PLC和触摸屏在大型刀库上的应用
马艳妮
(哈尔滨量具刃具集团有限责任公司，黑龙江哈尔滨150040)

摘要：介绍了欧姆龙可编程控制器和Easy View触摸屏组成的控制系统。利用Ea姆View组态软件制作人机对话界面，实现与PLC的连接。实践证明，PLC可编程控制器和触摸屏的结合提高了PLC控制系统的可操作性。具有较好的应用价值。

关键词：可编程控制器 触摸屏 大型刀库

    可编程控制器PLC(Programmable Losic Control—ler)是一种通用控制装置，是采用微电脑技术制造的自动控制设备。它将传统的继电器控制技术、计算机控制技术和通信技术融为一体，以顺序控制为主，回路调节为辅，能实现逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，集三电于一体，具有较好的控制精度和高可靠性，成为现代工业工业自动化的支柱。机床功能部件刀库随着国内机床行业的发展而发展。国外的大型刀库虽然功能强大但是价格昂贵，因此我公司投入了大型刀库的研制。由于研制的大型刀库比普通刀库的结构复杂，为了节约设计成本，采用PLC和触摸屏来对系统进行控制。

l 控制系统结构

    该换刀装置属于大型的换刀系统，单臂抓刀量达到65 kg，容量为60把刀，所以注定了其机械结构比较复杂。该刀库采用油压为动力源，因此由油压系统和运动部件两部分组成。运动部件包括刀库体(即刀套承载体)和机械手(负责抓刀、换刀)两部分。刀库体的转动、刀号的转换和机械手的整体运动由伺服电动机来控制，以保证其较高的精度。运用电磁阀来控制机械手的动作，比如张开、闭合、伸、缩等。控制系统采用了欧姆龙PLC。可以实现与外部计算机的连接，拥有RS232等通讯接口。PLC拥有自己独立的电源和CPU，通过CPU上的RS232端口可以和触摸屏、计算机进行连接。运用位置控制单元通过脉冲输出来带动伺服电动机，达到了较高的定位精度。系统结构如图1所示。

图1 大星刀厍的拄倒系统
 

    (1)触摸屏采用MTS09 Easy View、32位RISC微处理器，画面展示迅捷。可与PLC直接通讯，无需PLC运行任何的附加程序。通过连接PLC，可在PC上模拟MTS09的操作，直接从PLC获取数据，通过地址来实现触摸屏与PLC的互动。

    (2)计算机通过计算机使PLC的编程简单化，通过RS232接口将编制好的程序直接下传到PLC的存储器，运行的时候无需再连接计算机。当然也可以使用编程器来手动编程。通过计算机还可实现对PLC的运行状况进行监视、程序的打印等一系列功能。

     (3)CPU和电源为PLC提供单独的电源和运算处理单元。

    (4)位置控制单元和伺服系统位置控制单元提供脉冲输出口，可按要求向输出口发送预定频率及一定数量的脉冲；从PLC的工作区接收指令并向不同的电动机驱动器输出脉冲序列，用于实现位置控制；可对CPU单元的指令在2 m8内做出响应。定位可以在一1073 741 823一l 073 741 823个脉冲内被执行，速度在1—500 000脉冲／s范围内。这一系列的数据意味着在大范围内以精确的速度定位是可能的，因此两个电动机所连接的刀库体和机械手的定位精度也是非常高的。

    (5)输入在此刀库中，大量地使用了接近开关来监视机械部件的机械位置，及时通过PLC程序的处理，对下一步的运动进行监视。

    (6)输出动力源采用油压，系统通过PLC发送指令给电磁阀，通过电磁阀的通断电实现机械结构的给油、回油，控制机械手的伸缩、手爪的张合等等。

2 控制原理

    大型刀库有着结构复杂、定位要求高等特点。在刀库回零之后，首先选择要替换刀的刀号比如10，在PLC程序中进行计算伺服电动机所需要的脉冲数，然后通过位置控制单元将脉冲数传输给驱动器控制电动机的运转。若10号刀到达预定等待位置，此时机械手手爪松开，到达指定的换刀位置(伺服电动机的控制与上同)，抓刀，将刀套松开，机械手伸出离开换刀位置，即完成了换刀过程。在整个过程中每一个动作的都要受到接近开关的监视，只有动作完成才可进行下一步的动作。

3 结语

    通过PLC在大型换刀系统的推广运用，展现了PLC和触摸屏的完美结合，实现了人机对话，验证了PLC系统的可靠性特点，保证了系统的安全运行。