本系統為汽車方向盤模架生產控制系統，改造前的系統采用繼電器控制，不僅系統生產效率低，而且抗干擾能力低，故障率很高。為了提高生產效率，滿足汽車零部件日益增長的需要，對汽車方向盤模架的控制系統進行plc改造。 系統硬件組成 汽車方向盤生產設備主要由模具、模架、高壓發泡機系統組成。模具分上模、下模兩套;模架用以夾持上、下模，并完成方向盤生產所必須的所有動作;高壓發泡機系統用以完成iso（異氰酸脂）和pol（聚醚多元醇）兩種化工原料高壓混合在方向盤骨架上形成一層自結皮泡沫。 汽車方向盤模架生產的工藝過程如圖1所示: [align=center] 圖1 汽車方向盤模架生產工藝過程[/align] 首先準備好做方向盤的原材料方向盤骨架和聚氨酯，先開下模、開上模再在模腔里噴脫模劑，再放預先準備好的方向盤原始骨架，接著合上上下模，再把高壓發泡里的發泡料澆注到合上的上下模空間里，在特定的環境里熟化一段時間達到預期效果再開上下模架，利用模架里的頂針頂出制品。由于在模架里還是有些毛邊，出來的制品在經過一定的修邊準形既可入庫。 方向盤控制系統計成一個控制柜控制2臺液壓模架，共有34個輸入，18個輸出。輸入信號有上、下模平臺開合到位行程開關、上模平臺安全銷插入、退出行程開關、制品頂出接近開關信號、開合模按鈕、自動、手動、換模工作方式選擇開關等，輸出信號有控制有無油壓的電磁溢流閥、上、下模平臺開合模電磁閥、制品頂出電磁閥、安全鎖銷電磁閥、定時器、聲光報警器、信號燈等。根據生產工藝和機械控制要求，確定選用西門子s7-200系列plc :cpu226（24i/16o）及其擴展模塊em223（16i/16o），輸入輸出均留有擴展余地，同時將來plc外部輸出觸點損壞，僅修改一下程序即可，無需拆卸plc。 此系統控制中的電磁閥是有一號模架與二號模架控制。一號模架為主模塊有s7-200系列plc-cpu226（24i/16o）控制一號電磁閥, 其輸入輸出端子功能如表1所示。二號模架為擴展模塊有s7-200系列plc-em223（16i/16o）控制二號電磁閥,其輸入輸出端子功能如表2所示。 [align=center] 表1 cpu226各輸入與輸出端子功能表 表2 em223各輸入與輸出端子功能表 圖2 方向盤模架程序流程圖[/align] 安全問題是至關重要的，機械上除安裝平衡閥以使上下模平臺任意位置均可停住，上模打開后安全鎖銷插入，防止上模落下外，電氣硬件設計中采取以下措施: 合模設置雙手按鈕，防止操作工合模過程中發現骨架沒放好等原因將手伸進模腔造成事故; 自動方式開模時不設置成點動方式，即設計成按開模按鈕直到下模開到位后方可松手，防止點動開模鈕后，工人即離開操作臺到模架附近上模打開時的易傷人事故; 檢測“制品”是否“頂出”的接近開關，用于檢測油缸活塞桿位置，安裝位置有油污，并且若信號有誤，頂出器沒有回位情況下合模，將導致頂出器將上模頂壞，造成設備事故。 軟件設計 根據工藝要求，程序有三種工作模式:自動方式、手動方式、換模方式。自動方式用于正常生產，以提高工作效率;手動方式主要用于測試模架所有動作是否可靠，以及微調整用;換模方式主要用于更換模具使用。1、2號模架程序相同。 由于一個控制柜控制2臺液壓模架，兩臺模架生產過程相同，其中一個模架的程序流程如圖2所示。 在程序設計中，由于方向盤生產工藝要求發泡料注入模腔后的初始10s鎖模力要足夠大，上、下模具間要求間隙要很小，否則制品飛邊較大，浪費原料，也可能產生其它因泡沫結構不好而導致次品。由于機械上不論平衡閥、油缸多好，其密封均可能磨損而導致泄漏，可將程序中控制下模關閉的電磁閥q1.1在關閉到位后延時5s再斷電，持續給油缸供高壓油，補償泄漏損失，有效地解決了問題，大大提高產品的合格率。 部分程序設計 圖3為系統工作方式的梯形圖，其中合摸設置為雙手按鈕是為了防止操作工在合模過程中發現骨架沒放好等原因將手伸進摸腔造成事故。接通延時計時器ton設定時間t=50×100ms=5s，主要用以關下模的電磁閥到位后延時5s再斷電，持續油缸供高壓，補償泄露損失，有效解決難題，大大提高了產品合格率。圖4為液壓液壓單元控制閥及控制聚合指示。泡沫聚合為此模架系統最后道時序，聚合時要有聚合定時，當達到聚合理想值時，既聚合完畢，控制面板上聚合合完畢指示燈亮，程序完畢。圖5為系統自動運行方式的梯形圖，由于頂針頂出是選用的是自動模式頂針頂出，主電路i/o配置中的sb4鍵模架臺上按下頂針頂出鍵，程序中還設計了換模方式下關上模與開下模的操作。圖6為模架解鎖/加鎖控制的梯形圖，上模解鎖和上模加鎖就是在上模已加鎖限位上加一個延，來使發泡料有一定的時間聚合，ton接通延時為1s，還有檢測制品是否頂出的接近開關，用于檢測油缸活塞桿位置，安裝位置有油污，并且若信號有誤，頂出器沒有回位情況下合模，將導致頂出器將上模頂壞，造成設備事故。 結語 該系統經過改造后，不僅提高了生產效率和抗干擾性能，降低了廢品率，而且系統具有友好的中文界面，能對參數進行設置和修改，對故障能進行很好的監測及顯示。