在地板的注塑生产线中，为了提高生产效率，降低工人的劳动强度，要求将生产线中的人工手动上下料更换成自动上下料的全自动生产线。该自动上下料的控制装置就是基于以上条件设计的，根据实际生产线的要求，该装置包括上料，运输，下料三个工序。
1.上下料装置结构和工作流程
该地板注塑生产线的上下料装置的结构示意简图如图1所示，装置的主要组成部分为：电机及减速装置，同步输送带，双向气缸，真空发生器，吸盘。在双向气缸的两端都安装磁性感应开关，用于判断气缸运动是否到位。吸盘用于抓取地板，吸盘内腔的负压（真空）是靠真空发生器产生的。
工作流程为： 接受注塑机注塑 结束信号 取成品地板 运输到卸料线下料 到上料线 取地板 运输到注塑机上料 给注塑启动信号
图1 上下料装置结构示意简图
1-电机和减速装置 2-同步带 3-双向气缸 4-真空发生器 5-吸盘
2.电气控制系统设计
由于注塑模具设计成梯形口，将毛坯地板放入注塑模具时，放置地板的定位误差可为±2mm， 一块地板的注塑时间为50分钟，因此上下料装置完成一系列动作的时间要小于50分钟，因此地板在运输途中，除了快速运行外，在接近模具时，为了更准确地将地板放入模具中需减速直至停止。对于要求变速的装置多采用双速电动机驱动，但其调速范围窄，变速时有级差，运行稳定性不好，且运行效率低。变频器能对三相异步电动机实现平滑的无极调速，改善运输的平稳性和提高生产效率。由于此装置中有一系列的吸放提降电机正转反转快速和慢速动作，动作繁琐，为了提高整个生产线的自动化，上下料的控制还需与注塑机互相通讯，因此采用PLC和变频器相结合来控制此上下料装置。
2.1. PLC选型和I/O接口配置
PLC为控制系统的核心部分，来自各到位的光电开关、气缸的磁感应开关、手动时各按钮信号、注塑机结束信号通过输入接口进入PLC内部，PLC进行逻辑编程处理，经过输出单元分别向变频器发出正反向的变速和停止信号控制输送带的正反向和快慢速、气缸的上下运动、吸盘的吸气和放气和注塑机开始信号。
PLC的选型：根据控制要求分析，PLC的输入信号有：注塑结束信号1个，变频器故障1个，自动/手动切换1个，手动按钮信号5个，到位信号8个，共16个开关量输入信号；输出信号有：电磁阀的控制信号3个，电机的正反转2个，快慢速2个，注塑机启动1个，共8个开关量输出信号，选用可控制功能强，可靠性高，输入点多的三菱可编程控制器：FX1N-40MR，24点直流输入，16点继电器输出，并向外提供24V直流电源，完全能满足控制要求。 PLC与注塑机的通讯输入输出通过中间继电器来实现隔离，继电器KA1用来接收注塑结束上下料装置启动信号，KA6用来输出上料结束注塑机启动的信号。PLC的I/O地址分配表如表1所示
表1 PLC的I/O地址分配表
名称用途 设备符号 I地址 名称用途 设备符号 O地址
手动/自动 SA1 X0 吸气 1V1 Y0
电机正转按钮 SB1 X1 气缸上升 2V1 Y1
电机反转按钮 SB2 X2 气缸下降 2V2 Y2
吸真空按钮 SB3 X3 电机正转 KA2 Y3
气缸上升按钮 SB4 X4 电机反转 KA3 Y4
气缸下降按钮 SB5 X5 电机速度 KA4 Y5
到模具位置开关 PHB1 X6 电机速度 KA5 Y6
到卸料位置开关 PHB2 X7 注塑启动 KA6 Y7
到上料位置开关 PHB3 X10
上升到位开关 PHB4 X11
下降到位开关 PHB5 X12
模具位置减速开关 PHB6 X14
上料位置减速开关 PHB7 X15
真空压力传感器 SP1 X16
注塑机结束信号 KA1 X17 变频器故障 KA7 X20
2.2 变频器控制和参数设置
本装置选择的变频器型号为：台达VFD015F-43，由图表1可知， KA2， KA3，KA4， KA5为PLC 的输出点接入的继电器，其各自的触点接入变频器，KA2，KA3控制电机的转向，KA4，KA5通过变频器控制电机的速度，由于篇幅问题，这里只介绍变频器与PLC控制输出速度和方向的连线。由变频器的多功能端子M0.M1.M3，M4，M5的控制图2所示，由M3.M4.M5组成的组合能控制7段速度，而本装置共有三段速度可控，按照图解，PLC控制M3.M4即可。因此PLC与变频器的主要接口接线示意图如图3所示。
当变频器硬件线路连接后，还需对变频器与此装置有关的参数进行合理正确的设置。参数设置关系要电机能否正常运行和整个装置性能的好坏，电机的运行速度是否能满足生产的需求。特别是放置地板的定位误差为±2mm，在设置P02时，不能设置其电机的停车方式为自由运转方式停车，需设置成减速刹车方式，且需设置减速时间参数P11.在设置减速频率时要注意既要满足生产的要求，又要避免造成电机因运转频率过低可能产生过热现象。因此，要仔细参照所选变频器的说明书和现场的调试情况来仔细设定。表2列举与本装置有关的几个重要参数的设置。这些参数经过一段时间的试运转，能满足生产需求。
