可编程控制器在磨料制品液压机控制系统中的应用.pdf

第 3 7 卷第 1 0 期 2 0 0 8年 1 0月 化工技术与开发 Te c h n o l o g y De v e l o p me n t o f C h e mi c a l I n d u s t r y V0 1 ． 3 7 No ． 1 0 Oc t ． 2 0 0 8 可编程控制器在磨料制品液压机控制系统 中的应用 张 国钊 上海化工设计院有限公司，上海2 0 0 0 3 2 摘要 传统的磨料制品液压机的继电器控制系统需用 5 3 个继电器，5 个接触器，线路非常复杂，且故障 率高。针对这些问题 ， 采用三菱 F X 2 型可编程控制器对原有的继电器控制进行了改造。根据磨料制品液压机需 要实现的功能选择相应输入／ 输出点数的可编程控制器，设计了功能图及液压机运行中主要环节的梯形图。改为 可编程控制器控制后 ，仅用 3个压力继电器和 5 个接触器，外部器件大大减少，可靠性明显增高。 关键词 可编程控制器； 功能图；梯形图； 液压机 中图分类号 T Q 0 5 1 ；T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号1 6 7 1 ． 9 9 0 5 2 0 0 8 1 0 0 0 3 4 ． 0 4 在发达国家，P L C控制技术已经广泛应用于 自 动生产线的控制， 该系统适于复杂的生产过程控 制。在我国，可编程序控制器的发展与应用也 已有 3 0 多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济 的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平 和技术能力的重要设备和强大支柱 。某公司原用于 大型砂轮压制成型的专用设备磨料制品液压机 的电控系统采用继电器接触控制方式，由于其控制 电路复杂，继电器、接触器数量多，故障率高，维 修难以及时，无法保证生产的稳定等缺点，考虑将 其改造成 P L C控制液压 机。P L C控制 具有以下优 点L 卜3 J 1 控制程序可 随时改变 ，具有很好 的 韧性； 2 具有较高的可靠性，抗干扰能力强，能 适用于工业环境 ； 3 编程简单 ， 使用方便； 4 功能完善，具有开关量和模拟量输入输出、运算、 定时、计数、顺序控制、通讯、人机对话、记录、 显示等功能； 5 体积小、重量轻，易于装入机械 设备内部，实现机电一体化。本文讨论 1 6 0 0 t 磨 料制品液压机控制系统的 P L C设计改造方法。 1 磨料制品液压机工艺生产过程 本机为 1 6 0 0 t 磨料制品液压机，是大型砂轮 压制成型专用设备，由主机和辅机组成 ， 其中辅机 又包括前辅机和后辅机。根据压制工艺要求，电器 系统对主机和辅机均设计成 “ 手动”和 “ 半 自动” 2 种方式。根据主机成型方式的不同，主机 “ 半 自 动”方式又分为 “ 定压”成型和 “ 定程”成型。 整个系统要实现操作功能，需满足以下生产工 收稿日期2 0 0 8 0 5 1 9 艺要求 1 顺序控制 摊料工序 辅机的辅导轨下降一转盘拔销一转盘慢转 一延时，转盘回转一延时，转盘慢转一延时，销子复位一 转盘停转，辅导轨上升。 液压工序载着摊匀物料的小车前进一小车前进减速 一延时，小车前进停止，主导轨下降，浮动活塞上升一浮 动活塞上升停止，动梁快速下行一动梁减速下行加压一动 梁加压停止，保压一延时，动梁卸压回程一 一动梁回程停止， 主导轨上升，浮动活塞下降一浮动活塞下降停止结束 ，小 车退回一小车退回减速一小车退回停止一延时，顶杆顶出 磨料一顶杆顶出停止一顶杆退回一顶杆退回结束一继续进 行摊料工序 。 2 特殊控制 不管主机处于“ 手动” 或是“ 半 自动” 工作方式 ， 按紧急回程按钮， 动梁都能立即回程 ．， 至压行程开关 后， 回程动作停止， 同时切除“ 主导轨下降” 外的所有 动作。发生事故时可以控制机械停转。 3 电气保护及连锁装置 a 主电路均设有熔断器作为短路保护； b 各电动机均设有热继电器作为电机过载保护； c 手动和半自动这2种控制方式均设置了软件连锁装 置对前、后辅机的小车前进进行了控制，避免两小 车同时进入主机。 2 主电路设计与控制要求 磨料制品液压机控制系统主要控制主机高压油 路电机、前／ 后辅机低压油路电机、低压控制油路 电机、滤油油路电机按事先设定的顺序启停，按设 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 0 期 张国钊可编程控制器在磨料制品液压机控制系统中的应用 3 5 定 的时间运转 ，控制系统主要电路图如图 1 所示。 