一、應用簡介                             

我公司是主要以生產、研制、開發建材機械產品為主兼M74系列立軸圓臺平面磨床產品的企業。應客戶及市場需求，我公司采用西門子LOGO！230RC智能邏輯控制器對目前正在生產的自動鋼筋調直切斷機進行電氣技術改造。

鋼筋調直切斷機可用于調直Φ4-Φ14盤圓鋼筋與Φ4-Φ12級螺紋鋼筋，適用于各種建筑工地的鋼筋加工，市場廣大。該機調直速度快，定置靈活，可根據用戶數量、長短等不同要求進行相應設置。該機電氣控制以前一直采用繼電器—接觸器控制，然而由于現場環境惡劣，分立元件多，元器件質量參差不齊等原因，導致切斷機電氣故障頻出，嚴重影響了公司聲譽及客戶效益。2013年中華工控網掀起西門子LOGO！智能邏輯控制器免費體驗熱潮，于是萌生了用西門子LOGO！改造調直切斷機電氣控制系統的想法。

二、應用說明

自動調直切斷機大體由導入裝置、送料裝置、調直裝置、牽引裝置、切斷裝置、傳動裝置、機架、承料架和電控系統組成，結構示意圖如圖1所示。

鋼筋由牽引機構帶動由盤料架進入調直筒進行調直。調直筒內用螺釘固定著五個不在一條軸線上的位置可以調整的調直模。調直筒高速旋轉，穿過調直筒的曲折鋼筋，經反復彎曲變形而被調直，同時也清除了鋼筋表面的銹皮。

鋼筋經過調直后進入切斷機構。切斷機構主要由錘頭和方刀臺組成，錘頭上下運動，方刀臺水平運動，內裝上下切刀，當方刀臺移動至錘頭下面時，上切刀被錘頭砸下與下切刀形成剪刀，鋼筋被切斷。承料架的上部裝有拉桿定尺機構，保證被切鋼筋定尺切斷，承料架下部可承接被切斷的鋼筋。系統運行流程圖如圖2所示。

圖2 自動調直切斷機系統流程圖

無論哪種控制，自動調直切斷機都必需接觸器及必要的保護元件，然而為實現落料延時和計數控制，在以前的傳統解決方案中還需要在控制板上安裝一個中間繼電器、一個時間繼電器和一個計數器，這將導致額外的花費。本次改造關鍵就在于，西門子LOGO！能否集這些元器件的功能？如是，本次改造將在成本、體積以及檔次上的優勢特別是憑借德國老牌西門子產品較同行業極佳的可靠性方面那都是非常可觀的。

三、應用的設計與實現

1.      系統組成

利用西門子LOGO！設計原理圖，主電路原理圖如圖3所示，包含一臺調直電機、一臺切斷電機、一落料電磁鐵以及一運行指示燈和一電源指示燈。本LOGO！控制方案共有8個輸入點，4個輸出點，且輸入輸出量全部為開關量信號，所以選用一塊8入4出的230RC本機模塊。LOGO！控制接線圖如圖4所示，I/O分配表如表1所示。

圖3 主電路圖

圖4 LOGO！控制接線圖

表1 數字量輸入/輸出地址表

2.      利用LOGO！對自動調直切斷機控制方案分析

1)         校直程序：按下SB2按鈕，校直正運行開關I3閉合，Q1置位，接觸器KM1得電自鎖，調直電機正轉；同理需要調直電機反轉時，按下SB3按鈕，校直反運行開關I4閉合，Q2輸出，接觸器KM2得電自鎖。為安全考慮，I3與I4之間，Q1與Q2之間都加有軟件互鎖，并在輸出Q1與Q2上加有硬件互鎖。無論何時當按下急停按鈕SB0時，使輸入I1閉合， Q1與Q2立即停止輸出，調直電機M1停止運行。

圖5 校直程序

2)         切斷程序：按下SB5切斷啟按鈕，輸入I6閉合，Q3置位，接觸器KM3得電自鎖，切斷電機啟動運行。按下SB4切斷停止按鈕，輸入I5閉合，Q3復位，接觸器KM3失電斷開，切斷電機停止運行。無論何時當按下急停按鈕SB0時，使輸入I1閉合， Q3立即復位，切斷電機M2停止運行。

圖6 切斷程序

3)         落料程序： Q4輸出驅動接觸器KM4控制落料電磁鐵的動作，實現受料架翻轉落料。在切斷電機M2運行的情況下，Q4的置位端是由計數觸發標志位M2觸發的。計數到標志位M3、急停I1或落料延時時間到標志位M1(落料動作需預留一定的時間，一般設置在3～4秒)都可使Q4復位。

圖7 落料程序

4)         計數程序：計數觸發標志位M2由接在輸入端I7的接近開關SQ1觸發。在切斷電機M2運行前，需對調直的鋼筋的尺寸和數目進行一個預置，切成預置尺寸的鋼筋達到預置數目時，觸發標志位M3，進而使系統全線停車。

圖8 計數程序

3.      系統離線仿真與在線測試

圖9 離線仿真

圖10 在線測試

四、應用體會

此次體驗雖然與西門子LOGO！還只是短暫的親密接觸，但已讓我感到它神奇之處了。它體積小巧，但功能齊全。它集成了8種基本功能和30多種特殊功能，進而可以替代從時間繼電器一直到接觸器數以百計的開關設備，另外它還集成有可用來編程和顯示用的顯示器。這些不但為我們縮短了開發設計時間，省去了大量的電柜空間，更省去了各種繼電器、計數器，以至于各種信號指示燈、文本顯示器等的成本費用。本例用西門子LOGO！本體實現鋼筋切斷計數設置與顯示如圖11所示。不僅如此，LOGO! 還有很強的可靠性，有很好的抗振性和很強的電磁兼容性（EMC），完全符合工業標準，能夠應用于各種氣候條件。所有這些都有效地提高了產品的檔次，提升了產品市場競爭力。

圖11  西門子LOGO！計數顯示設置及現場示例

綜上所述，我們坦言，應用在目前各個領域，西門子LOGO!在繼電器與PLC之間是一個功能強大且價格實惠的最佳解決方案。自動調直切斷機自改造投入使用至今已有兩月余，運行情況穩定良好，屢屢受到用戶以及同仁們的廣泛好評。

參考文獻

[1] 張子義.LOGO！控制實訓教程

[2] 西門子LOGO！手冊.參考文獻正文用宋體9號字體

作者簡介

劉向東（1969-），男，遼寧省朝陽市，大學專科，工程師，朝陽重型機器有限公司