一、應(yīng)用簡(jiǎn)介                             

我公司是主要以生產(chǎn)、研制、開發(fā)建材機(jī)械產(chǎn)品為主兼M74系列立軸圓臺(tái)平面磨床產(chǎn)品的企業(yè)。應(yīng)客戶及市場(chǎng)需求，我公司采用西門子LOGO！230RC智能邏輯控制器對(duì)目前正在生產(chǎn)的自動(dòng)鋼筋調(diào)直切斷機(jī)進(jìn)行電氣技術(shù)改造。

鋼筋調(diào)直切斷機(jī)可用于調(diào)直Φ4-Φ14盤圓鋼筋與Φ4-Φ12級(jí)螺紋鋼筋，適用于各種建筑工地的鋼筋加工，市場(chǎng)廣大。該機(jī)調(diào)直速度快，定置靈活，可根據(jù)用戶數(shù)量、長(zhǎng)短等不同要求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。該機(jī)電氣控制以前一直采用繼電器—接觸器控制，然而由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，分立元件多，元器件質(zhì)量參差不齊等原因，導(dǎo)致切斷機(jī)電氣故障頻出，嚴(yán)重影響了公司聲譽(yù)及客戶效益。2013年中華工控網(wǎng)掀起西門子LOGO！智能邏輯控制器免費(fèi)體驗(yàn)熱潮，于是萌生了用西門子LOGO！改造調(diào)直切斷機(jī)電氣控制系統(tǒng)的想法。

二、應(yīng)用說明

自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)大體由導(dǎo)入裝置、送料裝置、調(diào)直裝置、牽引裝置、切斷裝置、傳動(dòng)裝置、機(jī)架、承料架和電控系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

鋼筋由牽引機(jī)構(gòu)帶動(dòng)由盤料架進(jìn)入調(diào)直筒進(jìn)行調(diào)直。調(diào)直筒內(nèi)用螺釘固定著五個(gè)不在一條軸線上的位置可以調(diào)整的調(diào)直模。調(diào)直筒高速旋轉(zhuǎn)，穿過調(diào)直筒的曲折鋼筋，經(jīng)反復(fù)彎曲變形而被調(diào)直，同時(shí)也清除了鋼筋表面的銹皮。

鋼筋經(jīng)過調(diào)直后進(jìn)入切斷機(jī)構(gòu)。切斷機(jī)構(gòu)主要由錘頭和方刀臺(tái)組成，錘頭上下運(yùn)動(dòng)，方刀臺(tái)水平運(yùn)動(dòng)，內(nèi)裝上下切刀，當(dāng)方刀臺(tái)移動(dòng)至錘頭下面時(shí)，上切刀被錘頭砸下與下切刀形成剪刀，鋼筋被切斷。承料架的上部裝有拉桿定尺機(jī)構(gòu)，保證被切鋼筋定尺切斷，承料架下部可承接被切斷的鋼筋。系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如圖2所示。

圖2 自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)系統(tǒng)流程圖

無論哪種控制，自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)都必需接觸器及必要的保護(hù)元件，然而為實(shí)現(xiàn)落料延時(shí)和計(jì)數(shù)控制，在以前的傳統(tǒng)解決方案中還需要在控制板上安裝一個(gè)中間繼電器、一個(gè)時(shí)間繼電器和一個(gè)計(jì)數(shù)器，這將導(dǎo)致額外的花費(fèi)。本次改造關(guān)鍵就在于，西門子LOGO！能否集這些元器件的功能？如是，本次改造將在成本、體積以及檔次上的優(yōu)勢(shì)特別是憑借德國老牌西門子產(chǎn)品較同行業(yè)極佳的可靠性方面那都是非常可觀的。

三、應(yīng)用的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.      系統(tǒng)組成

利用西門子LOGO！設(shè)計(jì)原理圖，主電路原理圖如圖3所示，包含一臺(tái)調(diào)直電機(jī)、一臺(tái)切斷電機(jī)、一落料電磁鐵以及一運(yùn)行指示燈和一電源指示燈。本LOGO！控制方案共有8個(gè)輸入點(diǎn)，4個(gè)輸出點(diǎn)，且輸入輸出量全部為開關(guān)量信號(hào)，所以選用一塊8入4出的230RC本機(jī)模塊。LOGO！控制接線圖如圖4所示，I/O分配表如表1所示。

圖3 主電路圖

圖4 LOGO！控制接線圖

表1 數(shù)字量輸入/輸出地址表

2.      利用LOGO！對(duì)自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)控制方案分析

