和利时LE系列PLC在石材行业应用

作者简介：孙峰，山东轻工业学院本科生，自动化专业，现任北京和利时机器控制技术有限公司区域技术支持。

1 引言

石材设备根据工艺不同主要分为锯石机、切割机、磨石机等三大类，和利时LM、LE系列PLC已经在三种设备上广泛应用，目前市场主流配置多采用两套PLC完成系统功能，和利时较新推出LE产品因其高性能，仅一套PLC完全满足系统需求，本文重点讲述和利时LE PLC在磨石机设备上的应用，随着自动化程度不断提高，石材设备逐步向多元化、高效率、精密化、自动化、流水线的方向发展。 

 

在工业环境下，可编程控制器（PLC）已经成为电气控制系统中应用较为广泛的核心装置，和利时较新推出LE PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，高精度模拟量采集及处理功能，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、可靠性高、体积小、编程简单、开放性好等功能，同时采用和利时HMI实现更为直观的监视与控制，通过此系统的应用大大降低了用户成本，提高了控制过程中的稳定性、准确性、可靠性，从而实现整个系统运营的经济、合理和高效。

 

2 树脂连续磨机原理及工艺

设备可以根据用户的需要定制9头、12头、14头、16头、20头的树脂磨盘连续磨机，也可以定制磨抛板材宽度650mm、950mm、1200mm、1600mm、2200mm的树脂磨盘连续磨机，设备使用树脂盘磨盘，气压控制磨盘升降，加压压力的大小可调，摆动式横梁带动磨盘移动，移动速度的高度可调，皮带式送板工作台，皮带运行速度高低可调。

 

工艺描述：系统前端输送板材，板材随意摆放，通过皮带传送速度可调，经过检测探头，判断石材具体形状及有无缺孔等，记录相关信息，皮带将不同石材输送到每个磨头下端，通过前面检测形状控制每个磨头升降及电机运转，磨头Y轴摆动通过编码器控制摆臂，X轴摆动通过编码器控制输送皮带，每个磨头从第一个到较后一个是由粗磨到细磨到较后抛光排序的，控制重点在摆臂摆幅速度可调且必须平滑，判断出石材形状及缺口后，石材到达对应磨头下方时，磨头必须准确升降否则会损坏磨头。系统运行主画面如图2-1所示

 

2-1  系统运行主画面

参数设置：系统运行中可以对相关参数进行设置，如图2-2所示

2-2  参数设置示意图

报警信息：系统实时显示现场设备状态及报警信息，方便操作人员及时有效做出相关处理，如图2-3所示

 

2-3  报警信息示意图

 

3 系统设计

系统主要以北京和利时公司LE系列PLC为核心、HT7A00T触摸屏、编码器、变频器、执行机构等组成，主要通过数量不等微动开关检测石材形状从而控制磨头升降，编码器控制摆臂，触摸屏进行监视与控制并设置相关参数，硬件结构示意图如图3-1所示。

 

3-1  硬件结构示意图

 PLC硬件配置

以下是20机头树脂连续磨机系统主要配置，PLC硬件配置清单如下：

表  3-1 PLC硬件及点表清单

序号 设备名称 型号及规格描述 数量 生产商

1 CPU模块 LE5108，CPU模块，DC24V供电，自带40点I/O，DI 24×DC24V，DO 16×晶体管输出 1 和利时

2 32通道数字量输入 LE5212，32通道数字量输入模块，DI 32×DC24V输入 3 和利时

3 16通道数字量输入 LE5211，16通道数字量输入模块，DI 32×DC24V输入 1 和利时

4 32通道数字量输出 LE5224，32通道数字量输出模块，DO 32×DC24V晶体管输出 2 和利时

5 2通道模拟量输出 LE5320，2通道模拟量输出，4～20mA/0～20mA/0～10V 1 和利时

 

触摸屏配置

触摸屏采用和利时公司的HT7A00T，实现对PLC控制站的监视与控制，保证了系统的可靠性，实时性，确保监控系统的不间断运行。

4 应用特点

基于LE系列PLC的树脂连续磨机系统具有如下特点：

 稳定性、可靠性

系统采用和利时公司LE系列PLC及成熟的配套方案，LE系列PLC主要针对中小型或对可靠性要求高的控制系统，在恶劣的工作环境下仍然可以保证长时间可靠的工作。

 经济性

因多机头控制设备系统点数多，精度及响应速度要求高，和利时LE系列PLC一套CPU即可满足多机头设备精确控制，不仅节省了成本，节约了柜内空间，减少了通讯环节，使系统稳定性、综合性价比大大提高。

 信息采集及控制

实时、高精度采集经过PLC传送至触摸屏，及时反映现场设备原件状态，手动或自动控制各元件启停，方便设备维护。

 画面显示功能

画面显示整个工艺流程及控制环节、系统参数、现场报警信息、石材实时形状等功能。

 开放性及保密性

LE系列PLC编程语言丰富，开放的通讯协议，多机互联功能，安全的多级密码保护功能，有效的保护相关设备工艺信息及相关程序

 

5 结束语

基于和利时LE PLC的树脂连续磨机控制系统的设计与实现，已经投入实际运行，且性能稳定可靠，较好地满足了控制过程中的控制与管理相结合的要求，降低了人员的劳动强度，节约了用户的成本。其系统的安全可靠性和网络互联性方面独到的优越性、友好性以及其自动化程度都达到了先进水平。技术指标也达到了设计要求，LE系列PLC以其高可靠性、易用性很好的完成了此系统的控制任务。

参考文献

[ 1 ]  AutoThink 3.1.1B1用户手册

[ 2 ]  王永华，现代电气控制及PLC应用技术[M].北京航空航天大学出版社

[ 3 ]  孙叔平，刘广峰，吴幼华，工业自动化仪表与系统手册[M].中国电力出版社

[ 4 ]  顾战松，可编程控制器原理与应用[M].国防工业出版社

[ 5 ]  赵民，石材加工设备及工艺基础[M].黄河水利出版社