一、概述

鋸石機(jī)是石材行業(yè)主要的加工設(shè)備之一，主要是將原石切割成各種規(guī)格板材，一般由推進(jìn)、水冷、切割等部分組成，其中電氣傳動(dòng)部份主要由推進(jìn)電機(jī)和切石電機(jī)及輸送電機(jī)實(shí)現(xiàn)。隨著控制技術(shù)的成熟發(fā)展，PLC、伺服與變頻器已經(jīng)廣泛用于石材機(jī)械設(shè)備。

某客戶鋸石控制系統(tǒng)項(xiàng)目主要采用英威騰公司IVC1系列PLC、VT系列HMI、GD300變頻器與SV-DB100伺服（見圖1）等工控產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)。該產(chǎn)品無(wú)論從控制算法的先進(jìn)性、可實(shí)現(xiàn)性，還是從硬件平臺(tái)的簡(jiǎn)易性、穩(wěn)定性和實(shí)用性都具有明顯的優(yōu)越性。

二、系統(tǒng)控制組成及工藝要求

2.1鋸石機(jī)的主要電氣構(gòu)成

鋸石機(jī)主要由推進(jìn)電機(jī)與鋸石電機(jī)及輸送電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部分，如圖1所示。

圖1

鋸刀由兩臺(tái)變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鋸片速度通過HMI調(diào)節(jié)變頻器速度達(dá)到調(diào)速目的，推進(jìn)電機(jī)通過HMI調(diào)節(jié)推進(jìn)速度，同時(shí)PLC對(duì)原石位置進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，確保原石處于安全位置，利用GD300變頻器低頻大轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，對(duì)鋸刀實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)地啟動(dòng)與停止，工藝示意圖如圖2所示。

圖2

2.2 生產(chǎn)工藝

鋸石機(jī)有大、小機(jī)之分。對(duì)于不同大、小的原石，可選擇不同規(guī)格的鋸石機(jī)械。其工作過程如下：

(1) 推進(jìn)：伺服電機(jī)負(fù)責(zé)原石平穩(wěn)、低速的送料。

(2) 鋸石：鋸石環(huán)節(jié)是鋸石機(jī)最為重要的環(huán)節(jié)。越硬的石材，對(duì)鋸片電機(jī)的力矩和鋸片的強(qiáng)度要求越大，一把鋸刀由兩臺(tái)變頻器同步驅(qū)動(dòng)。

三、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

鋸石機(jī)系統(tǒng)采用先進(jìn)的英威騰HMI+PLC+變頻器+伺服控制方式。PLC選用IVC1系列40點(diǎn)PLC，其實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、體積小且堅(jiān)固耐用?？稍O(shè)定控制參數(shù)，處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算、存儲(chǔ)及查詢等功能，PLC內(nèi)運(yùn)行設(shè)定的邏輯控制程序。

PLC主模塊CPU自帶2 個(gè)異步串行通訊端口，其中COM口主要用于與HMI通訊，COM1 口提供了RS232 和RS485 電平，可與伺服、其它工控設(shè)備之間通訊和控制，內(nèi)置通用的Modbus 協(xié)議，組成1:N網(wǎng)絡(luò)。PLC與SV-DB100通信采用的是485口，modbus通信協(xié)議，PLC通過通訊監(jiān)控伺服的運(yùn)行情況。變頻器的頻率給定由本系統(tǒng)的模擬量輸出模塊提供。

系統(tǒng)其余部分例如原石的夾緊、水泵噴水、油泵泵油、運(yùn)行指示燈、報(bào)警、啟動(dòng)停止、伺服的控制、變頻器控制與緊急停車等邏輯控制功能，可根據(jù)生產(chǎn)工藝編寫出合適的PLC控制程序。電氣原理圖如下（圖3、圖4）：

圖3

圖4

鋸刀的兩臺(tái)變頻器通過modbus通訊實(shí)現(xiàn)主從同步。PLC里還設(shè)置了相應(yīng)的密碼（PLC可提供3 級(jí)用戶密碼權(quán)限）。保護(hù)用戶程序的私密性。