Allen-Bradley PLC在铝挤压机控制中的应用.pdf

第 5期 总第 1 6 2期 2 0 1 0年 1 0月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI C AL ENGI NEERI NG AUT0MAT1 0N No．5 Oc t ． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 0 0 5 0 1 3 3 0 2 Al l e n --B r a d l e y P L C在铝挤压机控制 中的应用 张冬 梅 太原重型机械集 团有限公 司 技 术 中心， 山西 太原0 3 0 0 2 4 摘要 主要介绍 了Al l e n B r a d l e y P L C在铝挤压机控制 系统 中的应用， 详细说 明了该 类型 P L C在 自控系统 中 的硬件构成、控制 对象和程序设 计，以及主机 的工 艺流程 ，并且以实例 证明 了Al l e n --B r a d l e y P L C具 有很好 的可靠性及灵活性 ，可 以适应多种 多样的 自动化 系统。 关键 词铝挤 压机 ；P L C；工艺流程 中图分类号 T P 2 7 3 TG3 7 5 ． 2 3 文献标识码 A 0 引言 随 着计 算 机 技 术 的发 展 和 自动 化控 制 水 平 的 提 高 ，挤压 机及辅 助设 备有 了很 大 的进 步 ，工艺 更趋 于 完 善。本 文主要 介 绍太 重 为 山东 兖 矿集 团设 计 的 2 0 MN 铝 挤压机 的 电气 控 制 系 统 ，控 制采 用 Al l e n B r a d l e y 1 7 5 6 一I 6 2系列 PI C。 1主要控 制对象 2 0 MN 卧式 单动 短行 程前 上料 铝挤 压机 采用 卧式 三梁 四柱预应 力组 合框 架结 构 ，短行 程前上 料正 向挤 压方式 ，油泵 直接 驱动 ，配 置机 电液控 制元 件 和系统 以及机械化辅助设备。采用 P I C与计算机两级控制， 使压机的位置、速度 、挤压筒温度和压力得到了精确 的控制。所采用的主要技术集 中体现了当代挤压机的 发展 趋势 和技术 水平 ， 适 宜 生产 制造 、 利 于操作 维护 。 本 系统 由 1个 Al l e n B r a d l e y P I C主 站 和 4个 网 络 以 太 网 E NE T、 控 制 网 C NE T、 设 备 网 D NE T、 P R OF I B US DP网络 构成 。以太网连接 P I C与上位 机联 网通讯 ； D NE T 网络 连接 2个 WAGO 站 ； C NE T 网 络 连 接 4个 C NE T 1 7 9 4一 AC N1 5 从 站 、 3个 C NE T 1 7 3 4 一AC NR 从 站 和 1 个 HMI 从 站 ；DP网 络 连接 一套伺 服系统 。数 字量 输入 模块 直接 同 电气 发 讯元 件 即按钮 、限位 开关 、压 力继 电器 等连 接 。数 字 量输出模块直接控制电磁 阀、继电器、指示灯等。模 拟量输 入模 块直 接 同压力 传感 器 、速度 给定 电位器 等 相连 。模拟量输出模块直接给 比例阀放大器信号。在 RS I o g i x 5 0 0 0中的硬件 组态 如 图 1 所 示 。 2 程 序设计 本 系统采 用 RS L o g i x 5 0 0 0软件组 态 编程 ， 根 据 铝 挤 压 机 的 工 艺 要 求，分 别 编 写 其 相 应 的 例 程 R o u t i n e 。 这里主要以灯闪烁和电机启停控制的例程 为例 介绍 R S L o g i x 5 0 0 0的编程 特点 。 图 1 硬件组态 2 ． 1 闪烁 例 程 A l l e n --B r a d l e y P L C控 制器 时基 固定 为 1 ms 。通 延 时定 时器 T0N 是 最常 用 的定 时 器 。图 2展示 了一 个使 用通 延时 定时器 的周期 为1 s 的闪烁 例程 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 2 2 6 ；修 回 日期 2 0 1 0 0 4 1 8 作者简介 张冬梅 1 9 8 3 一 ， 女 ， 山西太原人 ， 助理工程师， 工学硕 士， 现从事工业 电气 自动化控制工作。 图 2闪 烁 例 程 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 3 4 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 1 0年第 5 期 图 2中两个定 时器 t l O 0 0和 t l O 0 1 预 置 时间均 为 0 ． 5 S ，当 t l 0 0 0到 达 0 ． 5 s 后 ，输 出 t l O 0 0 ． DN 接 通 ， s e c o n d l s开 始 接 通 ，当 t 1 0 0 1到 达 0 ． 5 S 后 ，输 出 t l 0 0 1 ． D N接通 ， 导致 s e c o n d l s 断开， 0 ． 5 s 后 ， 又闭 合。可以通过调用 s e c o n d l s 来控制灯的输出闪烁等 各种情况。 2 ． 2电机 启停 控制 2 0 MN铝挤压机共由 5台主电机和 4台辅助电机 构成 ，这里 主要展示 一台 电机 的启停 例程 ，其他 电机 的启动停止控制以此类推。电机启停例程见图 3 。 