基于PLC的全自动送料机控制装置及系统的制作方法

基于plc的全自动送料机控制装置及系统
技术领域
1.本实用新型涉及plc全自动智能控制技术领域，特别涉及一种基于plc的全自动送料机控制装置及系统。


背景技术：

2.随着科技的飞速发展，自动化水平的提高，对产品的加工质量及生产效率的要求越来越高，传统的送料机plc控制系统如图1所示，由于传统plc针对自动送料机，输出多为纯晶体管输出，当输出驱动较大功率或交流负载时，plc输出无法直接驱动负载，此时需外接中间继电器驱动负载，大大增加了用户成本，接线也增加了难度，电气故障分析及设备维护也比较麻烦。而使用纯继电器输出型plc，对于功率比较小的负载，如需输出响应时间快，而纯继电器输出型plc则不能满足用户生产需求，且无法发送脉冲驱动送料电机转动。此外，自动送料机设备是plc驱动电机启动，在运行的过程中，当电机工作在转矩模式时，需要不断调节电机的当前力矩和当前速度时，传统的方式是外接一个旋钮式可调电位器，操作比较麻烦且伺服的当前力矩和速度无法达到精准，影响产品加工质量。目前，市面上大多采用plc主机和模拟量扩展来作为自动送料的控制系统，虽可方便控制伺服力矩和速度，但这种plc组装的方式，占用控制柜空间，同时增加了设备厂商成本，仍无法满足需求。因此设计出一套功能一体化、性价比高的自动送料机控制系统是很有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于plc的全自动送料机控制装置及系统，集成晶体管输出模块、继电器输出模块和模拟量输出模块的功能，方便控制输出，提高设备运行的稳定性和生产加工质量；同时减少电气接线的工作量和维护，降低成本，实现送料系统的全自动化高效高精度生产。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一方面，一种基于plc的全自动送料机控制装置，包括：cpu模块、晶体管输出模块、继电器输出模块和模拟量输出模块；所述cpu模块与所述晶体管输出模块相连接用于驱动送料电机工作；所述cpu模块与所述继电器输出模块相连接用于驱动交流电磁铁和开关仓交流电机工作；所述cpu模块与所述模拟量输出模块相连接用于将接收到的数值转换为数字量信号后发送至所述模拟量输出模块，所述模拟量输出模块将所述数字量信号转换为模拟电压信号输出，以控制送料电机的力矩和速度。
6.优选的，所述的基于plc的全自动送料机控制装置，还包括通信模块；所述cpu模块通过所述通信模块与人机界面模块相连接，以接收所述人机界面模块输入的数值。
7.优选的，所述cpu模块还通过所述通信模块与计算机模块相连接，以接收在所述计算机模块上编写的梯形图程序。
8.优选的，所述通信模块包括rs232和rs485通信接口。
9.优选的，所述的基于plc的全自动送料机控制装置，还包括供电模块；所述供电模
块与所述cpu模块相连接以提供直流电源。
10.优选的，给所述cpu模块供电的直流电源为3.3v的直流电压信号。
11.优选的，所述的基于plc的全自动送料机控制装置，还包括i/o模块；所述cpu模块与所述i/o模块相连接以接入输入信号和/或输出信号至输出设备；所述输入信号包括伺服报警信号、按钮信号、夹头开关信号、开闭盖感应开关信号和限位开关信号中的一种或多种；所述输出设备包括蜂鸣器或外部车床。
12.另一方面，一种基于plc的全自动送料机控制系统，包括所述的全自动送料机控制装置；还包括：人机界面模块；所述cpu模块与所述人机界面模块相连接以接收所述人机界面模块输入的数值。
13.优选的，所述的基于plc的全自动送料机控制系统，还包括：计算机模块；所述cpu模块与所述计算机模块相连接以接收在所述计算机模块上编写的梯形图程序。
14.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
15.(1)本实用新型无需和扩展模块组装，也无需外接旋钮式可调电位器，采用一个plc控制装置，集成晶体管输出、继电器输出和模拟量输出的功能，使控制更方便，大大减少了成本；
16.(2)本实用新型以cpu模块核心，当送料电机工作在脉冲模式时，通过晶体管输出模块来控制送料电机转动；当伺服工作在转矩模式时，通过模拟量输出模块来调节送料电机的力矩和速度；当负载功率较大或为交流负载时，可直接使用继电器输出模块驱动负载；本实用新型的基于plc的全自动送料机控制装置具有体积小和性价比高的特征，不仅减少了设计的工作量，而且提高了控制的可靠和稳定性。
17.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种基于plc的全自动送料机控制装置及系统不局限于实施例。
附图说明
18.图1为传统的送料机plc控制系统的结构框图；
19.图2为本实用新型的基于plc的全自动送料机控制系统的结构框图；
20.图3为本实用新型的晶体管输出模块驱动负载的电路示意图；
