基于CP1H控制的成形出料排放系统

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摘要 本文以产品抓取机械手控制系统为例，主要介绍基于欧姆龙（Omron）系列PLC作为主控元件的3轴独立运行系统的设计和实现。该系统实现3轴独立控制的经济型控制方案，从而利于工厂自动化的推广应用。

关键词 PLC cp1h；步进电机；RS232通讯

中图分类号TF123 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0044-02

1 概述

粉末冶金行业成形设备的出料多为人工排放方式，由于粉末冶金成形出料的产品易碎易磕碰导致在烧结前的产品废品率比较高，存在相当大比例的人工操作，效率低，亟需系统的升级改进以满足更高更安全的控制需求。当然采用成品机器人完全可以实现自动化作业，但是这些成品机器人造价很高以利于推广使用，使得这个行业成形出料极少的企业或仅部分成形设备采用自动排放装置。本文采用欧姆龙PLC实现成形出料排放，实现完全隔离人为触碰产品的可能，系统以完成可用，经济的方式实现成形出料排放；有利于工厂的大面积推广使用，以提高整个成形车间的出品合格率。

2 系统介绍

PLC以卓越的可靠性和方便的可编程性广泛应用于工业控制领域，本文采用欧姆龙（Omron）系列的CP1HP PLC，该PLC定位于小型机，但它却是基于CS/CJ（特别是CJ，CJ是中型PLC平台）平台的，因此具备了很多中型机的功能。集成高速脉冲输出功能，可标准搭载4轴；CP1H具备了串行通信功能，这主要有两个端口实现，即可自由选择的RS-232C和RS-485。方便和电子天平的通讯和HMI界面的搭建。

本文将介绍以OMRON PLC CP1H作为主控元件来实现多电机同步运行的方案。

2.1 系统硬件组成（见图1）

图1

系统以CP1H为主控单元， NS5作为HMI界面使得设备的使用和监控尤为方便；同时CP1H 通过RS232和电子天平通讯得到称量值， 通过PLC的高速脉冲输出功能控制3轴协同工作。

2.2 系统控制方案

产品从输送带进入设备，控制器感应到产品到时，启动T5（XY） 把产品送到电子称重器，电子称重器把称量数据传输给控制器，经控制器判定后通过XY放入对应的成形码盘上；码盘装满后，启动步进电机来做空码盘的交换；下面主要对称量RS232数据的传送和判断，和XY轴的控制部分程序介绍

2.3 PLC控制程序

PLC的程序可以采用梯形图、语句表、功能块等形式表示。欧姆龙公司的PLC提供了大量的PLC功能块，功能块是一个包含标准处理功能的基本单元，该标准处理功能事先定义好，由于具有标准处理功能，故功能块不包含实际的地址，只有变量，用户可以在变量中设置地址和常数。

2.3.1 RS232串口 称量数据读取

2.3.2 X，Y轴运动脉冲控制

2.3.3 步进电机控制

2.3.4 HMI人机界面实现

可以根据CX-DESIGNER实现。

3 结论

系统自投运以来，取得了显著的效益，体现在以下几个方面：

1）提高产品质量，系统隔断人工触碰产品的可能，特别是晚班人员容易疲劳阶段，码放产品时特别容易产品于产品之间的碰撞；2）提高车间自动化程度，减少劳动力。

参考文献

[1]OMRON，SYSMAC CP系列 CP1H CPU单元.编程手册，2008.

[2]CX-Programmer 6.1版 WS02-CXPC1-E-V61 操作手册，2006.

[3]SYSMAC CP 系列 编程手册.

[4]YAMAHA ERCD User’s Manual E91-Ver 2.01.

[5]METTLER TOLEDO Operating instructions (PL).