液压压平机的PLC应用.pdf

2 山西冶金 S HAN XI ME I IAI 上URGY r 0 t a l l 2 4 No ． 2， 2 0 1 0 文章编号 1 6 7 2 1 1 5 2 2 0 1 0 0 2 13 0 3 6 0 2 液压压平机的 P L C应用 徐强李维钧夏加兵冯树森 太钢集团临汾钢铁有限公司， 山西临汾0 4 1 0 0 0 摘要 首先介绍了临钢中板厂热处理线 2 0MN液压压平机设备工作原理、 工艺流程以及 P L C 自动化控制方 案对提升设备控制 系统的精度和稳定性的重要作用等，然后详细介绍了P L C系统配置以及 S I E ME NS s 7 3 0 0 型P L C自动化控制在中板厂热处理线2 0 MN液压压平机 自动压平板材工艺流程控制中的具体应用机理。 关键词 自动化P L C液压压平机 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 收稿日期 2 0 1 0 0 3 1 2 随着现代化生产节奏的加快 ，设备控制系统的 自动化程度也得到了突飞猛进的发展 ，同时也对设 备控制系统的精度和稳定性提出了更高层次的要 求。在这个过程中， P L C 可编程序控制器 自 始至 终扮演着一个非常重要 的角色 。P L C控制方案凭借 其自身的模块化、 无排风扇结构、 易于实现远程分布 和易于用户掌握等诸多优势 已经迅速成为能出色地 完成大中型控制任务的最优化方案。 其 中， S I N ME N S 系列 P L C以高性能的 C P U、 方便简约的模块和丰富 的编程工具 已经赢得诸多设计人员的青 睐和首选 ， 被广泛应用于数控机床、冶金和纺织机械、包装机 械、 楼宇 自动化 、 电器制造业等诸多领域。针对 以上 优点 ， 临钢中板厂热处理生产线于 2 0 0 6年引进 了太 重技术中心设计 的液压压平机的 P L C系统 。 1 液压压平机 自动控制系统概述 全液压压平机要实现全 自动的压平工艺流程 ， 有大量的一次原件 如油泵 和控制器件 如电磁 阀、 比例阀控制器、 限位开关等 及测量元件 流量 表、 压力表、 液位计、 编码器、 传感器等 参与控制 ， 另外 ， 工艺流程要求严格 ， 牵扯到众多的机械 、 液压、 电气间的状态转换和逻辑连锁条件， 因此， 为了保证 该系统能够长期可靠稳定运行并充分发挥各功能和 自 身的精度优势，同时也本着降低成本和节省空间 的原则 ，其控 制 系统 由 1台 S I E ME N S s 7 3 0 0型 P L C来担当重任，将所有开关量和模拟量信号均进 入 P L C进行处理 ， 参与全 自动压平的工艺流程的控 制， 并完成与系统上位机之 间的数据通讯 ， 真正做到 了过程控制 。 第一作者简介 徐强 1 9 8 1 一 ， 男， 临钢中板厂技术员， 助理工程师。T e h 1 3 8 3 5 3 8 9 4 2 1 ， E - m a i h x u q s x l g ． c o rn． c n 2 设备工作原理 2 0 MN移动压头式、预应力框架结构全液压压 平机是用来对 4 0～8 0 m／ n厚 、 1 5 0 0～3 0 0 0 mi l l 宽、 3 0 0 0 ～1 2 0 0 0 ra i n长且单张钢板质量不大于 1 2 t 的钢板进行矫平矫直的设备。钢板压平利用过矫正 原理 ， 在钢板弯曲处垫垫板 ， 弯曲部位向下弯， 两端 翘， 则在钢板上面 压头工作范围内 弯曲最大对称 点垫 2 块垫板， 在工作台板上 钢板弯曲最低点 垫 l 块钢板， 压头向下加压时， 弯曲钢板朝反方向略微 弯曲， 释放压力后 ， 钢板反弹成水平。反之， 原理相 同， 钢板上面垫 1 块垫板，工作台板上面垫 2 块垫 板。 