圆盘锯石机的控制系统及控制方法技术方案

一种圆盘锯石机控制系统及控制方法，包括动力装置、电气控制装置、检测装置与人机交互四部分；具有手动与自动控制方式，根据首刀加工深度、石材尺寸、圆盘锯的半径、圆盘锯初始位置圆心到台车的距离，可以确定首刀圆盘锯位置，这样保证了首刀加工的精确性。本系统的左右行走机构可以通过行程计数功能实现左右行走切换的，这样可以按照石材实际宽度进行加工，避免了传统方法通过限位开关切换带来的空转时间过程问题；系统实现了加工深度与加工速度最优匹配，保证了主电机的最佳运行效率，提高系统工作效率，系统达到节能目的，另外，保证了系统的安全与可靠。

【技术实现步骤摘要】
圆盘锯石机的控制系统及控制方法
本专利技术涉及圆盘锯石机控制系统及控制方法，具体地说，利用PLC与文本显示器实现锯石机自动控制。
技术介绍
锯石机是加工大理石、花岗石的主要设备。锯石机控制器传统方法是通过操作指令电气开关，控制相应的接触器、变频器来实现的，其最大特点是单人单机，即每台锯石机需要一名操作工，对于竞争激烈的石材加工行业是不利的。因此，面临加工企业的现实问题是提高加工的自动化程度。锯石机的早期自动控制，是由左右行走机构碰撞两侧的行程开关来对换向和落刀进行控制，其缺点是速度慢、效率低。后来，出现了通过电流信号来判断圆盘电动机是否空载来决定行走电机换向运动的锯石机控制器，这样减少了空转距离，在一定程度上提高了加工效率。目前出现了一种靠电流来模仿操作工人的操作流程的锯石机控制器，根据电流变化自动完成落刀和换向控制锯石机，切完一页时自动升刀，进一步提高了加工效率及自动化程度，然而还需要操作工参与定尺及头两刀的操作。市场上也有少量的自动定尺控制器，但价格昂贵，使用效果不佳，易受粉尘、石材变形等因素的影响，导致该控制器维修量大、控制精度不稳定。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的锯石机控制器自动化程度不高问题，提供一种圆盘锯石机的控制系统及控制方法，以提高控制系统的可靠性、适应性、生产效率及产品质量。圆盘锯石机控制系统由动力装置、电气控制装置、检测装置与人机交互四部分构成；动力装置包括主电机、左右行走电动机、升降电动机、台车电动机、水泵；电气控制装置包括与主电机连接的星－角启动装置，与左右行走电动机连接的变频器，分别与升降电动机、台车电动机和水泵连接的三个交流接触器，分别与星－角启动装置、变频器、三个交流接触器相连的PLC；检测装置包括与PLC连接的限位开关和分别连接在左右行走电动机、升降电动机、台车电动机、水泵和PLC之间的光电开关；人机交互包括与PLC连接的文本显示器和操作按钮；主电动机负责驱动刀盘旋转，左右行走电动机负责驱动刀盘左右运动，实现水平方向切割；升降电动机驱动刀盘上下运动，实现切割量的进给；台车电动机驱动石料前后运动，实现自动定尺，换页切割；水泵电动机负责刀盘淋水，实现切割时冷却降温；圆盘锯石机动力装置的主电路由三相四线制供电，其中三根火线L1、L2、L3通过断路器QF1给主电机和断路器QF2供电，其中给主电机供电支路连接主接触器KM5入线，主接触器KM5的出线连接热继电器FR1的入线，热继电器FR1的出线连接主电机三相绕组的首端U1、V1、W1与三角型接触器KM7的首端，三角型接触器KM7的出端连接主电机三相绕组的末端W2、U2、V2与星型接触器KM6的首端，星型接触器KM6的出端短接；给断路器QF2供电的支路又分别给升降电动机、台车电动机及水泵电动机供电，具体为相应的供电支路连接熔断器FU1、FU2和FU3的入线，其中熔断器FU1的出线连接上升接触器KM3的入端与下降接触器KM4的入端，上升接触器KM3的出端连接升降电动机绕组首端U、V、W，下降接触器KM4的出端连接升降电动机绕组首端V、U、W；熔断器FU2的出线连接前行接触器KM1的入端与后行接触器KM2的入端，前行接触器KM1的出端连接工作台电动机绕组首端U、V、W，后行接触器KM2的出端连接工作台电动机绕组首端V、U、W；熔断器FU3的出线连接水泵接触器KM8的入端，水泵接触器KM8的出端连接水泵电动机绕组首端U、V、W；其中火线L1与