开关及保 护 变压器 l 主机高压油路控制 l 滤油油路控 制l 信号灯 l 通电 指示 图 1 系统主 电路 图 图 中省略号省略 了部分 电路 图 Q F为电源开关，接通电源后，H L一1 发光。 性和先进性。型号为 F X 2 1 2 8 MR 另带扩展单元 M1 、M2 、M3 、M4 、M5电 动机 的启 动 与停 止 ， F x 48 E R ，即 基 本 单 元 6 4点 输 入／ 6 4点输 出 分别 由其相应的控制按钮来实现。如主机电机 M1 扩展单元 2 4点输入／ 2 4点输 出 。 的启动按 S B一1按钮，K M1吸合并 自锁，即 由于前、后辅机动作一样，并且手动程序设计 M1 启 动，投入运转 。此时 指示灯 HL 1发光。S B 较简单 ，本文重点介绍后辅机和主机 的半 自动方式 一 6为停止按钮。 的P L C控制系统设计。 3 P L C控制系统设计 控制系统选用 了 目前 国内小 型 P L C中应用较 广的三菱 F X 2型 P L C ，它提供了许多应用指令和 可供用户使用的数据存储单元 ，有众多的外围设备 供选用 ，这就给软件、硬件设计带来了很大的灵活 3 ． 1 输入、输出点分配 输入、输出 I ／ O点数估算时应考虑适当的 余量，通 常根据统计 的输入输出点数，再增加 1 0 ％～2 0 ％的可扩展余量后，作为输入输出点数估 算数据[ 4 l 。根据工作循环，进行 I ，0点安排见表 1。 表 1 I ／ O编号分配 后辅机和主机 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 化工技术与开发 第 3 7 卷 3 ． 2 功能图设计 功能图如图2和图3 所示。 根据现场器件的运行动作，进行程序设计，其 图 2 后辅机功能图 后辅机功能图 中 M6 1是前 、后辅机小 车前行 的连锁控制用辅助继电器，通过它的控制，使前、 后辅机的小车不会同时进入主机 ，以防相撞 。此连 锁及后辅机运行 的部分梯形图如图 4所示。 主机功能图中 X 4是定压和定程的转换开关， 定程成型工艺和定压成型工艺相比较，辅机动作完 全相同，只是在主机动作中有所区别。定程成型时 是以行程开关X 1 2 作为行程控制的发讯元件。当动 梁快速下行，压 X l l 开关，动梁减速下行加压，压 X 1 2 开关，动梁加压停止保压。X 8 7 是定压成型中 “ 动梁加压停止、 保压”的动作开关。此梯形图如 图 5所示。 另外，不管主机处于 “ 手动”工作方式，或是 “ 半 自 动”工作方式，按压紧急回程按钮，动梁都 立即回程。至压合 X I O 行程开关，回程动作停止， 同时断除 “ 主导轨下降”外的主机所有动作，起到 图 3 主 机功 能图 了保护作用。 4 结语 ’ 1 传统的继电器控制系统需用 5 3 个继电器， 5 个接触器，用这些继电器和接触器进行控制时， 线路非常复杂，可靠性低。改为 P L C控制后，仅 用 3 个压力继电器和 5 个接触器，外部器件大大减 少，可靠性明显增高。 2 2 个小车采用了软件连锁控制，提高了灵 活性和可靠性。 3 用软件记忆功能对动梁紧急回程这一特殊 动作进行控制，提高了可靠性和安全性。 4 当液压机的工作过程发生变化时，不必或 很少改变控制系统的硬接线，只需改变 P C的控制 程序即可，有利于系统的进一步开发利用。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 0 期 张国钊可编程控制器在磨料制品液压机控制系统中的应用 3 7 图4 后辅机部分梯形图 图 5 定程和定压控制梯形图 参考文献 [ 1 ] 何振俊 ． 压力加工中液压控制系统的 P L C设计改造 [ J ] ． 液压与气动， 2 0 0 6 ， 6 2 6 2 9 ． [ 2 ] 方承远 ． 工厂电气控制技术 第 2 版[ M]． 北京 机械工业出版社，2 0 0 0 ． [ 3 ] 师占群， 孙立新 ， 岳宏 ． 一种 P L C控制的液压机械手 [ J ] ． 机床与液压， 1 9 9 8 ， 6 5 1 ． [ 4 ] 胡大为 ．可编程控制器 P L C 的选型和估算[ J ] ． 