五金工具自动充磁设备控制系统硬件设计.doc

五金工具自动充磁设备控制系统硬件设计
周 明
(自动化与电气工程学院 指导教师:何致远)
摘要:在五金工具生产过程中,为使工具便于实际应用,广泛采用充磁机对五金工具进行充磁。目前使用的充磁机自动化程度差,操作过程劳动强度大,以至生产效率低,同时充磁机中充磁线圈设计不尽合理,容易过热、烧毁等,同时较小的线圈结构也限制了生产。
本文应用可编程序控制器(PLC)和触摸屏技术,设计了充磁机自动控制系统的软硬件设计,建立了友好的人机操作界面。同时应用电磁场理论和电力电子技术,完成了充磁线圈的理论设计。系统经过调试,能够初步满足实际生产工艺要求。该系统改进了充磁机的自动化程度,提高了可靠性,具备规模化生产能力,人机界面使操作简单、方便,对五金工具制造行业自动化水平的提高具有积极意义,具备广阔的应用前景。
关键词: 五金工具;充磁机;PLC;触摸屏
Abstract:In the production process of hardware, filling magnetism device is widely used in area of filling hardware magnetism, which can be conveniently used in practical application. However, the automation degree of actual device is so low at present, that the productivity is low and the labor intension is high. Further more, the width of production equipment is not reasonable, temperature is very high , the device is easily destroyed by the high heat. The smaller winding fracture restrict the ability of production.
This essay designed the filling magnetism automobile system and graphic operating panel with programmable logic controller (PLC) and touch panel. Finished the designation of winding by using the theory of electromagnetism field and power electronic technology. With the debugging of program, the system could satisfy the production process. The system improved the automatism and reliability of filling magnetism device. The device had a ability of mass production. Human machine panel made operation easy and simply, it will make positive meaning to improve fill magnetism device’s automation level . The device had a profound foreground in actual application.
Keywords:hardware tool;fill magnetism device;programmable logic controller;touch panel
1 绪 论
1.1 本课题的意义和目的
目前在五金工具生产行业中,广泛应用充磁装置对五金工具部分地方进行充磁,使其带有磁性便于实际应用目前在五金工具行业中,充磁机应用广泛,但大部分都以手工操作为主,充磁机的线圈设计较小,使劳动强度大而生产效率低,满足不了工业发展的需求,迫切需要改进充磁机的自动化程度,实现连续、批量充磁。五金工具是浙江省的出口创汇的支柱产品之一,目前主要在省内温州、金华和杭州等地的一些中小企业生产,但目前各企业生产设备的自动化程度较低,劳动密度大,生产装置中充磁线圈设计也不尽合理,容易过热,烧毁等缺憾,可编程序控制器(PLC)在此方面的应用较少。
五金工具的充磁工业作为产品性能的主要指标之一,其工艺稳定度要求高,以前经常会发生因为产品质量不过关而遭到外商的退货,这对五金行业的发展起到非常大的阻碍作用,研制一条全自动的充磁工艺流水线是解决目前存在问题的关键措施。利用PLC控制的自动充磁流水线的研发可以极大提高劳动生产率和自动化程度,实现连续、批量充磁,结合触摸屏技术和机械手技术节省了很大的空间,操作方便简单解决了行业所面对的技术缺陷,提高这个行业的水平。
1.2 五金工具自动充磁设备研发的特点与要求
在五金工具生产行业中,广泛应用充磁装置对五金工具部分地方进行充磁,使其带有磁性便于实际应用。目前国内外及我省对五金工具充磁的要求实现连续、批量充磁,生产效率高,安全可靠。在五金工具充磁中当前已经开始运用PLC技术和触摸屏技术来控制整个充磁过程,大大提高了生产水平。今后五金工具充磁流水线将更多地利用自动化生产,降低劳动强度,利用工业机器人摆脱手工操作,使生产的产品的质量满足不同客户的要求。
应用自动充磁设备控制系统对充磁装置对五金工具部分部位进行充磁,使其带有磁性便于实际应用。应用PLC控制系统不仅使设计简单化,提高系统的可靠性,而且各项性能指标优于传统的继电器控制系统。结合了触摸屏技术使得操作方便,节省空间,实现了连续、批量充磁,提高了自动化程度和生产效率,降低了劳动强度。解决了行业所面对的技术缺陷,提高这个行业的整体水平。PLC是近几十年发展起来的一种新型工业控制器,由于它把计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广等优点与继电器系统的控制简单、使用方便、抗干扰能力强、价格便宜等优点结合起来,而其本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点,在工业过程控制中的应用越来越广泛。以后充磁机将向流水线连续充磁方向发展,PLC将起着关键作用。
1.3 PLC发展概述
世界上第一台PLC由美国数字设备公司研究成功的,上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。PLC广泛地应用于汽车、航天、冶金、轻工、建材等行业。目前,世界上有200多厂家生产300多品种,PLC国际主流产品:Siemens、A-B、OMRON、三菱、GE、富士、日立、光洋等等。目前中国PLC市场95%以上被国外产品占领,目前国产PLC的市场占有率还不到3%,欧美产品在大中型PLC领域占有绝对优势,日本产品在小型PLC领域占有优势,中国本土自主品牌PLC的市场影响非常小,很难形成规模经济。国内应用Siemens产品的用户占20.8%,A-B14%左右,OMRON14%左右,三菱8.3%,GE6.25%,富士4.2%;其他(日立、光洋等)4%。如今PLC的指令越来越丰富,从单一的逻辑控制向时时通讯发展,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC今后将朝着体积更小、速度更快、功能更强、价格更低的微小型PLC发展,另外一个方向将向大型(1000点以上)、高速(0.2-0.4um/指令)、多功能方向发展。21世纪,PLC会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求