本文介绍了LM系列PLC在液压板料折弯机中的应用。通过标准的MODBUS协议，上下位机进行通信，实现一体化控制。采用高速PTO脉冲输出方式，驱动挡料和角度调节两个伺服电机工作，实现精确定位和角度调节，保证设备控制要求和运行效果。基于伺服电机直接驱动的折弯机数控技术是90年代发展起来的高新技术，属于先进制造技术的前沿。其研发工作对提高国产设备的综合性能指标，打破国外在该技术上的垄断地位具有重要意义。随着PLC和触摸屏技术的发展，在折弯机中的应用得到了迅速发展，为折弯机的控制系统提供了新的思路和方法，对提高生产效率、人类的生产和生活水平具有重要意义。PLC和触摸屏采用开放式编程方式，为折弯机控制方式的灵活性和创新性提供了基础。2液压板料折弯机介绍2.1液压板料折弯机的结构液压板料折弯机的外观如图1所示，其结构主要由机架、脚踏开关、折弯角度定位机构、水平阻挡定位机构、压弯机构和电气控制系统组成。图1设备外形图2机械结构图弯曲角度定位机构由伺服电机和链条传动机构组成，可根据设定的弯曲角度进行微调或自动高度调节，从而保证高度定位的准确性。水平挡料机构由伺服电机和螺旋传动机构组成，能定位弯曲工件的宽度，微调定位，自动定位。在连续折弯时，可以进行多步自动选择，依次实现多个位置的定位和折弯。压下折弯由液压机构完成，可分点动、单次、连续三种工作状态，带脚踏开关。2.2液压板料折弯机的工作过程折弯机的工作过程可分为点动、单动、连续三种工作模式。点动：选择点动操作档位，踩下踏板缓慢前进，按下折弯机构自动下压，触摸行程开关停止下压；踩压过程中，松开踏板缓慢移动，停在当前运行位置；按压过程中踩下踏板回位，按压折弯机构自动回位，碰到行程时停止回位；在返回行程中，松开踏板并停在当前返回位置。单次：设定保压时间、卸压时间、水平块距离，调整水平块位置；选择单个操作档位，下压弯曲机构不在上行程开关位置；首先，自动返回到上行程开关位置；慢慢踩下踏板，压弯机构自动压下；当触动行程开关时，水平挡料机构后退设定距离，同时压力自动保持；保持压力时，压力自动释放，压力释放时，压弯机构自动返回，水平挡料机构自动前进设定距离；触摸行程开关，单次弯曲动作结束。连续(工作步骤):(1)设定保压时间、泄压时间、水平块进退距离，调整水平块位置。(2)设定工步数、停止位置和每个工步的折弯张数。(3)选择连续工作档位，如果不在上行程开关位置，压弯机构会先自动回到上行程开关位置；慢慢踩下踏板，压弯机构自动压下；当触动行程开关时，水平挡料机构后退设定距离，同时压力自动保持；当压力保持时，压力自动释放，当压力
一个任务的循环执行称为一个扫描周期，其扫描过程如下：(1)读输入：将物理输入点的状态复制到输入过程映像寄存器中。(2)执行逻辑控制程序：执行程序指令，将数据存入变量存储区。(3)处理通信请求：即执行通信任务。(4)执行CPU自诊断：检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。(5)写输出：将存储在输出过程映像寄存器中的数据复制到物理输出点。中断模式是指当中断事件发生时，立即执行相应的中断服务程序，不受扫描周期的影响，响应速度快，进一步提高了PLC控制的可靠性。当中断没有发生时，中断服务程序不会被扫描，可以节省扫描时间，缩短扫描周期。3.1.2 PLC特点(1)PLC逻辑判断和控制能力强，抗干扰能力强，可靠性好。PLC在硬件上采用隔离和滤波措施，有效地抑制和消除了干扰。(2)良好的扩展性、灵活性和可移植性。不改变硬件，只改变软件程序就可以实现不同的功能。