当钢板由推板送到工作位置时， 上部运输链带动 推头横移到钢板弯曲处， 托辊下降， 大托辊再上升到 第二设定高度 高于工作台面 2 0 0 l n m ， 根据钢板 弯曲的情况放置上、下垫铁，完成压平前的准备工 作。 然后大托辊下降， 压头压下， 进人矫平过程。 如此 反复直至将钢板矫平为止。 压头压平示意如见图 1 ， 垫板尺寸见表 1 弯曲度 5 0 I n l n 。 图 1 压头压平示意图 表 1 垫板尺寸 板厚／ m m 垫板尺寸， 厚 n 衄 宽 m m X 长 m m 单位质量／ k g 4 08 0 8 X1 2 0X1 O 0 o 8 8 0一l o o 8 Xl 4 OX1 2 0 0 1 0 其中， 压头的压平 给压 过程完全由主液压缸 来驱动，压头的升降及压头的横移运动则是由辅液 2 0 1 0 年第 2期 徐强 ， 等 液压压平机的P L C应用 压缸来完成。 在压头作业前后 ， 还必须按先后顺序完 成推头前后移动 靠液压马达驱动 和大托辊、 机内 大托辊的升降移动 靠辅缸完成 ， 升降必须可靠到 位， 以此来提高设备作业时的安全系数。 3 工艺流程 全液压压平机全 自动压平工艺流程 开始 机 前托辊升_ 起吊放板材于机前托辊之上 机前托辊 落下 机前推头推移至机内托辊处- 机内托辊升 起_ 加垫块帆 内托辊落下 移动压头设定停点_ 快下转慢下点一加压点一保压点 延时卸压 快 回转慢 回点一 回程停止 ，压头升起- 推头推移至机 后托辊 区域 机后托辊升起_ 钢板吊离 机后托辊 落下_ 结束。 4 P LC控制系统组成及说明 4 ． 1 P L C控制系统组成 该系统采用 了 1台 S I E ME N S s 7 3 0 0型 P L C作 为核心 ，主机架含 1 个 P O S 3 0 7 5 A， 1 个 C P U 6 E S 7 3 1 5 2 D P ， 1 个接 口模块 I M 3 6 0 ， 3个 D I 模块 ， 3个 D O模块 ， 1 个 S M3 3 8定位模块及 1个 A O模块。D I 和 D O模块主要是对 2 4 个接近开关、 限位开关的开 关量信号进行处理， 同时控制所有电磁阀的开闭， 完 成对相应 的液压缸升 ／ 降移动 、加 ／ 卸载等的控制 ， 还完成推头移动速度的控制 ； S M3 3 8定位模块接收 绝对式编码器送回来的信号，完成对压头升降及横 移行程的测量； A O模块是用来控制比例阀控器的， 以此对主缸进行预设压力 。 扩 展 机 架 含 1个 P O S 3 0 7 5 A， 1个 接 口模 块 I M3 6 1 ， 1 个 A O模块 ， 3个 A I 模块 ， 主要是通过控制 各电磁阀控器来完成对主缸阀块和辅缸 阀块速度及 压力的检测和控制 ， 同时对检测 到的压力 、 流量 、 液 位和温度信号进行处理，并把这一系列的信号发送 给上位机进行过程显示 。 E T 2 0 0 M从站含 1 个 I M1 5 3 ， 5个 D I 模块 ， 2个 D O模块 ， 主要接收操作 台的按钮 、 开关等 电气发讯 元件信号，并通过状态指示灯来显示工作状态。此 外 ，该系统还有一大亮点就是采用 了 E T 2 0 0 B的紧 凑型 I ／ O系统，其输出可直接驱动小型继电器和小 容量的接触器， 以实现对众多油泵的启停控制， 从而 节省了大量的元器件和由此占用的空间。主站与从 站及与上位机的通讯以M P I 协议进行， 传输介质为 P R O F I B U S D P网线 。 4 ． 2 P L C控制说 明 1 对压头及托辊、 机内托辊和推头动作的控 制是通过 P L C来驱动相关 的继电器 ， 然后去控制相 关 的 2 4 V D C液压阀的通 、 断电。 2 主压头和辅助油缸压力的控制是通过 P L C 的模拟量输出模板来实现对相关比例液压阀控制板 输人电压 直流 0 ～ 1 0 V 的控制， 从而达到控制液 压 比例阀中液压油流量 的控制 。 