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(jìn)行plc改造。 系統(tǒng)硬件組成 汽車方向盤生產(chǎn)設(shè)備主要由模具、模架、高壓發(fā)泡機(jī)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(dòng)作;高壓發(fā)泡機(jī)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(zhǔn)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(yù)先準(zhǔn)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(shí)間達(dá)到預(yù)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(zhǔn)形既可入庫。 方向盤控制系統(tǒng)計(jì)成一個(gè)控制柜控制2臺液壓模架，共有34個(gè)輸入，18個(gè)輸出。輸入信號有上、下模平臺開合到位行程開關(guān)、上模平臺安全銷插入、退出行程開關(guān)、制品頂出接近開關(guān)信號、開合模按鈕、自動(dòng)、手動(dòng)、換模工作方式選擇開關(guān)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(shí)器、聲光報(bào)警器、信號燈等。根據(jù)生產(chǎn)工藝和機(jī)械控制要求，確定選用西門子s7-200系列plc :cpu226（24i/16o）及其擴(kuò)展模塊em223（16i/16o），輸入輸出均留有擴(kuò)展余地，同時(shí)將來plc外部輸出觸點(diǎn)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(kuò)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(guān)重要的，機(jī)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(shè)計(jì)中采取以下措施: 合模設(shè)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(jìn)模腔造成事故; 自動(dòng)方式開模時(shí)不設(shè)置成點(diǎn)動(dòng)方式，即設(shè)計(jì)成按開模按鈕直到下模開到位后方可松手，防止點(diǎn)動(dòng)開模鈕后，工人即離開操作臺到模架附近上模打開時(shí)的易傷人事故; 檢測“制品”是否“頂出”的接近開關(guān)，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(dǎo)致頂出器將上模頂壞，造成設(shè)備事故。 軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)工藝要求，程序有三種工作模式:自動(dòng)方式、手動(dòng)方式、換模方式。自動(dòng)方式用于正常生產(chǎn)，以提高工作效率;手動(dòng)方式主要用于測試模架所有動(dòng)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(gè)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(gè)模架的程序流程如圖2所示。 在程序設(shè)計(jì)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(fèi)原料，也可能產(chǎn)生其它因泡沫結(jié)構(gòu)不好而導(dǎo)致次品。由于機(jī)械上不論平衡閥、油缸多好，其密封均可能磨損而導(dǎo)致泄漏，可將程序中控制下模關(guān)閉的電磁閥q1.1在關(guān)閉到位后延時(shí)5s再斷電，持續(xù)給油缸供高壓油，補(bǔ)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(shè)計(jì) 圖3為系統(tǒng)工作方式的梯形圖，其中合摸設(shè)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(jìn)摸腔造成事故。接通延時(shí)計(jì)時(shí)器ton設(shè)定時(shí)間t=50×100ms=5s，主要用以關(guān)下模的電磁閥到位后延時(shí)5s再斷電，持續(xù)油缸供高壓，補(bǔ)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(shí)序，聚合時(shí)要有聚合定時(shí)，當(dāng)達(dá)到聚合理想值時(shí)，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(dòng)運(yùn)行方式的梯形圖，由于頂針頂出是選用的是自動(dòng)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(shè)計(jì)了換模方式下關(guān)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(gè)延，來使發(fā)泡料有一定的時(shí)間聚合，ton接通延時(shí)為1s，還有檢測制品是否頂出的接近開關(guān)，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(dǎo)致頂出器將上模頂壞，造成設(shè)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(jìn)行設(shè)置和修改，對故障能進(jìn)行很好的監(jiān)測及顯示。