(3)丰富的编程语言，可以用不同的语言编写程序。LM PLC支持六种编程语言，包括梯形图(LD)、指令表(IL)、结构化文本(st)、功能框图(FBD)、顺序功能图(SFC)和顺序功能图(SFC)。给编程带来了极大的便利。3.2监控系统方案监控系统要实现的主要功能有：(1)控制参数的设定；(2)状态和数据显示；(3)液压卷板机的控制。本系统采用主从站模式，通过MODBUS标准协议实现监控系统的通信功能，其中主站采用和利时触摸屏。考虑到控制系统的安全性和抗干扰要求以及PLC的特点，系统的控制部分由PLC控制。
从站选用LM系列PLC。其结构图如图4所示。 3.3 控制系统硬件 3.3.1 PLC选型 本系统采用 LM系列专用高速运动控制模块LM3106A控制。LM3106A是专为实现高速运动控制而设计的模块，主要用于实现步进或伺服电机的定位控制。 LM3106A本体集成14通道24VDC输入， 10通道晶体管输出，其输出有2个公共端， 输出通道采用5-24VDC驱动电源供电，具有两路高速输出，可做PWM(100KHz)或PTO(50KHz)使用，另外，还可以通过RS-232通讯口与和利时触摸屏进行通讯。nextpage 下表为控制系统的I/O配置。系统I/O分配表
3.3.2 驱动电机选型 液压板料折弯机驱动部件主要包括挡料伺服电机、角度伺服电机和竖直液压气动装置。 伺服电机及驱动器均采用和利时公司的产品，其中“蜂鸟（Hummer）”系列低压无刷伺服电机驱动器是北京和利时电机公司最新推出的适合低压直流供电的、小体积、高性能全数字伺服驱动器。硬件上采用32位高速RISC专用控制芯片,高效功率变换技术，以及创新编码器反馈技术；软件上采用最先进的电机控制策略，完全以软件方式实现了电流环、速度环、位置环的闭环伺服控制；驱动器嵌入了高级运动控制功能，通过通讯接口即可完成如多段点到点、直线插补、圆弧插补等功能。挡料和折弯角度分别采用伺服电机进行定位，达到了精确定位和角度调整，保证了设备控制要求及运行效果。 往复下压折弯动作由油泵和气动装置完成，通过PLC控制电磁阀的得、失电进行。 3.3.3 监控部分 上位监控部份由一台和利时触摸屏，配以监控软件来完成，触摸屏上可以进行动作操作，运行参数设定，工作状态选择以及显示PLC的输入输出点工作状态。图5和图6为触摸屏部分监控画面。
图5 角度定位画面
图6 工步运行画面
4 液压板料折弯机特点 液压板料折弯机适用于大型钢结构件，铁塔、路灯杆、高灯杆、汽车大梁、汽车车货箱等相关行业。基于和利时公司PLC和伺服自动控制系统的液压板料折弯机有以下特点： (1)采用电液伺服全闭环控制系统，折弯精度、重复定位精度达到很高的水准。 (2)直接进行角度编程，具有角度补偿功能。 (3)每步程序可设定板料折弯位置（后档料X，相当于伺服的绝对位置）、凸模具下压位置（Y值，相当于凸模具下降的距离）、折弯次数、保压时间4个参数。 (4)具有多工步编程功能，可实现多自动运行，每一步执行完后，触摸屏都要自动把下一步参数输入PLC和伺服，实现多工步零件一次性加工，提高生产效率。 该系统已投入生产使用，运行稳定可靠，控制精度高，维护使用方便，受到用户青睐。5 结语 设备采用性价比极高的和利时PLC提供了整体解决方案，替代了原来的单片机控制系统，避免了干扰和不稳定因素的影响，保证设备运行达到好的控制效果。设备对角度调整和挡料定位精度要求较高，采用伺服电机进行角度调整和挡料自动定位控制，走位准确，能够满足复杂工艺的要求。