图 3电 机启 停 例 程 启动停止由上位机按钮控制，其中 M6 1 4是泵启 动的中间变量，当它得 电时 ， M6 1 5 泵停止命令 没有 得电， 并且在泵站工作的正常情况下， 电机运行继电器 得电 该泵启动， 并且运行继 电器命令 自保 ， 只有在泵 停止命令或泵站工作不正常下断开 ， 泵启动的同时延 时接通定时器开始计时，在1 5 S 内如果泵启动命令发 出而泵 的运行接 触器 的辅 助触 头没有 闭合 ，这就表 明 泵有故障， 马上停机， 如果辅助触头闭合 ， M6 1 6 泵启 动指示灯 灯开始常亮 。 3工艺流 程 3 ． 1 模 具 更换 不参 与 自动 模具更换流程为移动模架出模一快换模前进一 移动模架人模一快换模后退。 3 ． 2 供 锭 工作 供锭流程为；运锭小车运锭到润滑位一 喷火 润 滑一运锭小车运锭到运锭位一推锭装置推锭到设定压 力一推锭装置返回一运锭小车返 回。 3 ． 3主机 工作 主机的工作流程如图 4所示 。在此 ，主要介绍挤 压速度的控制。首先将挤压速度在上位机工艺参数屏 设定 ， 然后将设定好的挤压速度参数送入 P I C系统数 据区，通过程序 自动控制主泵投入数量及变量泵的变 量输出大小 ，实现挤压速度控制。 本 压 机 主泵共 由 3台变量 泵 及 2台定 量泵 组成 ， 通过 变量泵及 定量 泵的组 合实现 全挤压 速度 范围 内速 度的连续可调及无级控制 。其中 3号主泵由变频电机 驱动，当挤压速度设定很低时 ， 可调节变频电机频率 ， 进而改变泵的流量 ，以确保挤压速度的调整精度。 实际挤压速度通过挤压杆位置信号的检测及对该 位置信号实时运算获得，在上位机监视屏上显示。 其他速度可控的液压机构的速度通过对变量主泵 流量 的控制 实现 ，不需现 场设定 。 开始 启动控制泵 顺序启 动主泵 压机初始位 供锭器 供锭 顶料前筒闭合 挤压杆顶料 挤压筒套料 充填挤压 l l供锭器收缩 打开充流阀 I I 供锭器辅臂打开 杆、简回程排气 f I供锭器返回 正常挤压 杆、简后退 模座、模具压紧 主剪下降 剪、打料缸返叵 模座、模具松开 图 4主 机 工 作 流 程 4 结 论 兖矿 2 0 MN铝挤压机用 Al l e n B r a d l e y P I C控 制系统实现了设备的连锁启停、回路调节、报警等一 系列功 能 。 该 系统于 2 0 1 0年 2月进行 了试车联 调 ， 运 行 稳 定 ，完全 满足 工 艺要 求 。实践 证 明 ，以 A l l e n B r a d l e y P I C为核心控制的系统设计合理、 可靠 ， 为生 产提供了强有力的技术保障，深受用户欢迎，具有广 阔的市场 前景 。 参考 文献 [ 1 ] 魏军． 金属挤压机I- M] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 6 ． [ 2 ] F r a n k D P e t r u z e l l a ． P L C教程[ M] ． 侯世英 ， 译． 第 3版． 北京 人民邮电出版社 ， 2 0 0 7 ． 英 文摘要 转第 1 3 7页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 0年第 5 期 机 械 工 程 与 自 动 化 1 3 7 这说 明人员 疏散 的失 败与人 员疏 散 开始 时间延 迟有 很 大关系。因此，高层商业建筑应重点加强值班人员的 巡查工作，安装火灾 自动报警系统，并保证其正常运 行 ，做到发生火灾时及早发现，同时应保证疏散楼梯 间的 防火防 烟功能 和疏 散通 道 的畅通 ， 发挥 疏散 标志 、 应 急广 播 的疏导功 能 ， 对火灾 发 生 的情 况及 早预 知 ， 从 而确保 人员 疏散 的安全 。 3 总结 本文提出了城市高层建筑 防火系统可靠性结构模 型的框架，建立了高层建筑防火系统可靠性框图和各 r。 ⋯ 匝 子系统可靠性框 图，根据城市商业建筑防火系统各部 件重要度的排序 ，从各子系统到总系统分析出提高城 市商业建筑防火系统可靠程度的方法与措施 。 ‘ 但随着建筑物形式的多样化和人们对安全要求的 提高 ，分析各部件触发子系统故障程度的大小性难度 较大 ，同 时 由于对 国家规 范 的理解 和认识 的深 度差异 较大 ，商业高层建筑的防火设计还存在许多亟待解决 的 问题 。所 以结 合必 要 的简化 和假设 ，建 立完 整 的火 灾发展蔓延模型，研究不确定性建筑火灾模 型，就将 成为这一领域未来的发展趋势 。 图 5 人员疏散系统可靠性框 图 参考文献 的思考 [ J ] ． 消防技术与产品信息 ， 2 0 0 0 3 2 3 2 6 ． [ 1 ] 朱霏平， 孙志敞． 基 于 GI S的城 市火 灾扑救调度空 间决 策 E 4 ] Ra ma c h a n d r a n G． S t o c h a s t i c mo d e l s o f f i r e g r o w t h ， S F P E 支持系统 [ J ] ． 中国公共 安全 ， 2 0 0 4 3 1 1 7 - 1 1 9 ．h a n d b o o k o f f i r e p r o t e c t i o n e n g i n e e r i n g ， S e c t i o n 3 [ M] ． E 2 3 王秋衡． 湖南 衡 阳特大建 筑火灾 事故 的剖 析I- J ] ． 建筑 安 Ma s s a c h u s e t t s N a t i o n a l F i r e P r o t e c t i o n A s s o c i a t i o n 全 ， 2 0 0 4 4 3 8 3 9 ． Qu i n c y， 2 0 0 5 ． [ 3 ] 吴启 鸿． 