3 前 后推头速度 的控制也是 由 P L C的模 拟 量输出模板来实现对相关 比例液压阀控制板输入电 压 直流 一 1 0 - 1 0 V 的控制 ， 然后去控制液压马达 中液压压力及流量， 达到对速度的控制。 4 相关液压泵、 循环泵、 冷却泵及加热器的启 停控制是通过操作按钮、 开关等相关器件 ， 将信号传 输给 P L C的数字量输人模板 ，然后 由 E T 2 0 0 B模板 实现对相关油泵等的启停控制。 5 相关仪表检测信号如油温、 油压、 液位等是 由P L C的模拟量输入模板完成对监测信号的采集 ， 通过程序处理和计算 ，得 出最终的数据 ，并通过 Wi n c e画面显示出来。 5程序 该 控 制 系统 采 用西 门子 S t e p 7 5 ． 3编程 软 件 L A D 梯形图 编程 ， 优化了模块的组态， 操作工艺 流程的连锁、 互锁条件完善， 能够很方便地进行过程 监控和故障诊断。 6结语 由 P L C参与控制的全液压压平机 自投入运行 以 来， 已累计处理 1 2 0 0 0 余吨各类各规格的板材， 效果 良好 。P L C完全实现 了对压平机工作过程的在线智 能管理和控制， 而且在设备控制、 工艺过程控制方面 以性能参数为目标， 具备自适应和最佳化功能。 尤其 在 自动周期生产中使压平机各机构运行达到最佳匹 配， 工作周期得以缩短， 工作效率也在稳步提升。 参考 文献 [ 1 ] 马宁 孔红． S 7 3 0 0 P L C和 M M 4 4 0变频器的原理与应用[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 2 ] 徐国林， P L C应用技术 [ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 李长久． P I E原理及应用[ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 6 ． 编辑 胡玉香 下转第 6 9页 2 0 1 0 年第 2 期 盖月明， 等 1 0 0 0 k V晋东南变电站清水防火墙施工技术 隙主要靠水平皮数杆控制 ， 一皮一量。 砖砌块厚度为 9 0 m l n ， 水平灰缝厚度为 1 0 2 m r f l ， 水平灰缝应尽量一致， 砖皮数需从最上部梁底往 下排列， 根据实际空间合理确定灰缝厚度及层数， 并 在框架柱上砖墙厚度范围内用墨线弹出砖的皮数， 从 双侧挂线控制砖层水平位置。同时在框架柱上用墨线 弹出砖墙的外边线， 用以控制墙体的垂直度。 4 ． 3 砂浆调制 砂浆的配合 比由试验室设计 ， 水泥采用 P ． 0 4 2 ． 5 普通硅酸盐水泥， 砂子采用级配中砂， 拌合水达到饮 用水标准， 其稠度宜控制在 6 0 ～ 8 0 m m 。 将原材料过 磅计量， 严格按试验室出具的配合比配料， 水泥砂浆 应随搅随用。 4 ． 4 砌筑过程控制要点 1 对多孔砖需提前 1 d浇水湿润 。砌筑前应 先进行排砖， 水平灰缝按框架柱上的皮数线控制， 竖 向灰缝宽度宜为 1 0 n L r n ， 但不应小于 8 ln n l ， 也不应 大于 1 2 m m， 保证灰缝宽度一致 ， 整体美观。 2 砖墙砌筑采用双面双排脚手架 ， 墙体上不 留脚手眼。 3 砌筑时， 双面挂线， 两人对砌 ， 采用一顺一 丁组砌方式， 同时用 1 m靠尺做到五层一检， 竖向砖 缝每一层用水平皮数杆一量， 如发现有游丁走缝 ， 墙 面不平整等质量通病， 及时拆除重砌 ， 每砌筑 1 ． 8 m 高用经纬仪与 2 m靠尺检查一次， 确保竖缝垂直、 平 缝均匀 、 墙面平整。 4 墙体当日 砌筑高度不得超过 1 ．8 m， 对砌筑 完的墙体及时用棉纱或毛巾将表面污渍擦洗干净 ， 并用塑料布包裹保护， 防止砌筑上部墙体时， 落地灰 污染墙面。 