零线N将给控制回路即线号1、0供电；控制回路由220V交流供电，1、0号线连接断路器QF3的入端，断路器QF3的输出端连接电源指示灯HL，电源指示灯HL的入端连接急停按钮的入端，急停按钮的出端连接热继电器FR2的入端，热继电器FR2的出端连接PLC的L端，电源指示灯HL的出端连接PLC的N端；PLC的24V端子分别连接升降计数器、左右计数器与前后计数器的“+”端，升降计数器、左右计数器与前后计数器的输出端连接PLC的输入端X0、X1和X3，升降计数器、左右计数器与前后计数器的“-”端依次连接上升按钮、下降按钮、左行按钮、右行按钮、前行按钮、右行按钮、上限位开关、下限位开关、左限位开关、右限位开关、前限位开关、后限位开关、自动启动开关、手动/自动选择开关、主电机启动按钮、主电机停止按钮的入端，主电机停止按钮的入端还连接PLC的COM端，上升按钮、下降按钮、左行按钮、右行按钮、前行按钮、右行按钮、上限位开关、下限位开关、左限位开关、右限位开关、前限位开关、后限位开关、自动启动开关、手动/自动选择开关、主电机启动按钮、主电机停止按钮的出端分别连接PLC的输入端X3、输入端X4、输入端X5、输入端X6、输入端X7、输入端X10、输入端X11、输入端X12、输入端X13输入端X14、输入端X15、输入端X16、输入端X17、输入端X20及输入端X21、输入端X22、输入端X23；PLC的公共端子COM0、COM1、COM2并联并连接变频器的公共端子COM；PLC的输出端子Y0连接左限位开关的常闭触点的入端，左限位开关的常闭触点的出端连接变频器的端子FWD；PLC的输出端子Y1连接右限位开关的常闭触点的入端，右限位开关的常闭触点的出端连接变频器的反转端子REV，PLC的输出端子Y2连接变频器的多段速端子MI1；PLC的输出端子Y3连接变频器的多段速端子MI2；变频器的输出端子U、V、W分别接左右行走电机M的定子绕组的入端；变频器的火线端子L、零线端子N分别连接PLC的火线端子L、零线端子N；PLC的公共端子COM3、COM4、COM5并联并连接到变频器的零线端子N，PLC的输出端子Y4连接前限位开关常闭触点的入端，前限位开关常闭触点的出端连接后行交流接触器KM2的常闭辅助触点的入端，后行交流接触器KM2的常闭辅助触点的出端连接前行交流接触KM1的线圈入端，前行交流接触器KM1的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y5连接后限位开关常闭触点的入端，后限位开关常闭触点的出端连接前行交流接触器KM1的常闭辅助触点的入端，前行交流接触器KM1的常闭辅助触点的出端连接后行交流接触KM2的线圈入端，后行交流接触器KM2的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y6连接上限位开关常闭触点的入端，上限位开关常闭触点的出端连接下行交流接触器KM4的常闭辅助触点的入端，下行交流接触器KM4的常闭辅助触点的出端连接上升交流接触KM3的线圈入端，上升交流接触器KM3的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y7连接下限位开关常闭触点的入端，下限位开关常闭触点的出端连接上升交流接触器KM3的常闭辅助触点的入端，上升交流接触器KM3的常闭辅助触点的出端连接下降交流接触KM4的线圈入端，下降交流接触器KM4的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y10连接主交流接触器KM5的线圈入端，主交流接触器KM5的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y11连接星型交流接触器KM6的线圈入端，星型交流接触器KM6的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y12连接星型交流接触器KM6的常闭触点入端，星型交流接触器KM6的常闭触点出端连接三角交流接触器KM7线圈的入端，三角交流接触器KM本文档来自技高网...