1)         校直程序：按下SB2按鈕，校直正運(yùn)行開關(guān)I3閉合，Q1置位，接觸器KM1得電自鎖，調(diào)直電機(jī)正轉(zhuǎn)；同理需要調(diào)直電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，按下SB3按鈕，校直反運(yùn)行開關(guān)I4閉合，Q2輸出，接觸器KM2得電自鎖。為安全考慮，I3與I4之間，Q1與Q2之間都加有軟件互鎖，并在輸出Q1與Q2上加有硬件互鎖。無論何時(shí)當(dāng)按下急停按鈕SB0時(shí)，使輸入I1閉合， Q1與Q2立即停止輸出，調(diào)直電機(jī)M1停止運(yùn)行。

圖5 校直程序

2)         切斷程序：按下SB5切斷啟按鈕，輸入I6閉合，Q3置位，接觸器KM3得電自鎖，切斷電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。按下SB4切斷停止按鈕，輸入I5閉合，Q3復(fù)位，接觸器KM3失電斷開，切斷電機(jī)停止運(yùn)行。無論何時(shí)當(dāng)按下急停按鈕SB0時(shí)，使輸入I1閉合， Q3立即復(fù)位，切斷電機(jī)M2停止運(yùn)行。

圖6 切斷程序

3)         落料程序： Q4輸出驅(qū)動(dòng)接觸器KM4控制落料電磁鐵的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)受料架翻轉(zhuǎn)落料。在切斷電機(jī)M2運(yùn)行的情況下，Q4的置位端是由計(jì)數(shù)觸發(fā)標(biāo)志位M2觸發(fā)的。計(jì)數(shù)到標(biāo)志位M3、急停I1或落料延時(shí)時(shí)間到標(biāo)志位M1(落料動(dòng)作需預(yù)留一定的時(shí)間，一般設(shè)置在3～4秒)都可使Q4復(fù)位。

圖7 落料程序

4)         計(jì)數(shù)程序：計(jì)數(shù)觸發(fā)標(biāo)志位M2由接在輸入端I7的接近開關(guān)SQ1觸發(fā)。在切斷電機(jī)M2運(yùn)行前，需對(duì)調(diào)直的鋼筋的尺寸和數(shù)目進(jìn)行一個(gè)預(yù)置，切成預(yù)置尺寸的鋼筋達(dá)到預(yù)置數(shù)目時(shí)，觸發(fā)標(biāo)志位M3，進(jìn)而使系統(tǒng)全線停車。

圖8 計(jì)數(shù)程序

3.      系統(tǒng)離線仿真與在線測(cè)試

圖9 離線仿真

圖10 在線測(cè)試

四、應(yīng)用體會(huì)

此次體驗(yàn)雖然與西門子LOGO！還只是短暫的親密接觸，但已讓我感到它神奇之處了。它體積小巧，但功能齊全。它集成了8種基本功能和30多種特殊功能，進(jìn)而可以替代從時(shí)間繼電器一直到接觸器數(shù)以百計(jì)的開關(guān)設(shè)備，另外它還集成有可用來編程和顯示用的顯示器。這些不但為我們縮短了開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間，省去了大量的電柜空間，更省去了各種繼電器、計(jì)數(shù)器，以至于各種信號(hào)指示燈、文本顯示器等的成本費(fèi)用。本例用西門子LOGO！本體實(shí)現(xiàn)鋼筋切斷計(jì)數(shù)設(shè)置與顯示如圖11所示。不僅如此，LOGO! 還有很強(qiáng)的可靠性，有很好的抗振性和很強(qiáng)的電磁兼容性（EMC），完全符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠應(yīng)用于各種氣候條件。所有這些都有效地提高了產(chǎn)品的檔次，提升了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖11  西門子LOGO！計(jì)數(shù)顯示設(shè)置及現(xiàn)場(chǎng)示例

綜上所述，我們坦言，應(yīng)用在目前各個(gè)領(lǐng)域，西門子LOGO!在繼電器與PLC之間是一個(gè)功能強(qiáng)大且價(jià)格實(shí)惠的最佳解決方案。自動(dòng)調(diào)直切斷機(jī)自改造投入使用至今已有兩月余，運(yùn)行情況穩(wěn)定良好，屢屢受到用戶以及同仁們的廣泛好評(píng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張子義.LOGO！控制實(shí)訓(xùn)教程

[2] 西門子LOGO！手冊(cè).參考文獻(xiàn)正文用宋體9號(hào)字體

作者簡(jiǎn)介

劉向東（1969-），男，遼寧省朝陽市，大學(xué)專科，工程師，朝陽重型機(jī)器有限公司