21.图4为本实用新型的继电器输出模块驱动负载的电路示意图；
22.图5为本实用新型的模拟量输出模块驱动负载的电路示意图。
具体实施方式
23.参见图2所示，一种基于plc的全自动送料机控制装置，包括：cpu模块、晶体管输出模块、继电器输出模块和模拟量输出模块；所述cpu模块与所述晶体管输出模块相连接用于驱动送料电机工作；所述cpu模块与所述继电器输出模块相连接用于驱动交流电磁铁和开关仓交流电机工作；所述cpu模块与所述模拟量输出模块相连接用于将接收到的数值转换为数字量信号后发送至所述模拟量输出模块，所述模拟量输出模块将所述数字量信号转换为模拟电压信号输出，以控制送料电机的力矩和速度。
24.具体的，参见图3所示，本实用新型的晶体管输出模块包括若干路输出，各用一个晶体管控制，其中y0用来控制送料电机的脉冲，y1用来控制送料电机的方向。送料机设备在
运行的过程中需要进行送料和退料的动作，此时送料电机运行在脉冲加方向模式，plc驱动电机为晶体管npn输出，低电平有效。cpu模块发送控制指令实现送料电机的脉冲和方向输出，从而控制送料电机的转速和位移。当送料前进时送料电机正转，此时plc的方向信号输出，当退料后退时送料电机反转，此时plc的方向信号不输出。通过电机指令输出的脉冲个数来控制送料电机位移量，从而达到准确定位的目的。同时可以通过控制脉冲频率来控制送料电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
25.具体的，参见图4所示，本实用新型的继电器输出模块包括若干路输出。自动送料设备负载包括交流电磁铁和开关仓交流电机，因此需要继电器输出来驱动负载工作。交流电磁铁是用来控制车床离合器工作的。开关仓交流电机是设备在加工的过程中需要不断地开仓和关仓来达到送料的目的。plc控制继电器输出时，继电器线圈导通，线圈中流过的电流产生电磁效应，从而控制继电器的触点吸合，使交流电磁铁动作控制离合器工作。同理，继电器触点吸合，开关仓交流电机正转执行开仓动作。当离合器和开关仓交流电机工作到位后，plc控制继电器不输出，线圈断电，电磁的吸力消失，触点释放，使电磁铁和开关仓交流电机断开不输出。通过这种plc控制继电器的工作方式来达到负载在电路中导通和切断的目的。
26.具体的，参见图5所示，本实用新型的模拟量输出模块在电路中包括2通道，对应的驱动的负载为送料电机，当送料电机工作在转矩模式时，分别控制送料电机的力矩和速度。2通道模拟量输出分辨率是12位，0
‑
10v电压输出，当控制送料电机力矩和速度时，用户只需在人机界面上输入数值，所述cpu模块将接收到的数值转换为数字量信号并输出给所述模拟量输出模块，所述模拟量模块将接收到的二进制数字量信号转换为模拟电压信号输出，从而控制送料电机工作的力矩和速度大小。
27.本实施例中，所述的基于plc的全自动送料机控制装置，还包括通信模块；所述cpu模块通过所述通信模块与人机界面模块相连接，以接收所述人机界面模块输入的数值。
28.进一步的，所述cpu模块还通过所述通信模块与计算机模块相连接，以接收在所述计算机模块上编写的梯形图程序。
29.具体的，所述通信模块包括rs232和rs485通信接口。支持modbus rtu、modbus ascii通信协议。本实用新型的rs232接口用来和人机交互模块(如触摸屏)通信实现人机交互，通过人机界面设定送料机的位置和速度等参数与plc交互数据，同时还可以通过rs485接口与计算机模块(如pc机)通信，接收编写的梯形图程序，方便用户在线调试。
30.本实施例中，所述的基于plc的全自动送料机控制装置，还包括供电模块；所述供电模块与所述cpu模块相连接以提供直流电源。
31.具体的，外部接开关电源输出24v直流电压，通过dc
‑
dc降压转换电路将dc24v变换成﹢3.3v直流电压信号，给plc的cpu模块供电。
32.本实施例中，所述的基于plc的全自动送料机控制装置，还包括i/o模块；所述cpu模块与所述i/o模块相连接以接入输入信号和/或输出信号至输出设备；所述输入信号包括伺服报警信号、按钮信号、夹头开关信号、开闭盖感应开关信号和限位开关信号中的一种或多种；所述输出设备包括蜂鸣器或外部车床。
33.具体的，在自动送料控制系统中，所述i/o模块，能够接入伺服报警、按钮、夹头开关、开闭盖感应开关、限位开关等输入信号，用来作为各负载机构的信号处理和判断。输出
端能够接入蜂鸣器作输出报警提示，还能够接入数控信号输出用来发送信号连接外部车床。
34.另一方面，一种基于plc的全自动送料机控制系统，包括所述的全自动送料机控制装置；还包括：人机界面模块；所述cpu模块与所述人机界面模块相连接以接收所述人机界面模块输入的数值。
35.进一步的，所述的基于plc的全自动送料机控制系统，还包括：计算机模块；所述cpu模块与所述计算机模块相连接以接收在所述计算机模块上编写的梯形图程序。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。