至與焊管等速時達(dá)到定尺點(diǎn)，夾具夾緊焊管，即將鋸車與焊管連為一體，氣缸驅(qū)動落鋸、抬鋸、完成鋸切，夾具松開，小車減速，停車，返回原位。
　　
　　3、基于fx2n的飛鋸控制
　　
　　飛鋸控制系統(tǒng)的任務(wù)主要是控制一臺主電機(jī)(7.5kw的三相異步電機(jī))和四個電磁閥(分別控制小車的加速、鋼管的夾緊、飛鋸壓下切割、小車返回)，plc需要同時控制主電機(jī)和電磁閥的協(xié)調(diào)工作，完成切割工作。plc對通過繼電器和接觸器控制主電機(jī)帶動飛鋸旋轉(zhuǎn)；人機(jī)界面由觸摸屏來實(shí)現(xiàn)，通過觸摸屏設(shè)置工作參數(shù)。
　　
　　3.1硬件設(shè)計
　　
　　plc的選擇一般從基本性能、特殊功能和通信聯(lián)網(wǎng)三方面考慮。選擇的基本原則是在滿足控制要求的前提下力爭的性價比。對于飛鋸機(jī)的控制系統(tǒng)而言，工藝過程固定、環(huán)境條件一般，維修量比較小等，所以選用整體式結(jié)構(gòu)的plc機(jī)型比較合適。具體滿足條件如下：
　　
　　(1)i/o點(diǎn)的估算：觸摸屏占用串口通信輸入1個；一臺異步電機(jī)、四個電磁閥占用開關(guān)量輸出5個；系統(tǒng)啟動、停止、急停按鈕占用三個開關(guān)量輸入，自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)一個、異步電機(jī)啟動、停止按鈕、夾緊、落鋸按鈕個一個，需要占用五個輸入量，定尺信號占用一個輸入量；總計i/o點(diǎn)共14個。
　　
　　(2)plc性能和控制任務(wù)相適應(yīng)：飛鋸機(jī)割機(jī)控制系統(tǒng)是開關(guān)量控制的，多是順序控制和多模式的自動控制，對控制速度要求不是很高。
　　
　　根據(jù)上面的控制要求，本設(shè)計選用日本三菱公司的fx2n–24mr型plc，它是繼電器輸出，24v直流供電。它的i/o點(diǎn)數(shù)為30，其中dc輸入點(diǎn)為16，繼電器輸出點(diǎn)為14。具有高速計數(shù)器輸入、串行通信接口rs-232、標(biāo)配usb端口等強(qiáng)大功能。適合于多臺步進(jìn)電機(jī)的控制，雙串口可搭載觸摸屏控制終端、簡易的變頻器串行控制。內(nèi)置24v/500ma直流電源，可供外圍設(shè)備使用,一體化緊湊型設(shè)計,容易安裝，使用din導(dǎo)軌或便利的固定孔安裝。
　　
　　3.2軟件設(shè)計
　　
　　fx型plc可以用三菱公司提供的swopc-fxgp編輯軟件用梯形圖進(jìn)行編程，此軟件具有顯示/監(jiān)控功能和完善的調(diào)試、維護(hù)功能，我們可以運(yùn)用此軟件在windows的環(huán)境中對plc進(jìn)行編程調(diào)試，編程完成后通過rs232通訊電纜從pc下載到plc上，飛鋸機(jī)工作過程中參數(shù)設(shè)置較多，參數(shù)之間密切關(guān)聯(lián)，各動作之間有嚴(yán)格的邏輯關(guān)系，每工作方式均可采用手動和自動兩種方式，plc通過采集現(xiàn)場信號來控制工作過程。