【技术保护点】
圆盘锯石机控制系统，其特征是：包括由动力装置、电气控制装置、检测装置与人机交互四部分构成；动力装置包括主电机、左右行走电动机、升降电动机、台车电动机、水泵；电气控制装置包括与主电机连接的星－角启动装置，与左右行走电动机连接的变频器，分别与升降电动机、台车电动机和水泵连接的三个交流接触器，分别与星－角启动装置、变频器、三个交流接触器相连的PLC；检测装置包括与PLC连接的限位开关和分别连接在左右行走电动机、升降电动机、台车电动机、水泵和PLC之间的光电开关；人机交互包括与PLC连接的文本显示器和操作按钮；主电动机负责驱动刀盘旋转，左右行走电动机负责驱动刀盘左右运动，实现水平方向切割；升降电动机驱动刀盘上下运动，实现切割量的进给；台车电动机驱动石料前后运动，实现自动定尺，换页切割；水泵电动机负责刀盘淋水，实现切割时冷却降温；圆盘锯石机动力装置的主电路由三相四线制供电，其中三根火线L1、L2、L3通过断路器QF1给主电机和断路器QF2供电，其中给主电机供电支路连接主接触器KM5入线，主接触器KM5的出线连接热继电器FR1的入线，热继电器FR1的出线连接主电机三相绕组的首端U1、V1、W1与三角型接触器KM7的首端，三角型接触器KM7的出端连接主电机三相绕组的末端W2、U2、V2与星型接触器KM6的首端，星型接触器KM6的出端短接；给断路器QF2供电的支路又分别给升降电动机、台车电动机及水泵电动机供电，具体为相应的供电支路连接熔断器FU1、FU2和FU3的入线，其中熔断器FU1的出线连接上升接触器KM3的入端与下降接触器KM4的入端，上升接触器KM3的出端连接升降电动机绕组首端U、V、W，下降接触器KM4的出端连接升降电动机绕组首端V、U、W；熔断器FU2的出线连接前行接触器KM1的入端与后行接触器KM2的入端，前行接触器KM1的出端连接工作台电动机绕组首端U、V、W，后行接触器KM2的出端连接工作台电动机绕组首端V、U、W；熔断器FU3的出线连接水泵接触器KM8的入端，水泵接触器KM8的出端连接水泵电动机绕组首端U、V、W；其中火线L1与零线N将给控制回路即线号1、0供电；控制回路由220V交流供电，1、0号线连接断路器QF3的入端，断路器QF3的输出端连接电源指示灯HL，电源指示灯HL的入端连接急停按钮的入端，急停按钮的出端连接热继电器FR2的入端，热继电器FR2的出端连接PLC的L端，电源指示灯HL的出端连接PLC的N端；PLC的24V端子分别连接升降计数器、左右计数器与前后计数器的“+”端，升降计数器、左右计数器与前后计数器的输出端连接PLC的输入端X0、X1和X3，升降计数器、左右计数器与前后计数器的“‑”端依次连接上升按钮、下降按钮、左行按钮、右行按钮、前行按钮、右行按钮、上限位开关、下限位开关、左限位开关、右限位开关、前限位开关、后限位开关、自动启动开关、手动/自动选择开关、主电机启动按钮、主电机停止按钮的入端，主电机停止按钮的入端还连接PLC的COM端，上升按钮、下降按钮、左行按钮、右行按钮、前行按钮、右行按钮、上限位开关、下限位开关、左限位开关、右限位开关、前限位开关、后限位开关、自动启动开关、手动/自动选择开关、主电机启动按钮、主电机停止按钮的出端分别连接PLC的输入端X3、输入端X4、输入端X5、输入端X6、输入端X7、输入端X10、输入端X11、输入端X12、输入端X13输入端X14、输入端X15、输入端X16、输入端X17、输入端X20及输入端X21、输入端X22、输入端X23；PLC的公共端子COM0、COM1、COM2并联并连接变频器的公共端子COM；PLC的输出端子Y0连接左限位开关的常闭触点的入端，左限位开关的常闭触点的出端连接变频器的端子FWD；PLC的输出端子Y1连接右限位开关的常闭触点的入端，右限位开关的常闭触点的出端连接变频器的反转端子REV，PLC的输出端子Y2连接变频器的多段速端子MI1；PLC的输出端子Y3连接变频器的多段速端子MI2；变频器的输出端子U、V、W分别接左右行走电机M的定子绕组的入端；变频器的火线端子L、零线端子N分别连接PLC的火线端子L、零线端子N；PLC的公共端子COM3、COM4、COM5并联并连接到变频器的零线端子N，PLC的输出端子Y4连接前限位开关常闭触点的入端，前限位开关常闭触点的出端连接后行交流接触器KM2的常闭辅助触点的入端，后行交流接触器KM2的常闭辅助触点的出端连接前行交流接触KM1的线圈入端，前行交流接触器KM1的线圈出端连接变频器的火线端子L；PLC的输出端子Y5连接后限位开关常闭触点的入端，后限位开关常闭触点的出端连接前行交流接触器KM1的常闭辅助触点的入端，前行交流接触器KM1的常闭辅助触点的出端连接后行交流接触KM2的线圈入端，后行交流接触...