化 工进展， 2 0 0 4 ， 2 3 增刊 6 6 6 8 ． Ap pl i c a t i o n o f PLC i n Ab r a s i v e M o l d i ng Hy d r a u l i c Pr e s s Co nt r o l S y s t e m 4NG Gu o - z h a o S h a n 曲a i C h e mi c a l I n d u s t r y D e s i g n I n s ti t u t e C o ． ， L t d ． s h a n 曲a i 2 0 0 0 3 2 ，C h i n a Ab s t r a c t C o n s i d e r i n g t h e c o mp l e x i t y o f co n t r o l c i r c u i t a n d h i g h f a i l u r e i n c i d e n c e o f o rig i n a l a b r a s i v e mo l d i n g h y d r a u l i c p r e s s 。M I TI S UBI S HI F X2 p r o g r a mma b l e l o g i c c o n t r o l l e r wa s i n t r o d u c e d．Ac cor d i n g t o t h e P LC cor r e s p o n d i n g I ／ O po i n t s a n d t h e r e q u i r e me n t o f a b r a s i v e mo l d i n g h y d r a u l i c p r e s s ，t h e f u n c t i o n c h a l t an d t h e l a d d e r c h a r t of t h e s eq u e n c e o f h y d r a u l i c p r e s s wa s d esi g n ed ．C o mp a r e d wi t h t h e f o r me r c o n t r o l s y s t e m，PL C s y s t e m r e d u c ed u se o f r e l a y s b y 5 0 a n d e n h anc ed t h e r di a b i l i t y of t h e h y d r a u l i c p r e s s con t r o l s y s t e m． Ke y wo r d s P LC；f u n c t i o n c h a r t ；l a d d e r c h a r t ；h y d r a u l i c p r e s s 上接第 2 9页 Re v i e w o n S y n t h e s i s o f P - Hy d r o b e n z a l d e h y d e b y P - Cr e s o l Ca t a l y t i c Ox i d a t i o n XU R o n g - y u ， LU Y u a n ，WANGJ i a n b o 1 ．C o a l C h e mi s t r y De p a r t me n t o f X u z h o u Mi n i n g I n d u s t r y C O． ， L TD． ，X u z h o u 2 2 1 0 0 6 ，C h i n a ； 2 ． Col l e g eo f C h e mi c a l E n g i n e e r i n g ， ， An h u i Un i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ，Hu a i n a n2 3 2 0 0 1 ， C hin a Ab s t r a c t Th e r e s e a r c h p r o g r e s s o n p r e p a r a t i o n 0 f p - h y d r o b e n z a l d e h y d e b y Pc r e s o l c a t aly t i c o x i d a t i o n an d t h e s e p a r a t i o n o f p r od u c t we r e d i s c u s s ed ． Ke y wo r d s p - h y d r o he n z a l d e h y d e ；p - c r e s o l ；s e p a r a t i o n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m