纤维板生产线热压机电气系统的PLC改造.pdf

第 3 期 总第 1 9 0期 2 0 1 5年 O 6月 机 械工 程与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NE ERI NG AUTOMATI ON N o ．3 J u n ． 文章编号 1 6 7 2 - 6 4 1 3 2 0 1 5 0 3 0 1 5 4 0 2 纤维板 生产线热压机 电气系统的 P L C改造 姜 娟 ，赵敏玲 ，方官丽 青岛滨海学院 ，山东 青 岛 2 6 6 5 5 5 摘要 在研 究纤维板 生产 线设 备组成及 加工工艺流程 的基础上 ，对其关键设备 热压机 的电气控制系统进行 了 P L C改造，选用 三菱 F X 2 N 系列进行编程 ，并运用 GX D e v e l o p e r 软件 验证 了程序 的正确 性，结果证 明程 序 编制科 学合理，具有一定的实用价 值。 关键词 热压机 ；电气控制；P I C 中圈分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 0 引言 热压机是纤维板加工过程 中必不可少的设备 ， 其 根据半成品材料的不同厚度， 在一定温度下进行多次 加 压成 形 。为提 高生产 效 率 ， 同时保 证压板 质 量 ， 需 要 根 据压 力大 小精 确控制 保 压时 间 。继 电一接 触器控 制 系统 中采用 时 间继 电器控 制保 压时 间 ， 误 差较 大 ， 且灵 活性 差 ， 采用 P L C进行 改 造之后 可 以对 时 间进 行精 确 控 制 ， 并 且灵 活 可调 。 1 纤维 板 热压机 工 艺流 程 某 纤维 板生 产线 由装 板机 、 热 压机 和卸板 机 组成 。 开始时， 将板材上升到标准层数， 之后推板装料器将全 部半成品推人热压机。热压机闭合后 ， 油泵供油开始 ， 使热 压机 压力 逐步 升 高 ， 到 达 某 一值 之 后 低 压 油 泵停 止供油， 高压油泵继续供油 ， 直至压力达最大值之后高 压油泵才停止共油， 进入保压状态 。保压过程 中通过 压力表测控压力 ， 充压泵反复充压 以保 持压力稳定 。 热压机压板成形后 自动下 降， 使各层成 品分离。卸板 机将 成 品从 热压机 推 出 ， 拉 板 取 料 器将 全 部 成 品拉 入 卸料罐笼， 由成品取出器选出第一块成品， 罐笼 自动下 降 ， 成 品一 张张输 出 。热压 机 是 纤 维 板 生产 线 的关 键 设备 ， 其电气控制系统除了完成上升 、 下降程序控制之 外 ， 主要是 实现 如 图 1 所示 的热特性 曲线控 制 ， 即根据 压力大小精确地控制时 间 t 、 t 和 t 。的数值 ， 以保证 热压 机 的压板质 量 。 2 热 压机 电气 控 制 系统 分析 2 ． 1 继 电 一接 触 器控 制 系统分 析 根据 继 电一接 触 器控 制 电路 及 控 制 要求 可 知 ， 电 气控制系统主要实现以下控制 ①升降台升降控制 ； ② 压力 控制 ； ③ 限时 即 t 、 t 和 t 。 控 制 。其 中限 时控 制 是保证压板质量的关键 。 继 电 一接触 器控 制 系 统 中 ， 采 用 空 气 阻尼 式 时 问 继电器 KT1 、 KT2和 KT 3控 制时间， 动作误差较大 ， 所 以 t 、 t 。和 t 。的数 值 漂移 也 很 大 ， 致 使 热特 性 曲 线 不稳定 ， 严重影响了压板质量。为此， 对关键设备热压 机的电气控制 系统进行了 P L C改造 ， 采用 P L C控制 可 以根 据 要 求精 确控 制 t 、 t 。和 t 。的数 值 ， 并 且 可 以 根据 实际情 况 随时调 整 。 闰 图 1热 特 性 曲线 2 ． 2 P L C程 序设 计 首 先进 行 I ／ O分 配 ， 原 继 电 一接 触 器 控 制线 路 图 中的按 钮 ， 如行 程开关 、 接 触开 关 、 压力 开关 、 热继 电器 触点等都是 P L C的输入信号 ， 经确定共 1 5个输入点 ； 交 流接 触器 线 圈 KM1 ～ KM4和 电磁 阀线 圈 YA1 ～ YA3等是 P L C输 出的控制对象 ， 共 7个 。电气控制 系统选择 日本三菱 电机公 司的 F X 2 N - 4 8 MR型 P I c， 它包括 2 4个输入点 和 2 4个输 出点 ， 能满 足热压机电 气控 制 的需要 。P L C外部 接线 图如 图 2所示 。 原继 电一接触器控 制 电路 中 的中 间继 电器 K A1 ～ KA5以及 时 间 继 电器 KT1 ～ KT3由 P L C 中 的 辅 助 继电器 M 和定时器 T代替 ， 这样控 制系统 中间过渡 和状态转换均由软元件通过编程代替， 提高 了控制系 统的可靠性 。 P L C控 制梯 形 图部分 程序 如 图 3所 示 。 3模 拟调 试 GX De v e l o p e r是 一个 功能 强大 的 P L C开发 软 件 ， 具 有 程序 开发 、 监 视 、 仿 真 调 试 以及 可 编 程 控 制 器 收稿 日期 2 0 1 4 0 7 1 4 ；修订 日期 2 0 1 5 0 1 1 0 作者简介 姜娟 1 9 8 0 一 ，女 ，山东烟 台人，讲 师，工学硕士 ，研究方向 机械制造及其 自动化 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 O 1 5年 第 3期 机 械工 程与自 动 化 1 5 5 C P U 的读写等功能 。梯形 图编辑 完成后 ， 选择 “ 梯形 图 逻辑 测试 启 动 ” 来模 拟 P L C实 物 的运 行界 面 。梯 形 图 逻辑 测试 启 动后 ， 在 R UN状 态 下 ， 系 统 开 始 扫描 和 执行程序 ， 常闭触点均变为蓝色 ， 在仿真过程 中所有导 X O0 4 XO 0 0 通 的元 件都 会 变成 蓝色 。