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概述：
精確的定長控製設備往往要求具備高速輸入和高速輸出功能，同時又要協調多個設備間配合動作。PLC由於其集高速、通訊和控製功能於一身，被越來越廣泛的應用到定長切割設備中。
本文將Emerson的EC20係列PLC應(ying)用(yong)到(dao)掛(gua)麵(mian)切(qie)割(ge)機(ji)上(shang)，通(tong)過(guo)接(jie)收(shou)文(wen)本(ben)顯(xian)示(shi)器(qi)信(xin)息(xi)和(he)編(bian)碼(ma)器(qi)的(de)高(gao)速(su)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)，利(li)用(yong)高(gao)速(su)輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)伺(si)服(fu)放(fang)大(da)器(qi)並(bing)通(tong)訊(xun)控(kong)製(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)麵(mian)條(tiao)切(qie)割(ge)長(chang)度(du)的(de)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)。
一．係統工藝介紹
掛麵在剛剛生產出來時，並非像我們平時見到的那樣短小，而是長度約1.3米的長長的一串，因此為了適合人們的食用以及方便運輸，需要將其切割為長度適當的若幹段。
長(chang)麵(mian)切(qie)割(ge)前(qian)需(xu)要(yao)人(ren)工(gong)將(jiang)其(qi)掛(gua)在(zai)麵(mian)杆(gan)上(shang)，之(zhi)後(hou)通(tong)過(guo)主(zhu)傳(chuan)送(song)帶(dai)上(shang)的(de)掛(gua)鉤(gou)將(jiang)麵(mian)杆(gan)及(ji)長(chang)麵(mian)帶(dai)入(ru)設(she)備(bei)。切(qie)刀(dao)後(hou)端(duan)接(jie)近(jin)開(kai)關(guan)感(gan)應(ying)到(dao)麵(mian)杆(gan)到(dao)達(da)後(hou)，控(kong)製(zhi)切(qie)刀(dao)動(dong)作(zuo)將(jiang)麵(mian)杆(gan)與(yu)掛(gua)麵(mian)切(qie)離(li)，而(er)此(ci)時(shi)的(de)掛(gua)麵(mian)已(yi)經(jing)被(bei)一(yi)對(dui)導(dao)麵(mian)滾(gun)輪(lun)壓(ya)住(zhu)繼(ji)續(xu)向(xiang)前(qian)行(xing)進(jin)。此(ci)後(hou)切(qie)刀(dao)不(bu)斷(duan)動(dong)作(zuo)切(qie)割(ge)麵(mian)條(tiao)，固(gu)定(ding)時(shi)間(jian)或(huo)長(chang)度(du)後(hou)停(ting)止(zhi)動(dong)作(zuo)，等(deng)待(dai)下(xia)一(yi)杆(gan)麵(mian)。
麵條切割機的主傳動為3.7KW電機，由艾默生變頻器調速控製；切刀動作為伺服電機驅動，由伺服放大器控製；同時配備文本顯示器，用於設置切麵長度和監控設備狀態；傳動軸承裝有歐姆龍1000線增量式旋轉編碼器；核心控製機構為艾默生EC20-PLC。
2．工藝要求
長度：要求切割出的麵條長度為從100mm到400mm，可以調整的最小範圍為1mm，允許誤差±2mm。
主電機轉速：為了節能，當每連續中斷幾杆麵時，需要將電機降頻，直至最低設定轉速；當每連續來幾杆麵時，需要將電機緩慢增頻，直至最高設定轉速。
切刀動作：由於切刀為雙刃型，因此每次切割動作為轉動半圈，且切刀的轉速不可過慢，防止麵條在切刀處短暫堆積。
切割刀數：對於固定麵條總長、固gu定ding掛gua麵mian單dan長chang的de情qing況kuang下xia，每mei杆gan麵mian切qie割ge的de刀dao數shu是shi固gu定ding的de。但dan是shi刀dao數shu在zai小xiao於yu實shi際ji值zhi以yi內nei應ying該gai是shi可ke調tiao的de，因yin為wei有you時shi長chang麵mian的de後hou麵mian部bu分fen可ke能neng有you彎wan曲qu等deng問wen題ti，不bu能neng製zhi為wei成cheng品pin。同tong時shi，剩sheng餘yu的de部bu分fen需xu要yao回hui收shou重zhong新xin製zhi成cheng長chang麵mian，因yin此ci需xu要yao打da碎sui。