【技术特征摘要】
1.圆盘锯石机控制系统，其特征是：由动力装置、电气控制装置、检测装置与人机交互四部分构成；动力装置包括主电机、左右行走电动机、升降电动机、台车电动机、水泵；电气控制装置包括与主电机连接的星－角启动装置，与左右行走电动机连接的变频器，分别与升降电动机、台车电动机和水泵连接的三个交流接触器，分别与星－角启动装置、变频器、三个交流接触器相连的PLC；检测装置包括与PLC连接的限位开关和分别连接在左右行走电动机、升降电动机、台车电动机、水泵和PLC之间的光电开关；人机交互包括与PLC连接的文本显示器和操作按钮；主电动机负责驱动刀盘旋转，左右行走电动机负责驱动刀盘左右运动，实现水平方向切割；升降电动机驱动刀盘上下运动，实现切割量的进给；台车电动机驱动石料前后运动，实现自动定尺，换页切割；水泵电动机负责刀盘淋水，实现切割时冷却降温；圆盘锯石机动力装置的主电路由三相四线制供电，其中三根火线L1、L2、L3通过断路器QF1给主电机和断路器QF2供电，其中给主电机供电支路连接主接触器KM5入线，主接触器KM5的出线连接热继电器FR1的入线，热继电器FR1的出线连接主电机三相绕组的首端U1、V1、W1与三角型接触器KM7的首端，三角型接触器KM7的出端连接主电机三相绕组的末端W2、U2、V2与星型接触器KM6的首端，星型接触器KM6的出端短接；给断路器QF2供电的支路又分别给升降电动机、台车电动机及水泵电动机供电，具体为相应的供电支路连接熔断器FU1、FU2和FU3的入线，其中熔断器FU1的出线连接上升接触器KM3的入端与下降接触器KM4的入端，上升接触器KM3的出端连接升降电动机绕组首端U、V、W，下降接触器KM4的出端连接升降电动机绕组首端V、U、W；熔断器FU2的出线连接前行接触器KM1的入端与后行接触器KM2的入端，前行接触器KM1的出端连接工作台电动机绕组首端U、V、W，后行接触器KM2的出端连接工作台电动机绕组首端V、U、W；熔断器FU3的出线连接水泵接触器KM8的入端，水泵接触器KM8的出端连接水泵电动机绕组首端U、V、W；其中火线L1与零线N将给控制回路即线号1、0供电；控制回路由220V交流供电，1、0号线连接断路器QF3的入端，断路器QF3的输出端连接电源指示灯HL，电源指示灯HL的入端连接急停按钮的入端，急停按钮的出端连接热继电器FR2的入端，热继电器FR2的出端连接PLC的L端，电源指示灯HL的出端连接PLC的N端；PLC的24V端子分别连接升降计数器、左右计数器与前后计数器的“+”端，升降计数器、左右计数器与前后计数器的输出端连接PLC的输入端X0、X1和X3，升降计数器、左右计数器与前后计数器的“-”端依次连接上升按钮、下降按钮、左行按钮、右行按钮、前行按钮、右行按钮、上限位开关、下限位开关、左限位开关、右限位开关、前限位开关、后限位开关、自动启动开关、手动/自动选择开关、主电机启动按钮、主电机停止按钮的入端，主电机停止按钮的入端还连接PLC的COM端，上升按钮、下降按钮、左行按钮、右行按钮、前行按钮、右行按钮、上限位开关、下限位开关、左限位开关、右限位开关、前限位开关、后限位开关、自动启动开关、手动/自动选择开关、主电机启动按钮、主电机停止按钮的出端分别连接PLC的输入端X3、输入端X4、输入端X5、输入端X6、输入端X7、输入端X10、输入端X11、输入端X12、输入端X13输入端X14、输入端X15、输入端X16、输入端X17、输入端X20及输入端X21、输入端X22、输入端X23；PLC的公共端子COM0、COM1、COM2并联并连接变频器的公共端子COM；PLC的输出端子Y0连接左限位开关的常闭触点的入端，左限位开关的常闭触点的出端连接变频器的端子FWD；PLC的输出端子Y1连接右限位开关的常闭触点的入端，右限位开关的常闭触点的出端连接变频器的反转端子REV，PLC的输出端子Y2连接变频器的多段速端子MI1；PLC的输出端子Y3连接变频器的多段速端子MI2；变频器的输出端子U、V、W分别接左右行走电机M的定子绕组的入端；变频器的火线端子L、零线端子N分别连接PLC的火线端子L、零线端子N；PLC的公共端子COM3、COM4、COM5并联并连接到变频器的零线端子N，PLC的输出端子Y4连接前限位开关常闭触点的入端，前限位开关常闭触点的出端连接后行交流接触器KM2的常闭辅助触点的入端，后行交流接触器KM2的常闭辅助触点的出端连接前行...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫庆辉，申庆欢，周琪，王兆峰，丁硕，尹作友，
申请(专利权)人：渤海大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21