三菱PLC在鋼筋網(wǎng)焊機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

　　1 引 言

　　在建筑業(yè)、高速鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、水利電力、市政建設(shè)等領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是整齊地將矯直裁剪好的鋼筋一根根地縱橫排列好，用鐵絲把它們?cè)删W(wǎng)格，然后，再把一個(gè)個(gè)的交叉點(diǎn)焊接起來，這種作業(yè)方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，而且耗費(fèi)大量的鋼材。

　　鋼筋焊接網(wǎng)是十九世紀(jì)中葉歐洲首創(chuàng)的一種在工廠中焊接形成的網(wǎng)狀鋼筋制品，鋼筋焊接網(wǎng)是利用先進(jìn)的微機(jī)編程控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和氣動(dòng)技術(shù)，將普通低碳冷拔鋼筋、冷軋帶肋鋼筋在縱橫筋的交叉點(diǎn)處用電阻熔接法焊接而成;它是一種新型、高效、節(jié)能、強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)的建筑用材，具有提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，節(jié)省鋼材，節(jié)省勞動(dòng)力，運(yùn)輸方便，施工便捷、安全，網(wǎng)格排列尺寸精度高等特點(diǎn)，以專業(yè)化、規(guī)格化生產(chǎn)，綜合性價(jià)比高，經(jīng)久耐用，抗松散變形，抗沖擊;增加握裹力，剛性好;受氣候影響較小，使整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)整齊美觀，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑、混凝土路面、機(jī)場(chǎng)跑道、隧道、混凝土管、橋面鋪裝、水利、電力壩基、碼頭、倉庫、污水處理池、圍欄等領(lǐng)域。在工程實(shí)踐中顯示了其節(jié)省鋼材、簡(jiǎn)化施工、縮短工期、提高工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等特點(diǎn)。

　　生產(chǎn)鋼筋焊接網(wǎng)的專用設(shè)備是鋼筋網(wǎng)焊機(jī)，我國(guó)在消化引進(jìn)國(guó)外設(shè)備的基礎(chǔ)上研發(fā)了國(guó)產(chǎn)的鋼筋網(wǎng)焊機(jī)，其操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格低廉(僅相當(dāng)于引進(jìn)同類設(shè)備的10%～20%)，得到了較好的應(yīng)用。本文以江蘇省某機(jī)械廠的鋼筋網(wǎng)焊機(jī)繼電器控制系統(tǒng)改造為例，介紹三菱PLC在其控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　本焊機(jī)由經(jīng)線進(jìn)料、緯線自動(dòng)落料機(jī)構(gòu)，上、下電極，牽引工作臺(tái)，焊接變壓器，液壓系統(tǒng)，送網(wǎng)機(jī)構(gòu)，翻網(wǎng)機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)等組成。

　　經(jīng)緯(縱橫)方向鋼筋通過經(jīng)線進(jìn)料、緯線自動(dòng)落料機(jī)構(gòu)送料;上電極是活動(dòng)的，下電極被固定在電極座上，當(dāng)上電極向下壓緊鋼筋而與下電極嚙合時(shí)通電即對(duì)鋼筋進(jìn)行焊接;當(dāng)一張鋼筋網(wǎng)焊接好后，牽引工作臺(tái)將網(wǎng)片拉出;焊接變壓器給上下電極提供工作電源;鋼筋網(wǎng)焊機(jī)中的上電極升降、工作臺(tái)拉網(wǎng)、抬網(wǎng)以及翻網(wǎng)均采用液壓控制系統(tǒng);送網(wǎng)機(jī)構(gòu)是將焊好的鋼筋網(wǎng)從工作臺(tái)上拖出，送進(jìn)翻網(wǎng)機(jī)構(gòu)中去;翻網(wǎng)機(jī)構(gòu)將焊好的鋼筋網(wǎng)堆疊在平板車上;變壓器、上電極塊、導(dǎo)電方棒、下電極銅板等都應(yīng)冷卻，這由水泵統(tǒng)一供水循環(huán)冷卻。

　　3 PLC的應(yīng)用

　　3.1 鋼筋網(wǎng)焊機(jī)的工作流程

　　鋼筋網(wǎng)焊機(jī)的工作流程如圖1所示。

　　圖1 鋼筋網(wǎng)焊機(jī)的工作流程圖

　　用鋼筋網(wǎng)焊機(jī)來焊接鋼筋網(wǎng)片的步驟為：先開啟冷卻泵電機(jī)，再開啟主、副油泵電機(jī)，用步進(jìn)電機(jī)調(diào)整好鋼筋緯線間距;把經(jīng)向鋼筋穿入焊機(jī)的進(jìn)料口，并穿到電機(jī)頭至限定位置，把緯向鋼筋加入料架，并倒進(jìn)落絲槽中。先使橫梁(上電極)空動(dòng)作一次，鋼筋被拋入定位裝置中，將操作方式選擇開關(guān)撥至連續(xù)位置，按下焊接啟動(dòng)按鈕，焊網(wǎng)機(jī)就開始自動(dòng)焊接。當(dāng)焊好一張網(wǎng)片后，由送網(wǎng)機(jī)構(gòu)把網(wǎng)片送進(jìn)疊網(wǎng)托架中，托架翻轉(zhuǎn)，網(wǎng)片疊在平板車上。