3．電氣係統結構及說明
整體係統的電氣結構如下圖
圖中的黑線代表數據流，箭頭表示數據的傳遞方向。
文本顯示器與EC20的PORT0通訊端口采用MODBUS協議通訊，其中PLC作為從站。主站發送的信息主要有一杆長麵的長度，切割掛麵的單長，切割刀數，手動/自動切換等；從站返回的信息包括當前變頻器運行頻率，已切割刀數，總的麵杆數計數等。
變頻器與EC20的PORT1通訊端口采用自由口協議通訊。運行中PLC向變頻器發送啟動、停止、頻率設定三種命令，具體發送時刻和發送周期由程序中的邏輯控製。
編碼器將A、B兩相信號分別送入PLC的X0和X1。PLC應用高速計數功能對編碼器信號計數，經過內部計算和變換後確定何時驅動伺服放大器動作。
伺服放大器與PLC的高速輸出端子Y0連接，通過PLC輸出的高速脈衝的頻率和數量確定切刀的轉速與位置。
4．工藝的實現
長度控製：將編碼器信號接入PLCzhongyishixianchangdujingquekongzhi，shijishangzhixujiangbianmaqiyumiantiaochangduzhijiandeduiyingguanxizhaodaojiukeyi。tongguobianchengshiyancede，shiganguamianbianmaqisuofamaichongshuwei70610個，又通過實際測量得知每個麵杆間的長度為1527mm，由此可得每毫米對應脈衝數為4.624個。因此隻需在程序中將設定長度乘以4.624，當高速計數達到該要求時產生切刀動作即可。
主電機轉速調節：該工藝如果直接按照原要求實現，程序修改較大，難點就是如何判斷“連續”。如果采用時間間隔的概念來判斷連續，在固定轉速的情況下是可以的。但是在幾次“連續”之後，對方要求增加轉速，相應的時間間隔也將改變，這就要求用於判斷“連續”的時間標尺也要連續變化，而時間間隔的變化與變頻器頻率的變化並不是完全的線性關係，問題更複雜了。
本次采用的是一種近似的實現方法：每次麵杆到來即增加頻率，而一定的時間內無麵杆接近信號則降低頻率。該方法的實驗效果大致與用戶要求的相同。
切刀動作：切刀的動作是由伺服放大器控製的，通過程序實測得知需要接收17173個脈衝轉半圈（刀是雙刃）。
切刀轉速問題：實(shi)際(ji)上(shang)隻(zhi)需(xu)要(yao)找(zhao)到(dao)傳(chuan)送(song)帶(dai)最(zui)高(gao)轉(zhuan)速(su)時(shi)對(dui)應(ying)的(de)切(qie)刀(dao)轉(zhuan)速(su)，它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)保(bao)持(chi)等(deng)比(bi)例(li)關(guan)係(xi)即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)麵(mian)條(tiao)的(de)無(wu)堆(dui)積(ji)。通(tong)過(guo)現(xian)場(chang)實(shi)測(ce)，在(zai)傳(chuan)送(song)帶(dai)轉(zhuan)速(su)達(da)到(dao)最(zui)高(gao)時(shi)，切(qie)刀(dao)伺(si)服(fu)接(jie)收(shou)的(de)脈(mai)衝(chong)頻(pin)率(lv)為(wei)90KHz效果最佳。
切割刀數可調：該gai問wen題ti可ke以yi看kan作zuo是shi掛gua麵mian總zong長chang的de一yi種zhong改gai變bian，因yin此ci隻zhi需xu正zheng常chang切qie割ge規gui定ding的de次ci數shu，剩sheng餘yu部bu分fen高gao速su轉zhuan動dong即ji可ke。需xu要yao注zhu意yi的de是shi高gao速su轉zhuan動dong時shi每mei一yi圈quan要yao消xiao耗hao一yi個ge固gu定ding時shi間jian，因yin而er在zai下xia一yi杆gan麵mian的de接jie近jin信xin號hao到dao來lai前qian的de轉zhuan動dong將jiang可ke能neng使shi係xi統tong錯cuo過guo該gai接jie近jin信xin號hao。
為了避免這種現象，需要根據麵條已經過長度決定最後一次高速轉動。本次利用編碼器中的B相來反饋麵條的長度，當脈衝數大於6000時（已經過麵條1.3m），不再高速動作。
5．結束語
小型可編程控製器其典型應用之一便是通過一台上位機對PLC進行讀寫，控製和監視與PLC相連的其他設備。本文介紹的掛麵切割機正是如此，通過上機實際操作，麵條的切割效果比較理想，完全滿足客戶的各方麵要求。
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