本系統(tǒng)為汽車方向盤模架生產(chǎn)控制系統(tǒng)，改造前的系統(tǒng)采用繼電器控制，不僅系統(tǒng)生產(chǎn)效率低，而且抗干擾能力低，故障率很高。為了提高生產(chǎn)效率，滿足汽車零部件日益增長的需要，對汽車方向盤模架的控制系統(tǒng)進行plc改造。 系統(tǒng)硬件組成 汽車方向盤生產(chǎn)設備主要由模具、模架、高壓發(fā)泡機系統(tǒng)組成。模具分上模、下模兩套;模架用以夾持上、下模，并完成方向盤生產(chǎn)所必須的所有動作;高壓發(fā)泡機系統(tǒng)用以完成iso（異氰酸脂）和pol（聚醚多元醇）兩種化工原料高壓混合在方向盤骨架上形成一層自結(jié)皮泡沫。 汽車方向盤模架生產(chǎn)的工藝過程如圖1所示: [align=center] 圖1 汽車方向盤模架生產(chǎn)工藝過程[/align] 首先準備好做方向盤的原材料方向盤骨架和聚氨酯，先開下模、開上模再在模腔里噴脫模劑，再放預先準備好的方向盤原始骨架，接著合上上下模，再把高壓發(fā)泡里的發(fā)泡料澆注到合上的上下?？臻g里，在特定的環(huán)境里熟化一段時間達到預期效果再開上下模架，利用模架里的頂針頂出制品。由于在模架里還是有些毛邊，出來的制品在經(jīng)過一定的修邊準形既可入庫。 方向盤控制系統(tǒng)計成一個控制柜控制2臺液壓模架，共有34個輸入，18個輸出。輸入信號有上、下模平臺開合到位行程開關、上模平臺安全銷插入、退出行程開關、制品頂出接近開關信號、開合模按鈕、自動、手動、換模工作方式選擇開關等，輸出信號有控制有無油壓的電磁溢流閥、上、下模平臺開合模電磁閥、制品頂出電磁閥、安全鎖銷電磁閥、定時器、聲光報警器、信號燈等。根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械控制要求，確定選用西門子s7-200系列plc :cpu226（24i/16o）及其擴展模塊em223（16i/16o），輸入輸出均留有擴展余地，同時將來plc外部輸出觸點損壞，僅修改一下程序即可，無需拆卸plc。 此系統(tǒng)控制中的電磁閥是有一號模架與二號模架控制。一號模架為主模塊有s7-200系列plc-cpu226（24i/16o）控制一號電磁閥, 其輸入輸出端子功能如表1所示。二號模架為擴展模塊有s7-200系列plc-em223（16i/16o）控制二號電磁閥,其輸入輸出端子功能如表2所示。 [align=center] 表1 cpu226各輸入與輸出端子功能表 表2 em223各輸入與輸出端子功能表 圖2 方向盤模架程序流程圖[/align] 安全問題是至關重要的，機械上除安裝平衡閥以使上下模平臺任意位置均可停住，上模打開后安全鎖銷插入，防止上模落下外，電氣硬件設計中采取以下措施: 合模設置雙手按鈕，防止操作工合模過程中發(fā)現(xiàn)骨架沒放好等原因?qū)⑹稚爝M模腔造成事故; 自動方式開模時不設置成點動方式，即設計成按開模按鈕直到下模開到位后方可松手，防止點動開模鈕后，工人即離開操作臺到模架附近上模打開時的易傷人事故; 檢測“制品”是否“頂出”的接近開關，用于檢測油缸活塞桿位置，安裝位置有油污，并且若信號有誤，頂出器沒有回位情況下合模，將導致頂出器將上模頂壞，造成設備事故。 軟件設計 根據(jù)工藝要求，程序有三種工作模式:自動方式、手動方式、換模方式。自動方式用于正常生產(chǎn)，以提高工作效率;手動方式主要用于測試模架所有動作是否可靠，以及微調(diào)整用;換模方式主要用于更換模具使用。1、2號模架程序相同。 由于一個控制柜控制2臺液壓模架，兩臺模架生產(chǎn)過程相同，其中一個模架的程序流程如圖2所示。 在程序設計中，由于方向盤生產(chǎn)工藝要求發(fā)泡料注入模腔后的初始10s鎖模力要足夠大，上、下模具間要求間隙要很小，否則制品飛邊較大，浪費原料，也可能產(chǎn)生其它因泡沫結(jié)構(gòu)不好而導致次品。由于機械上不論平衡閥、油缸多好，其密封均可能磨損而導致泄漏，可將程序中控制下模關閉的電磁閥q1.1在關閉到位后延時5s再斷電，持續(xù)給油缸供高壓油，補償泄漏損失，有效地解決了問題，大大提高產(chǎn)品的合格率。 部分程序設計 圖3為系統(tǒng)工作方式的梯形圖，其中合摸設置為雙手按鈕是為了防止操作工在合模過程中發(fā)現(xiàn)骨架沒放好等原因?qū)⑹稚爝M摸腔造成事故。接通延時計時器ton設定時間t=50×100ms=5s，主要用以關下模的電磁閥到位后延時5s再斷電，持續(xù)油缸供高壓，補償泄露損失，有效解決難題，大大提高了產(chǎn)品合格率。圖4為液壓液壓單元控制閥及控制聚合指示。泡沫聚合為此模架系統(tǒng)最后道時序，聚合時要有聚合定時，當達到聚合理想值時，既聚合完畢，控制面板上聚合合完畢指示燈亮，程序完畢。圖5為系統(tǒng)自動運行方式的梯形圖，由于頂針頂出是選用的是自動模式頂針頂出，主電路i/o配置中的sb4鍵模架臺上按下頂針頂出鍵，程序中還設計了換模方式下關上模與開下模的操作。圖6為模架解鎖/加鎖控制的梯形圖，上模解鎖和上模加鎖就是在上模已加鎖限位上加一個延，來使發(fā)泡料有一定的時間聚合，ton接通延時為1s，還有檢測制品是否頂出的接近開關，用于檢測油缸活塞桿位置，安裝位置有油污，并且若信號有誤，頂出器沒有回位情況下合模，將導致頂出器將上模頂壞，造成設備事故。 結(jié)語 該系統(tǒng)經(jīng)過改造后，不僅提高了生產(chǎn)效率和抗干擾性能，降低了廢品率，而且系統(tǒng)具有友好的中文界面，能對參數(shù)進行設置和修改，對故障能進行很好的監(jiān)測及顯示。