تطبيق تقنية PLC في نظام التحكم لآلة قص الألواح

خلاصة.

مقدمة

كانت هناك أعداد كبيرة من المعدات العالمية والمعدات الخاصة وخطوط الإنتاج في صناعة التصنيع الميكانيكية في الصين.في تطوير تكنولوجيا الأتمتة الميكانيكية الحديثة، تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة يمكن تطبيقها.مع تطبيق PLC، شاشة تعمل باللمس وجهاز التحكم العددي، يمكن أتمتة هذه المعدات الميكانيكية تم تحسينها، وكذلك مزايا الكمبيوتر مثل الوظائف القوية والبرمجة المرنة و يمكن دمج العمومية العالية والتحكم البسيط في التتابع والقدرة القوية على مكافحة التشويش والسعر المنخفض معًا.ولذلك، فهذه طريقة جديدة بتكلفة منخفضة وكفاءة عالية لتطوير وتطبيق تكنولوجيا الأتمتة الميكانيكية.

آلة قص الألواح هي نوع من معدات المعالجة التي تقطع الألواح وتقوم في نفس الوقت بتنفيذ العد التلقائي وفقًا لمتطلبات المعالجة، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في نظام معالجة الألواح.في طبق آلة القص، يجب تنفيذ العمليات مثل اختبار طول مادة اللوحة، وتغذية مادة اللوحة، والضغط، والتغذية، والتقطيع، وتعديل الطول بدقة وفقًا لخطوات معينة.علاوة على ذلك، فإن لوحات يختلف الطول والسماكة والمواد المختلفة بالإضافة إلى المتطلبات الخاصة بكل ضربة عمل وترتيب وموضع الأداة.لذلك، هناك حاجة إلى أتمتة ومرونة وموثوقية اللوحة نظام التحكم في آلة القص مرتفع جدًا.لا يمكن تلبية مثل هذا المطلب العالي من خلال نظام التحكم التقليدي في موصل التتابع الذي يتميز باتصال سلكي معقد ووظيفة واحدة وموثوقية منخفضة.

وحدة التحكم القابلة للبرمجة (PLC) هي نظام تشغيل تشغيلي رقمي ومصمم خصيصًا للبيئة الصناعية.في PLC، يتم استخدام ذاكرة قابلة للبرمجة لتخزين وتنفيذ العديد من تعليمات التشغيل مثل المنطق التحكم التسلسلي للتشغيل والتوقيت والعد والعمليات الحسابية داخله، وكذلك الإدخال والإخراج والتحكم بجميع أنواع آليات أو عمليات الإنتاج.والأهم من ذلك، أنه تم تطبيقه على نطاق واسع في مختلف مناسبات التحكم الصناعي بسبب وظائفها الغنية، وسهولة الاستخدام، والموثوقية في العمل، والفوائد الملموسة.

في هذه الورقة، تم تقديم تطبيق PLC في تصميم نظام التحكم لآلة قص الألواح بشكل أساسي، كما تم تقديم تطبيق PLC في آلة الحفر/ثقب الحفر وآلة الضغط.

تصميم نظام التحكم PLC لآلة قص الألواح

عملية عمل آلة قص الألواح ومتطلباتها على نظام التحكم الكهربائي تم تطبيق آلة قص الألواح في العديد من عمليات معالجة المعادن وقطع الألواح.إنه نوع من معدات المعالجة الآلية، والتي يمكنها التحكم بدقة في حجم معالجة الألواح، وقطع ومعالجة اللوحات الكبيرة تلقائيًا ودائريًا، وتدخل أيضًا في العملية التالية من خلال عربة التغذية.قبل تصميم آلة قص الألواح، كانت قدرتها على القص، يتم أخذ معدل الإنتاج والسلامة بعين الاعتبار بالضرورة.

الشكل 1: تدفق العمل لآلة قص الألواح

إن تدفق العمل لآلة قص الألواح هو كما هو موضح في الشكل أعلاه.لذلك، يمكن أن يكون من المعروف أن آلة قص الألواح تتكون من عربة التغذية، منصة التشغيل، مشبك الضغط، المقص، مفتاح الحد، جهاز ترحيل الضغط، إلخ. في البداية، يوجد مشبك الضغط والمقص موضع الحد العلوي، ويتم تشغيل مفاتيح الحد SQ1 وSQ2.بعد الضغط على زر البداية، يكون سير العمل كما يلي.

تتحرك اللوحات إلى اليمين حتى يتوقف المفتاح SQ4 عند موضع الحد الأدنى.