世 纪之交对火 灾形势 和拓展 消防安全 技术领域 De s i g n o f Fi r e Pr o t e c t i o n S y s t e m o f H i g h r i s e Bu i l di n g TU We n j u a n ，WU P e n g 1 ． Yi n g t a nDe t a c h me n t o f J i a ng x i Pr o v i n c e Pu b l i c S e c ur i t yF i r e Co r p s， Yi n g t a n 3 3 5 0 0 0， Ch i n a ； 2 ． Ea s t Ch i n a J i a o t o ngUn i v e r s i t y， Na n c ha n g 3 3 0 0 1 3 ， Ch i na Abs t r a c t Ac c or di ng t o t he a c t ua l s i t ua t i o n o f h i g h r i s e bui l d i n g f i r e a nd t he c u r r e nt n at i on a l f i r e s a f e t y d e s i gn s p e c i f i c a t i o n，t h i s pa p e r e s t a bl i s h e d t he s c he ma t i c di a gr a m a nd r e l i a bi l i t y b l o c k d i a g r a m o f a hi gh r i s e b ui l di ng f i r e pr ot e c t i on s y s t e m ． Thi s wor k pr o vi de s a ne w a ppr oa c h f o r t he hi gh r i s e bu i l di ng f i r e s a f e t y d e s i gn，ma ke s t he a r c hi t e c t ur a l d e s i gn mor e r e a s ona b l e a n d s c i en t i f i c， e c ono mi c． The me a s u r e s i n c r e a s i ng t he r el i a b i l i t y o f f i r e p r o t e c t i o n s y s t e m a r e ma de t o a r r i v e at t he t a r ge t o f pr e ve n t i ng f i r e， r e duc i n g l os e of pr op e r t y a nd l i f e f r om f i r e s ． Ke y wor dshi g h- r i s e bui l di ng； f i r e pr o t e c t i o n s y s t e m ； r e l i a bi l i t y mm’’ m，l ，’l ，， mm’，， l，mlmlm’’ ，， m，llm，l’ ’， l m’’ m，，’， 上 接第 1 3 4页 Ap p l i c a t i o n 0 f Al l e n B r a d l e y P L C i n C o n t r o l S y s t e m 0 f Al u m i nu m Ex t r u s i o n Pr e s s ZHANG Don g- me i Te c hn o l o g y Ce n t e r ，Ta i y u a n He a v y Ma c hine r y Gr o up Co． ，Lt d． ，Ta i y u a n 0 3 0 0 2 4，Ch i n a Ab s t r a c t Thi s a r t i c l e i n t r o duc e d t h e ap pl i c a t i on of Al l e n Br a dl e y PLC i n t he c on t r ol s ys t e m o f al umi n um e xt r u s i on pr e s s ． I t d e s c r i b e d t h e ha r d wa r e c o n s t i t u t i o n，c o n t r o l l e d o b j e c t a n d p r o g r a m d e s i g n，a s we l l a s t h e t e c h n o l o g i c a l p r o c e s s o f t h e e x t r u s i o n pr e ss ． Th e pr ac t i c e pr o v es t h e r e l i a bi l i t y a n d f l e x i b i l i t y of Al l e n - Br a dl e y PLC c ont r o l s ys t e m i n i ndus t r i a l c o nt r o l s y s t e m． Ke y wor dsal umi num e x t r us i o n pr e s s；PLC； t e c hno l o gi c a l pr oc e s s 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m