顺德区胡宝星职业技术学校 林俊耀

本文通过一个设备改造实例来说明利用PLC对设备进行改造的步骤，首先要确定设备的工作流程，根据设计要求确定PLC输入输出分配表，再确定实现整个控制电气原理图，编制好控制程序后，做好控制柜，将程序下载到PLC进行调试，与原先的设备动作相比较，动作一致则改造完成。

木材加工机主要运用于短木材接长，可以大大提高木材的利用率，减少木材资源的浪费，达到短木材变成长木材的目的。通过改造后的木材所做板材，在后续加工中变形比较小，性能优。原来木材加工机都是采用的继电器来控制，由于木材加工的现场环境比较差，设备会经常出故障，为了减少故障的发生率，现在对原来木材加工机进行改设备造。

接到改造任务后，我首先通过观察，确定原来木材加工机设备的整个工作流程为，首先要确定木材加工设备工作台的位置，只有其在原点位置，加上气泵内的气压过到要求，依次启动加工电动机，锯料电动机，油泵电动机后，再按下启动按钮，压料汽缸得电将要加工的木料压紧，通过压料检测开关检测后，确认处于压紧状态，木材加工工作台前进阀得电，木材加工工作台开始前进，在前进过程中首先由锯料电机带动的锯片将木材前端锯齐，然后再由加工电机对锯齐头的木材进行加工，加工完成后，木材加工工作台碰到工作台前进限位开关，木材加工工作台停止，松料汽缸得电开始松料，通过松料检测开关检测后，确认处于放松状态，松料汽缸断电，与此同时，推料汽缸得电开始推料，将已经完成加工的木材推出来，当推料汽缸前进到碰到推料前限开关时，推料汽缸由于断电后自动后退并碰到推料后限开关，木材加工工作台的后退阀开始得电，完成木材加工工作台后退动作，木材加工工作台后退，木材加工工作台碰到后限限位开关时，木材加工工作台后退阀断电停止运行，整个木材加工过程完成。

由于要对木材加工设备进行全新改造升级，原来继电控制将改成PLC控制，原来控制电路所能提供担所有保护，在改造后设备当中全部都要有，另外要增加手动调试功能和故障提示功能，并要尽可能的减少PLC的输入输出点数。

根据厂家的设计要求首先确定了改造采用的控制核心为三菱PLC，点数为32点。外部I/O分配表如表1所示。

表1

由于厂家提出了原来继电控制当中的所有的保护功能全部都要有，还要加上故障提示功能。原来继电控制当中，提供了原位保护，气压不足保护，欠压保护，失压保护，过载保护等。所以我将电气原理图更改成下图所示。原来的主电路没有变化，按下启动按钮SB2，接触器KM0闭合并自锁，接触器KM0的主触点闭合给控制核心PLC供电。欠压产生时，则接触器KM0线圈失电，断开系统电源，当电源电压消失时，由接触器KM0的自锁触点提供失压保护；当系统气压不足，气压开关SP断开，主接触器KM0失电释放，让整个控制系统断电，当系统出现特殊情况时，可以直接按下急停按钮SB0，让接触器KM0失电释放，让整个控制系统断电，设备停止运行。另外根据厂家设计要求，要求增加故障提示指示灯，在进行电路设计时，我采用了一个用9V电池控制的指示灯，用二个开关对其控制，其中一个开关为QF的常开触点，当电源开关QF闭合时，其常开触点闭合，EL指示灯开始工作，代表电源开关已经闭合，当按下启动按钮SB2，交流接触器KM0闭合自锁，其常闭触点断开，EL指示灯断开，代表PLC已经正常工作，当由于电源电压消失或电源电压下降到接触器线圈额定电压的 85%以下会导制接触器失电或释放，EL指示灯亮代表有故障产生。减少I/O只能采用程序与硬件相配合，在程序分析中分析。

根据外部电气原理图，配合下面的程序可以实现整个控制系统的控制，经过设备操作人员的现场操作确认与原先设备操作一致。另外厂家提出要求减少PLC的I/O，我通过软件与硬件结合的方式实现。在电气原理图当中我设计了二个控制按钮，一个是手动与自动选择开关SA1，另外一个手动操作按钮SB3。SA1这个开关为旋钮，在任意一个时间内只能有一个工作状态，当SA1处于闭合状态时，则代表选择手动操作，此时，每一次按下操作按钮SB3，执行一个操作。按下SB3操作按钮第一次，则工作台前进，前进到位自动断开；按下SB3操作按钮第二次，则工作台后退，后退到位自动断开；按下SB3操作按钮第三次，则压料，压料到位自动断开；按下SB3操作按钮第四次，则松料，松料到位自动断开；按下SB3操作按钮第五次，则推料，推料到位自动断开。在手动过程中，只要旋动手动与自动选择开关SA1，让SA1处于断开状态，则进入到自动执行程序，当检测到加工电动机，锯料电动机，油泵电动机全部启动后，在原位检测到有木料，按下启动按钮SB4，木料自动按照指定流程动作。

改造后的木材加工机利用机、电、液、气结合的方式实现木材加工工作台全自动进给送料，压料与退料，实现木材加工全自动化加工，既提高了木材加工的生产效率，又提高木材加工的良品率。