基于PLC的模具供给站自动控制系统研究与设计

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摘 要：供给站起到为模具加工站供料的作用。由于目前本厂控制方法基本采用手动，因而导致生产效率低，功耗大。针对上述问题，本文提出了基于PLC的模具供料站智能自动化控制系统设计方案。本方案利用西门子PLC S7-200、传感器和气动控制实现了供料的自动化控制，通过MCGS显示屏和组态实现了人机交互界面，显示模具供料数量显示等操作情况，提高了设备的生产效率和自动化水平，现已成功应用到模具生产线中。

关键词：供料站；自动控制系统；PLC；S7-200；传感器

中图分类号：TP271+.4 文献标识码： A 文章编号： 2095-8412 （2016） 04-766-03

工业技术创新 URL： http：// DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.04.050

引言

模具原料供给站是模具自动化生产最前端的一部分。在未改造之前，所有模具都需要人工地把模具放到自动化生产线上方，供下一个加工站使用，造成了人力物力和时间的浪费，效率较低。

改装后，只要改变供料气缸的运行速度，就可以控制供料的速度，实现自动调速和自动供料[1]。

1 模具原料供给站结构和工作流程

模具供料单元的主要结构包括：模具料管，气缸，电磁阀，PLC，急停和启动/停止开关，光电传感器，磁性开关等。其中，机械部分结构组成如图1所示[2]。

工作流程：模具放在模具料管中，底部气缸把模具顶出料管，并送到取模具平台上，上方的气缸活塞顶住第二个模具使其不会掉下，待底部气缸的活塞收回到原位，上方的气缸活塞收回并放模具落到底部，通过PLC安排模具供给任务要求周而复始地循环工作，两个气缸的收缩到位靠磁性开关检测，PLC用于检测磁性开关信号并处理此信号，光电传感器用于检测供给站中模具的有无，输出相应的控制信号来实现对供给站供给的控制。

2 气动控制回路

气动控制回路用来实现对供给站供料的动作执行，动作的执行和逻辑顺序是由PLC通过编写相应的程序来实现的。图2中的1A和2A分别为放模具气缸和顶模具气缸。1B1和1B2，2B1和2B2分别是安装在两个气缸上方的磁感应接近开关，1Y1和2Y1分别为控制放模具气缸和顶模具缸的电磁阀的电磁控制端。

3 供料单元的PLC控制系统

3.1 工作任务

模具供给站是一个独立运行设备，PLC是它的中央处理器，负责开关、按钮、光电传感器、磁性开关等信号的检测，更具体的工作流程和要求是，处理相应的信号并输出相对应的控制信号，已达到实现模具自动供料的控制，在接通电源和气源之前，必须确保相应的气缸都处于缩回的原始位置，光电传感器工作正常，PLC进行初始化操作，检测各项参数是否正确，等待着开始按钮动作。如没有故障，相应的控制信号灯会点亮或者闪烁，当出现故障或者按下停止、急停按钮时，系统会自动停止运行[3]。

模具供给站会在按照工作流程和要求完成本周期任务后停止。如果模具料管中没有模具，供给站会停止工作，等待加料，如加满料会自动回复运行，整个过程是循环执行的[4]。

3.2 PLC的I/O接线

由模具供给站的工作流程和工作要求来分配I/O信号（如表1所示），控制器选用西门子PLCS7-224 AC/DC/RLY，共14点输入和10点继电器输出，具体接线图如图3所示。

4 模具供给站控制编程

模具供给站的程序由主程序和子程序构成。主程序主要用于状态监测和调用子程序，PLC首先上电进行初始状态监测，当认为系统准备好，才允许运行，如有故障就会报警等待故障排除后运行，子程序主要完成对光电传感器，磁性开关等进行信号的检测，然后送给PLC进行计算和处理，输出信号送给执行机构电磁阀，驱动气缸按照工作要求和流程执行动作，整个程序是循环执行的，除非有特殊情况才允许停止执行，并且所有的程序都与MCGS显示屏和组态实现了人机交互界面设计[5]。

主程序流程圖如图4所示。

供给站程序采用步进顺序的编程思路，其流程图如图5所示。S0.0在主程序中，当系统准备就绪且接收到启动脉冲时被置位。

5 结语

试车验证表明，模具供给站自动控制系统运行可靠，实现了设计功能，既节约了大量的资源，减少了能源浪费，又提高了工作效率。现已成功应用到邢台彦勋标准件厂的模具自动化生产线当中。

参考文献

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周鸿杰， 骆敏舟， 李涛，等. 基于PLC的工业取料机械手系统设计[J]. 工业仪表与自动化装置， 2010（3）：50-52.

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