بعد نزول مشبك الضغط وضغط الصفائح بإحكام، يتم تشغيل مرحل الضغط، ويحافظ مشبك الضغط على نزول المقص المضغوط، ويتم تشغيل SQ3 بعد قطع الصفائح.

يصعد مشبك الضغط والمقص في وقت واحد، وسيتوقفان عن الصعود بعد اللمس SQ1 وSQ2 على التوالي.

بعد توقف جميع الأجزاء المذكورة أعلاه عن العمل، يبدأ عمل الدورة التالية؛سيتوقف العمل بعد قطع كتل المواد N والعودة إلى حالة الاختبار الأولية.

متطلبات عملية العمل على نظام التحكم الكهربائي هي كما يلي: (1) يتم تشغيل تسليم اللوحات والصعود والهبوط لمشبك الضغط والمقص بواسطة محرك على التوالي، ويمكن للمحركات الثلاثة أن بدوره إلى الأمام والخلف.(2) بعد تشغيل الطاقة، يتم اختبار حالات جميع آليات العمل، مما يجعل جميع آليات العمل في وضعها الأولي؛ (3) يمكن تنفيذ العد التلقائي بعد قطع كل لوحة، و يمكن للآلة أن تتوقف عند الحالة الأولية إذا كانت قيمة العد مساوية للقيمة المحددة؛(4) يمكن ضبط حجم القص، ويتم ضمان ضغط الألواح عند قص الألواح؛(5) وظيفة حفظ انقطاع التيار الكهربائي وضرورية تدابير الحماية متاحة.

2.2 تم تصميم نظام التحكم PLC بطريقة التحكم التسلسلي

PLC هو جهاز كمبيوتر خاص محفور في معالج دقيق ويستخدم كوحدة تحكم رقمية.وهي تتألف بشكل أساسي من وحدة وحدة المعالجة المركزية ووحدة الإدخال / الإخراج ومكونات الطاقة والمبرمج.إن نمط عمل PLC هو بشكل أساسي المسح الدائري.لتحكم محدد الكائنات، يمكن تقسيم عملية العمل بشكل عام إلى خمس مراحل: المعالجة الداخلية، وخدمة الاتصالات، ومعالجة المدخلات (أخذ العينات)، وتنفيذ البرنامج، وتحديث المخرجات.لغات البرمجة المستخدمة عادة من قبل PLC تتضمن مخطط السلم وقوائم التعليمات، وتشمل أساليب تصميم البرنامج بشكل أساسي تصميم الخبرة وتصميم التحكم المتسلسل.التحكم في التسلسل يعني أن جميع الآليات التنفيذية تعمل بشكل تلقائي ومنظم الإنتاج وفقًا للتسلسل الذي تحدده التكنولوجيا الإنتاجية وتسلسل الحالة/الوقت الداخلي تحت تأثير جميع إشارات الإدخال.يُطلق على تصميم التحكم في التسلسل أيضًا طريقة تصميم التحكم المتدرج، وهو أساسي الفكرة هي تقسيم دورة عمل النظام إلى عدة مراحل ذات تسلسل متصل (تسمى هذه المراحل بالخطوات)، وأيضا يتم تمثيل كل خطوة بمكونات برمجة مثل المرحل المساعد M والحالة S. جوهر تصميم التحكم في التسلسل هو التحكم في مكونات البرمجة مثل المرحل المساعد M لكل خطوة مع الإدخال X، ثم استخدامها للتحكم في الإخراج Y.

تتميز طريقة تصميم التحكم في التسلسل بهيكل برنامج بسيط، ودقة عالية، ومغامرة بدون منافسة، وما إلى ذلك. يتم تقسيم الخطوات وفقًا لحالة الإخراج Y؛هناك جدا علاقة منطقية بسيطة 'و' بين M وY؛تصميم دائرة الإخراج بسيط جدًا أيضًا. نظرًا لأن M يتم تشغيله وإيقافه بدوره، فإن الذاكرة والتشابك ومشاكل أخرى في تصميم التجربة يتم حل الطريقة بشكل أساسي في الواقع.

2.2.1 تخصيص عنوان الإدخال/الإخراج ومخطط الأسلاك

جهاز الإدخال هو بشكل أساسي مفتاح السفر، ويحتوي على ست نقاط إدخال إجمالاً.في معدات الإخراج، يتم تشغيل المقص ومشبك الضغط وعربة التغذية بواسطة محرك على التوالي؛مطلوب من محركات القيادة مقص ومشبك الضغط للتحرك هناك حاجة إلى الأمام والخلف وخمسة اتصالات قواطع تماما؛يتم تنفيذ حماية الحمل الزائد وقصر الدائرة للمحرك باستخدام مرحل حراري وواقي منصهر وأيضًا هناك حاجة إلى خمس نقاط إخراج تمامًا.

