PLC在汽车行业压力机上的应用

　   1  引言
　　压力机是汽车行业冲压车间的关键设备，主要用于生产汽车白车身各种冲压零部件。压力机与模具配合完成汽车冲压件的拉延、修边的过程中，需要调整滑块高度，适应不同高度的模具，其调整精度和稳定性直接影响汽车冲压件的质量。
　　2  系统设计
　　目前奇瑞公司冲压四车间使用的小吨位压力机的滑块调整显示表是机械式的CONTROL ENGINEERING China版权所有，精度和稳定性差，操作人员目视机械式显示表不方便，容易读出错误数据，从而造成设备过载，引起设备故障和设备事故。而且压力机上安装有滑块调整上下限位，如果压力机单次运行或寸动，容易将限位开关打坏，上下限位开关起不到保护作用，容易引发安全事故。
　　2.1 系统分析
　　为解决上述问题，汽车行业普遍采用编码器解决方案。此方案利用旋转编码器记录滑块高度，将信号送给欧姆龙PLC高速计数模块，经过欧姆龙plc处理转化为十进制数值CONTROL ENGINEERING China版权所有，然后显示滑块高度。编码器方案的程序框图如图1所示。

图1  编码器方案的程序框图

　　但是对比接近开关方案，编码器方案的成本投入大，同时要求plc能支持高速计数模块，对现场的环境要求高。两种方案的比较参见附表所示。

　　从上面的比较可以看出，接近开关方案比编码器方案节省近7000元，而且安装比较方便，对plc系统的要求也低，还能达到规定的精度和稳定性。
　　目前我们采用的是接近开关方案。此方案通过接近开关检测压力机机械传动轴旋转的圈数，将信号送到欧姆龙plc，经过内部程序处理，输出到欧姆龙plc数字量输出模块，在bcd码显示器上显示滑块高度。接近开关方案的程序框图如图2所示。

图2  接近开关方案程序框图

　　2.2 系统实现
　　(1)利用压力机设备上现有的接近开关，检测滑块调整机构丝杆旋转的圈数，将检测到的圈数送入欧姆龙plc。我们运用欧姆龙plc的特殊指令inc和dec，通过bcd递增和递减功能来实现传动轴正转和反转时，检测圈数的加减。程序如下：

　　(2)利用游标卡尺测量传动轴旋转一圈时滑块实际移动的距离，得出传动系数。反复测量几次后求平均值控制工程网版权所有，提高传动系数的计算精度。
　　(3)经过程序的运算，将传动圈数乘以传动系数，就可以得出滑块调整高度的当前值，再通过欧姆龙plc将数值以bcd码的形式，在欧姆龙plc的输出模块(oc222)，以继电器形式输出。程序如下：

　　在现场压力机滑块调整需要显示四位数，我们在欧姆龙plc(型号：cqm1h-cpu21)后面再加一个16点的输出模块(oc222)，用四个输出点来显示一位数字，就可以正常显示这四位数。
　　(4) 为了提高检测精度，需要在程序里做采取一些措施，防止错误信号的输入影响plc的正常检测，程序如下：

　　(5) 同时需要在程序里设置上下软限位来控制滑块调整的行程，防止硬件限位不起作用而发生超行程现象。程序如下：

　　3  结束语
　　此方案在奇瑞公司冲压四车间应用成功之后，迅速向冲压二车间推广，同样也取得了成功，不仅解决了滑块高度显示的问题，也节省了改造成本。在奇瑞公司新建的冲压生产线，此方案可以作为标准解决方案应用，从源头解决类似问题。