1 引 言

　　在建筑業(yè)、高速鐵路、公路、機場、水利電力、市政建設(shè)等領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的作業(yè)方法是整齊地將矯直裁剪好的鋼筋一根根地縱橫排列好，用鐵絲把它們扎成網(wǎng)格，然后，再把一個個的交叉點焊接起來，這種作業(yè)方法的勞動強度大，生產(chǎn)效率低，而且耗費大量的鋼材。

　　鋼筋焊接網(wǎng)是十九世紀中葉歐洲首創(chuàng)的一種在工廠中焊接形成的網(wǎng)狀鋼筋制品，鋼筋焊接網(wǎng)是利用先進的微機編程控制技術(shù)、檢測技術(shù)和氣動技術(shù)，將普通低碳冷拔鋼筋、冷軋帶肋鋼筋在縱橫筋的交叉點處用電阻熔接法焊接而成;它是一種新型、高效、節(jié)能、強化混凝土結(jié)構(gòu)的建筑用材，具有提高結(jié)構(gòu)強度，節(jié)省鋼材，節(jié)省勞動力，運輸方便，施工便捷、安全，網(wǎng)格排列尺寸精度高等特點，以專業(yè)化、規(guī)格化生產(chǎn)，綜合性價比高，經(jīng)久耐用，抗松散變形，抗沖擊;增加握裹力，剛性好;受氣候影響較小，使整個施工現(xiàn)場整齊美觀，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑、混凝土路面、機場跑道、隧道、混凝土管、橋面鋪裝、水利、電力壩基、碼頭、倉庫、污水處理池、圍欄等領(lǐng)域。在工程實踐中顯示了其節(jié)省鋼材、簡化施工、縮短工期、提高工程質(zhì)量和經(jīng)濟效益等特點。

　　生產(chǎn)鋼筋焊接網(wǎng)的專用設(shè)備是鋼筋網(wǎng)焊機，我國在消化引進國外設(shè)備的基礎(chǔ)上研發(fā)了國產(chǎn)的鋼筋網(wǎng)焊機，其操作簡單，維護方便，價格低廉(僅相當于引進同類設(shè)備的10%～20%)，得到了較好的應(yīng)用。本文以江蘇省某機械廠的鋼筋網(wǎng)焊機繼電器控制系統(tǒng)改造為例，介紹三菱PLC在其控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　2 系統(tǒng)簡介

　　本焊機由經(jīng)線進料、緯線自動落料機構(gòu)，上、下電極，牽引工作臺，焊接變壓器，液壓系統(tǒng)，送網(wǎng)機構(gòu)，翻網(wǎng)機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)等組成。

　　經(jīng)緯(縱橫)方向鋼筋通過經(jīng)線進料、緯線自動落料機構(gòu)送料;上電極是活動的，下電極被固定在電極座上，當上電極向下壓緊鋼筋而與下電極嚙合時通電即對鋼筋進行焊接;當一張鋼筋網(wǎng)焊接好后，牽引工作臺將網(wǎng)片拉出;焊接變壓器給上下電極提供工作電源;鋼筋網(wǎng)焊機中的上電極升降、工作臺拉網(wǎng)、抬網(wǎng)以及翻網(wǎng)均采用液壓控制系統(tǒng);送網(wǎng)機構(gòu)是將焊好的鋼筋網(wǎng)從工作臺上拖出，送進翻網(wǎng)機構(gòu)中去;翻網(wǎng)機構(gòu)將焊好的鋼筋網(wǎng)堆疊在平板車上;變壓器、上電極塊、導(dǎo)電方棒、下電極銅板等都應(yīng)冷卻，這由水泵統(tǒng)一供水循環(huán)冷卻。

　　3 PLC的應(yīng)用

　　3.1 鋼筋網(wǎng)焊機的工作流程

　　鋼筋網(wǎng)焊機的工作流程如圖1所示。

　　圖1 鋼筋網(wǎng)焊機的工作流程圖

　　用鋼筋網(wǎng)焊機來焊接鋼筋網(wǎng)片的步驟為：先開啟冷卻泵電機，再開啟主、副油泵電機，用步進電機調(diào)整好鋼筋緯線間距;把經(jīng)向鋼筋穿入焊機的進料口，并穿到電機頭至限定位置，把緯向鋼筋加入料架，并倒進落絲槽中。先使橫梁(上電極)空動作一次，鋼筋被拋入定位裝置中，將操作方式選擇開關(guān)撥至連續(xù)位置，按下焊接啟動按鈕，焊網(wǎng)機就開始自動焊接。當焊好一張網(wǎng)片后，由送網(wǎng)機構(gòu)把網(wǎng)片送進疊網(wǎng)托架中，托架翻轉(zhuǎn)，網(wǎng)片疊在平板車上。