　　3.2 鋼筋網(wǎng)焊機(jī)PLC控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

　　(1) PLC的選擇

　　產(chǎn)生輸入控制信號(hào)的輸入設(shè)備有：操作方式轉(zhuǎn)換開關(guān);手動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)的選擇開關(guān);步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)步數(shù)選擇開關(guān);位置檢測(cè)元件;冷卻泵電機(jī)啟、停按鈕，主、副油泵電機(jī)啟、停按鈕，送網(wǎng)電機(jī)啟、停按鈕，焊接開始、停止按鈕，步進(jìn)電機(jī)啟/停旋鈕、正/反轉(zhuǎn)旋鈕、移位暫停以及單步控制按鈕等。

　　輸出出設(shè)備有：控制橫梁上/下的電磁閥，控制工作臺(tái)進(jìn)/退的電磁閥，控制抬網(wǎng)小油缸向上運(yùn)動(dòng)的電磁閥，控制翻網(wǎng)油缸向下運(yùn)動(dòng)的電磁閥，分別控制冷卻泵電機(jī)、主油泵電動(dòng)機(jī)、副油泵電動(dòng)機(jī)、送網(wǎng)電動(dòng)機(jī)的接觸器，觸發(fā)可控硅的繼電器等。

　　鋼筋網(wǎng)焊機(jī)控制系統(tǒng)共有30多點(diǎn)輸入信號(hào)，10多點(diǎn)輸出信號(hào)，這里選用三菱F1–60R，其I/O點(diǎn)數(shù)為36/24。

　　(2) 軟件設(shè)計(jì)

　　鋼筋網(wǎng)焊機(jī)PLC控制系統(tǒng)總程序的流程如圖2所示。

　　圖2 鋼筋網(wǎng)焊機(jī)PLC控制系統(tǒng)總程序流程圖

　　根據(jù)操作方式，鋼筋網(wǎng)焊機(jī)的PLC控制總程序可分為冷卻泵電機(jī)，主、副電動(dòng)機(jī)的啟、停;緯向鋼筋間距的調(diào)整;手動(dòng)程序和自動(dòng)程序四大部分。

　　為使油箱、變壓器、導(dǎo)電方棒等得到冷卻，必須首先啟動(dòng)冷卻泵電動(dòng)機(jī)。

　　緯向鋼筋間距的調(diào)整用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在這里，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖由內(nèi)部繼電器M200,M201和M202組成的三相六拍環(huán)形分配器供給(用移位指令來實(shí)現(xiàn));用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制旋鈕X500(SB9)與輸出點(diǎn)Y030、Y031、Y032配合，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的快慢由脈沖的頻率控制，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的步數(shù)由內(nèi)部計(jì)數(shù)器控制。

　　當(dāng)選擇手動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，則執(zhí)行手動(dòng)程序，可進(jìn)行手動(dòng)操作，對(duì)焊機(jī)的每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)的控制，例如：當(dāng)將選擇開關(guān)撥向上電極上/下位置時(shí)，按下焊接啟動(dòng)按鈕，則上電極向下運(yùn)動(dòng);按下焊接停止按鈕，則上電極向上運(yùn)動(dòng)。

　　當(dāng)選擇單循環(huán)或連續(xù)運(yùn)行方式時(shí)，均運(yùn)行自動(dòng)程序，但單循環(huán)運(yùn)行方式在自動(dòng)焊完一根緯向鋼筋后，回到原始位置即停止焊接;而連續(xù)運(yùn)行方式則在焊完預(yù)先設(shè)定數(shù)量的緯向鋼筋后停止焊接。單循環(huán)運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行使用M206可編程存儲(chǔ)單元和RS指令功能來控制自動(dòng)程序的執(zhí)行過程。若在連續(xù)操作方式時(shí)，按下焊接開始按鈕即置位M206，則自動(dòng)程序連續(xù)循環(huán)預(yù)先設(shè)定的次數(shù)后(即焊完一張鋼筋網(wǎng)后)停止;若在單循環(huán)操作方式時(shí)，復(fù)位M206，則自動(dòng)程序執(zhí)行到焊完一根緯向鋼筋后停止。

　　由于篇幅所限，在此只介紹自動(dòng)焊接程序流程圖，如圖3所示。

　　圖3 鋼筋網(wǎng)焊機(jī)PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)焊接程序流程圖

　　4 結(jié)束語

　　投入較低的成本，基本不用改動(dòng)液壓系統(tǒng)，使改造后的整套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制焊接和操作方便，提升了自動(dòng)化水平，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)日新月異，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短。就拿鋼筋網(wǎng)焊機(jī)來說，其自動(dòng)化程度越來越高，操作更直觀、安全，很少的人就能完成大量的工作。今后，它將朝著鋼筋矯直、焊接、定尺切網(wǎng)、翻網(wǎng)、疊網(wǎng)有機(jī)結(jié)合成為一體的方向發(fā)展。