选 择 需 要 闭 合 的 常开 触 点 ， 在 “ 软 元件 测试 ” 对 话 框 中点 击 “ 强 制 oN” ， 则 可 以 观 察 仿 真 的整个 运行 过 程 ， 如 图 4所示 。仿 真 结 果显 示 程序执行结果符合控制要求。 l s B 3I F } } } 一 S A1 【 } } } ＼ 一 一 K P ＼ K P ≥ j } f s B S B 6 S B 4 S B 9 S Q 1 一 占 占 6 占 6 o 6 o 6 o o o o o X O 0 0 X O 01 X O 0 2 X 0 0 3 X 0 04X0 05X O 06X 0 07 X0 1 0 X 01 l X O1 2 X O1 3X O1 4C O M FX s N 一4 8 M R Y0 0 0 YO 01 Y O 0 2 YO 03 Y 0 0 4 Y O 0 5 Y O 0 6 甲 甲 1 l I K M 1 K M 2 I K M 3 I K M 4I Y A 1 Y A 2 l Y A 3 一 ～ o V [ ] 亡 ] [ ] [ ] [ ] 口 [ -J 0 图 2 P L C外部接线 图 7 7 X O． 0． 1 1 ．1 5． j 一 XO 0 2 Y O0 1 XO 0 6 M 2 _ _ r蚪l 6 9 } o x 0 R． 5． X 。O ．I 1 ‘ ，1 _ 1 r_1 1 ’ x o o 6 一 ● 乙_ _ j } I - 4 } 图 3 P L C控制梯形 图部分程序 拟仿真 ， 程序运行可靠 ， 达到了设计要求 。 图 4 梯形图逻辑测试过程 参考文献 [ 1 ] 刘增善 ． P I C控 制系统 的可 靠性设 计 [ J ] ． 工业 控制 计算 机 ， 2 0 0 4， 1 7 7 3 7 - 3 9 ． 萋 P 碧 景 考 篆 未 屏3 0 的 6 玻 5璃 8 -清6 1洗．9 r．A x 1,T L J J ． 1,1 机 控 制 系 篓 篓 璧 三 ， [ ]刘 福 禄 ． 现 代 喜 蓑 某 j ． 大 连 大 连 理 工 大 学 出 据 实 际 情 况 进 行 调 整 ，从而保证了压板质量。经过模 ⋯ 一⋯⋯⋯⋯ ⋯。 ⋯ ～⋯ ⋯⋯ ～ ．C H 1 PLC Ba s e d Tr a n s f o r ma t i o n o f El e c t r i c a l S y s t e m f 0 r H0 t Pr e s s M a ki n Ha r db o a r d ～一～⋯一、 、⋯ ，● 0 上接第 1 5 3页 De s i g n 0 f Co nt r o l S y s t e m f o r El d e r l y a s s i s t a n t W a l ki ng - a s s i s t a n t Ro b o t Ba s e d 0 n Fu z z y PI D M e t h o d WEI Xi a o - j u a n ，WANG Ya o - wu 1 ．S c h o o l o f El e c t r i c a l En g i n e e r i n g，No r t h we s t Un i v e r s i t y f o r Na t i o n a l i t i e s ，La n z h o u 7 3 01 2 4，Ch i na ；2．La nz h o u Po we r S u pp l y Co mp a n y，L a n z h o u 7 3 0 0 0 0，Ch i n a Ab s t r a c tBa s e d on t h e r e q ui r e me n t s of t he wa l ki ng a s s i s t a nt r o bot ，t he c on t r ol s ys t e m s h oul d be a da pt t O d i f f e r e nt r o a d c o ndi t i on s a nd ac h i e v e hi gh p r e c i s i on，S O，a r o bot c on t r ol s y s t e m ba s e d on TM S3 20 F2 81 2 i s de s i gne d i n t hi s pa pe r ，i nc l ud i n g i t s ha r dwa r e a n d s o f t wa r e de s i g n． The n，a mov i n g c ont r ol me t ho d b as e d o n t he f u z z y PI D c on t r o l a l go r i t hm i s pr e s e nt e d f o r t he wa l ki n g a s s i s t a nt r o- bot t O r e a l i z e s o m e di f f er e nt mo vi ng pr ope r t i e s ． At l a s t ，t he f e a s i b i l i t y a nd a da pt a bi l i t y of t he wa l ki n g a s s i s t a nt r ob ot ’ S c ont r ol s ys t e m i s v e r i f i e d by ex pe r i me nt ． Ke y wo r d s c o n t r o l s y s t e m；DS P；f u z z y PI D；e l d e r l y - a s s i s t a n t wa l k i n g a s s i s t a n t r o b o t - 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m