　　3.2 鋼筋網(wǎng)焊機PLC控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計

　　(1) PLC的選擇

　　產(chǎn)生輸入控制信號的輸入設(shè)備有：操作方式轉(zhuǎn)換開關(guān);手動時運動的選擇開關(guān);步進電機運動快慢和運動步數(shù)選擇開關(guān);位置檢測元件;冷卻泵電機啟、停按鈕，主、副油泵電機啟、停按鈕，送網(wǎng)電機啟、停按鈕，焊接開始、停止按鈕，步進電機啟/停旋鈕、正/反轉(zhuǎn)旋鈕、移位暫停以及單步控制按鈕等。

　　輸出出設(shè)備有：控制橫梁上/下的電磁閥，控制工作臺進/退的電磁閥，控制抬網(wǎng)小油缸向上運動的電磁閥，控制翻網(wǎng)油缸向下運動的電磁閥，分別控制冷卻泵電機、主油泵電動機、副油泵電動機、送網(wǎng)電動機的接觸器，觸發(fā)可控硅的繼電器等。

　　鋼筋網(wǎng)焊機控制系統(tǒng)共有30多點輸入信號，10多點輸出信號，這里選用三菱F1–60R，其I/O點數(shù)為36/24。

　　(2) 軟件設(shè)計

　　鋼筋網(wǎng)焊機PLC控制系統(tǒng)總程序的流程如圖2所示。

　　圖2 鋼筋網(wǎng)焊機PLC控制系統(tǒng)總程序流程圖

　　根據(jù)操作方式，鋼筋網(wǎng)焊機的PLC控制總程序可分為冷卻泵電機，主、副電動機的啟、停;緯向鋼筋間距的調(diào)整;手動程序和自動程序四大部分。

　　為使油箱、變壓器、導(dǎo)電方棒等得到冷卻，必須首先啟動冷卻泵電動機。

　　緯向鋼筋間距的調(diào)整用步進電動機來實現(xiàn)。在這里，驅(qū)動步進電動機的脈沖由內(nèi)部繼電器M200,M201和M202組成的三相六拍環(huán)形分配器供給(用移位指令來實現(xiàn));用步進電動機正反轉(zhuǎn)控制旋鈕X500(SB9)與輸出點Y030、Y031、Y032配合，實現(xiàn)步進電動機的正反轉(zhuǎn)控制。步進電動機運動的快慢由脈沖的頻率控制，而步進電動機運動的步數(shù)由內(nèi)部計數(shù)器控制。

　　當選擇手動運行方式時，則執(zhí)行手動程序，可進行手動操作，對焊機的每一個動作進行單獨的控制，例如：當將選擇開關(guān)撥向上電極上/下位置時，按下焊接啟動按鈕，則上電極向下運動;按下焊接停止按鈕，則上電極向上運動。

　　當選擇單循環(huán)或連續(xù)運行方式時，均運行自動程序，但單循環(huán)運行方式在自動焊完一根緯向鋼筋后，回到原始位置即停止焊接;而連續(xù)運行方式則在焊完預(yù)先設(shè)定數(shù)量的緯向鋼筋后停止焊接。單循環(huán)運行和連續(xù)運行使用M206可編程存儲單元和RS指令功能來控制自動程序的執(zhí)行過程。若在連續(xù)操作方式時，按下焊接開始按鈕即置位M206，則自動程序連續(xù)循環(huán)預(yù)先設(shè)定的次數(shù)后(即焊完一張鋼筋網(wǎng)后)停止;若在單循環(huán)操作方式時，復(fù)位M206，則自動程序執(zhí)行到焊完一根緯向鋼筋后停止。

　　由于篇幅所限，在此只介紹自動焊接程序流程圖，如圖3所示。

　　圖3 鋼筋網(wǎng)焊機PLC控制系統(tǒng)的自動焊接程序流程圖

　　4 結(jié)束語

　　投入較低的成本，基本不用改動液壓系統(tǒng)，使改造后的整套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，運行穩(wěn)定可靠，控制焊接和操作方便，提升了自動化水平，降低了勞動強度，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。當今世界，科學技術(shù)日新月異，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短。就拿鋼筋網(wǎng)焊機來說，其自動化程度越來越高，操作更直觀、安全，很少的人就能完成大量的工作。今后，它將朝著鋼筋矯直、焊接、定尺切網(wǎng)、翻網(wǎng)、疊網(wǎng)有機結(jié)合成為一體的方向發(fā)展。