5 墙体水平灰缝砂浆饱满度不小于 8 0 ％， 垂直 灰缝采用挤浆方法， 不得出现透明缝、 瞎缝和假缝。 6 墙体勾缝采用专用有砂型勾缝剂拌和成半 干硬性砂浆 ， 勾成凹缝 ， 勾缝深浅一致 ， 纵横缝交界 处交接 自然， 勾缝时应 自上而下进行 ，防止墙面污 染， 勾完缝后对墙面进行清扫， 使墙面整体美观。 5 清水混凝土框架柱梁实体质量检查结果 1 防火墙框架内实外光 ， 色泽均匀 ， 几何尺寸 准确 ， 无外形及外表缺陷。 2 框架填充墙灰缝横平竖直、 宽窄一致， 墙面 颜色均匀一致， 无缺棱掉角现象。 3 一般项目允许偏差与实测结果对照相差小 见表 1 。 表 1 一般项 目允 许偏差与 实测 结果对照 项目 检测结果 允许偏差 检测工具 全高 4 m i ll 1 0 0 0 1 0 m m 经纬仪、 钢尺 框架柱垂直度偏差 层高 2 n 1n l 8 m m 2 m靠尺 框架柱梁表面平整度 2 I n to 3 m m 高 级抹灰标准 2 m靠尺 填 充墙表面平整度 3 i n to ， 衄 2 m靠尺、 塞尺 填充 墙水平灰缝平直度 4 m i ll 7 Im 尺、 小白 线 填充墙游丁走缝 6 n l m 2 0 m m 尺、 线坠 全高 5 m il l 1 0 咖 经纬仪、 钢尺 填充墙垂直度 层高 2 m m 5 m m 2 111 靠尺 参考文献 [ 1 ] G B 5 0 2 0 4 --2 0 0 2 混凝土结构工程施工质量验收规范 [ s] 北京 中国建 筑工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] G B 5 0 2 0 3 --2 0 0 2 砌体工程施工质量验收规范 [ s ] ． 北京 中国建筑工业 出版社 ． 2 0 0 2 ． [ 3 ] 建筑施工手册 [ s ] ． 第 4 版． 北京 中国建筑工业出版社， 2 0 0 3 编辑 胡玉香 上接第3 7 页 Ap p l i c a t i o n o f PLC f o r Hy d r a u l i c Fl a t t e r XU Qi a n g L I We i j u n XI A J i a b i n F E NG S h u s h e n T I S C O L i n f e n I r o n S t e e l C o ． ， L t d ． ，L i n f e n 0 4 1 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s p r i n c i p l e ， p r o c e s s a n d t h e r o l e o f P L C t o i mp r o v e p r e c i s i o n an d s l a b i l i t y o f 2 0 MN h y d r a u l i c fl a t t e r f o r p l a t e h e a t t r e a t me n t l i n e a n d d e t ml s t h e P L C s y s t e m c o n fi g u r a t i o n a n d t h e a p p l i c a t i o n ma e h an i s m o f S I EME NS 7 - 3 0 0 t y p e P L C i n 2 0 MN h y d r a u l i c fl a t t e r a u t o ma t i c c o n t r o 1 ． Ke y wo r d s a u t o ma t i o n ， P L C，h y d r a u l i c fl a t t e r ma c h i n e