基于PLC和HMI的立式辗环机自动控制系统设计

李国锋 王恩武

【关键词】PLC; HMI;立式辗环机;自动控制;控制系统

辗环机在轧制环坯方面应用广泛。随着轴承加工制造业的不断发展，对端盖毛坯精度要求越来越高，为了提高加工材料的利用率，减少材料浪费，需要不断提高加工设备的自动化水平，从而提高加工精度。由于传统小型立式辗环机缺乏成熟的控制系统，难以保证产品的加工精度和加工效率。因此，需要结合新的控制系统要求设计立式辗环机自动控制系统，以滿足高速度、高精准度、高自动化加工要求。

一、自动控制系统硬件结构

本次设计的基于PLC和HMI的立式辗环机自动控制系统主要由PLC、触摸屏、高速计数模块、压力传感器、数模转换模块、伺服比例阀放大器、光栅尺等部分组成。其中PLC采用三菱生产的FX3U-80MT型PLC，是整个系统的计算处理中心，模运行速度快;触摸屏采用朗宇LY-A236型LED触摸屏，使用简便、支持配方存储，系统可以根据触摸屏设置的工艺参数对整个辗环机加工过程进行控制;电液比例伺服阀采用AtosDLHZO-TE-040-T型伺服阀，响应速度快、位置精度高，借助数模转换模块控制电液比例阀，从而实现液压缸行程的自动控制;光栅尺用于主动测量加工过程中的工件尺寸变化，当工件尺寸达到预设值时，开始整圆。

二、I/0分配

该型辗环机包括传感器信号、检测信号、控制电磁阀信号、按键指示灯信号等开关量信号，I/O地址分配见表1：

三、控制程序流程设计

该型辗环机PLC控制程序分为手动设定、自动加工和空循环三种操作模式。这三种操作模式根据程序的不同功能需求采用不同的流程设计方法。使用二位按钮选择手动或自动。自动状态又包括自动加工和空循环两种模式，初始化程序负责控制系统上电时进行初始化，检测机器的油压、气压等参数，并输出相应的状态指示。自动加工程序负责自动加工操作模式下的通过人机界面依据设置好的加工参数进行自动加工。

四、HMI人机界面设计与参数输入编辑

HMI人机界面主要用于输入、编辑、选择辗环机参数。在输入参数环节设置了错误的操作开关，需要点击“编辑参数”按钮进行参数编辑。在文件名中输入待处理参数的引用代码，方便下次直接调用。

五、结语

综上所述，基于PLC和HMI立式辗环机自动控制系统可以实现多品种、多尺寸规格的环件的自动化加工，满足灵活的加工需求，缩短产品加工周期，使环锻加工企业摆脱进口设备的依赖，降低成本，从而改善企业的社会经济效益。