2.2.2 مخطط وظيفة التحكم في التسلسل

ومن خلال التحليل يمكن معرفة أن هذا النظام هو نظام تحكم تسلسلي متعدد الخطوات تصميم البرامج بطريقة تصميم التحكم بالتسلسل، مع تنفيذ كل خطوة بدقة وفقًا للتسلسل.وبالتالي، يمكن تحقيق المزايا مثل البنية البسيطة والبرمجة السهلة وعدم وجود منافسة للنظام.عندما يتم عد لوحات كل سيارة بواسطة العداد، ويتم تحديد قيمة العد وفقًا لاحتياجات المستخدم.

تطبيق PLC في أنظمة التحكم في تصنيع الآلات الأخرى

PLC، بسبب أدائه الممتاز، تم تطبيقه بشكل متزايد على نطاق واسع في العديد من أنواع الصناعات (مثل معالجة الأدوات الآلية، آلات النسيج، آلة الصباغة بالرقص، آلات المطاط البلاستيكية، آلة الضغط، آلة التشكيل بالحقن، وآلات التعبئة والتغليف، وآلات الطباعة، والآلات الغذائية، والآلات الطبية، وآلات النجارة) وخاصة في صناعة التصنيع الميكانيكية.

في الشكل التالي، يتم عرض ستة ثقوب موزعة بشكل موحد تستخدمها آلة حفر خاصة لمعالجة الأجزاء القرصية.لتحقيق الأتمتة، يجب أن يتم تصميم نظام التحكم وفقًا للعمل الخصائص ومتطلبات التحكم في حركة المكونات لآلة الحفر.وفقاً للمزايا المذكورة أعلاه لـ PLC، يمكن تصميم نظام التحكم الخاص بآلة الحفر باستخدام PLC.

3.1 تصميم الدائرة الرئيسية

يتم تطبيق أربعة محركات غير متزامنة على شكل قفص ثلاثية الطور، وذلك لتنفيذ الحفر والصعود للحفر الكبير والحفر الصغير، وتدوير الأجزاء، وتثبيت الأجزاء واسترخائها، على التوالي.ثقوب الحفر من الحفر الكبيرة والمثقاب الصغير، والمحرك الصاعد، ومحركات يلزم أن تتحرك الأجزاء المثبتة والمريحة للأمام والخلف، ويتم تنفيذ الحماية من الحمل الزائد والدائرة القصيرة باستخدام مرحل حراري وواقي منصهر.

3.2 تخصيص عنوان الإدخال/الإخراج ومخطط الأسلاك

تشتمل أجهزة الإدخال بشكل أساسي على مفتاح السفر ومرحل الضغط وتمتلك 8 نقاط إدخال تمامًا. جهاز الإخراج هو محرك التحكم في الموصل ويمتلك 7 نقاط إدخال تمامًا.

3.3 مخطط وظيفة التحكم في التسلسل

خاتمة

لقد كان تطبيق PLC في صناعة التصنيع الميكانيكية بارزًا بشكل خاص.في هذه الورقة، تم تقديم آلة قص الألواح وآلة الحفر الخاصة التي تستخدم PLC بشكل أساسي، وعملية العمل بأكملها تتوافق هذه المعدات الميكانيكية مع متطلبات التحكم في التسلسل.يتم استخدام وحدة التحكم القابلة للبرمجة للتحكم في آلة قص الألواح وآلة الحفر الخاصة في هذه الورقة.ولذلك فإن أوجه القصور مثل يتم حل وظيفة عدم العد والموثوقية الضعيفة والاتصال الثابت المعقد والقدرة الضعيفة على مقاومة التداخل لطريقة التحكم التقليدية، كما يتم حل مشكلات المنافسة والمغامرة بسبب تطبيق تصميم التحكم بالتسلسل، مما يجعل تدفق النظام أكثر مرونة ودقة.بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشغيل المحركات باستخدام محول التردد.وبالتالي، يمكن ترقية المعدات للعمل بسرعات مختلفة عن طريق تغيير معلمات محول التردد.وفي الوقت نفسه، يمكن تنفيذ واجهة الإنسان والآلة من خلال شاشة تعمل باللمس، مما يجعل نظام التحكم أكثر ملاءمة وكفاءة وتعبيرًا وأيضًا مبسطًا كبرنامج تحكم PLC.