基于PLC的蜡料制备机电气控制系统的应用设计.pdf

基于P L C的蜡料制备机电气控制系统的应用设计 黄健 ，陈忠仁 ，廖静很 中 山职 业技 术 学 院 电子 系 ， 广 东 中山 5 2 8 4 0 4 电设 备 ．用 P L C技术设 计蜡料制备机的控制 电路 系统 ，改变了蜡料制备机 取得 了很好 的经济效益 。 关键词 蜡料 ；制备机 ；P L C；自动控制 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 0 1 1 - 0 0 1 8 0 2 1概 述 熔 模精密铸 造蜡料 的制 备 。过 去是将 蜡锭刨 成蜡 片 。 然 后 加 入稀 蜡 搅 拌 制 成 稠 蜡 ， 现 在 ，为 了满 足 规 模 化 生 产 的需要 ．均 采用蜡料制备机制 备稠蜡 。蜡料 制备机 由如 下 几部分组 成 明蜡热熔处理部 分 ，陶缸备蜡器 部分 ，化蜡 槽部 分 ，空压机送蜡部分和拌蜡 部分 。蜡料制 备机是一种 自动 化程度要求较高 的成 套机电设备 。用 P L C技术设计蜡 料 制 备 机 的 控 制 电 路 系 统 ，能 很 好 地 调 上 述 蜡 料 制 备 机 各部 分之 间的动作 ，可很好地 实现蜡 料制备 的工 艺要求 ， 提高蜡料制备机的可靠性和运行效率。 2蜡料 制备机控制的工艺 要求及 过程 蜡料制备机控制 的工艺流程 如图 l 所示 ，将处 理好 的 蜡液用 泵打人 陶缸 内储存 备用 兼有 沉淀作用 ，陶缸 用 热水套保温 。新蜡 料的补充和废蜡模 的重熔在化蜡槽 内进 行 ．化蜡槽用沸水 水套化蜡 ，防止蜡液 温度过高 。用压缩 空气 将 配好 的蜡液 压送 到高 处 的蜡槽 ，此 时蜡 液 温度 约 9 O 。 C左右 ，不用保温 。高处蜡槽 内的蜡液经调节 阀门漏 到 刮蜡滚筒表 面，经 6秒左 右冷却 ，刮至搅拌 桶 内搅拌后 即 可 应 用 。 3电气控 制系统设计 3 ． 1蜡料 制 备机 的控 制要 求 蜡料制备机如上所述 由五大部分组成 ，由 4个电动机 分别控制其运转 ，还有水 的加 热部分及热水循 环部分 。水 的加热部分及 热水循环部分略去 。 控制分为手动 和 自动两种方式 。 3 ． 2蜡 料 制备 机的 主 电路设计 收稿 日期 2 0 1 0 0 5 2 5 图 1 蜡料制备工艺流程 [二二臣 二二] 蜡料制备机 的主电路如 图 2所示。 明 蜡 处 理 桶 底 部 置 有 电加 热 丝 T， 它 由 2 2 0 V单 相 交 流 电 供 电 ． 由交 流 接 触器 K M5控 制 ．加 热 温 度 由温 控 器 一 F R 5控制 ，控 制温度在 9 0 。 C左右 。经 过 抽 蜡 泵 电 动 机 Ml把 9 0 。 C 左 右 的蜡 液打人 陶缸 内储 存 备用 ，抽蜡 泵 电动 机 M1由交 流接触 器 K M1 控制 ，抽蜡 泵 电动 机 M1的 工 作 时 间 由安 置在 备蜡 器 陶缸的上限位置 限位 开关 S Q1 控制。 空 压 泵 电动 机 M2用 压缩 空气 将 配 好 的 蜡 液 压 送 到 高 处 的蜡 槽 ， 空 压 泵 电动 机 M2的工作时间由安置在高处蜡槽 的 工 业 自 上限位置限位开关 S Q 2控 制。刮蜡滚筒电动机 M3由交流 接触 器 KM3控 制 ，刮蜡 滚筒 电 动机 M3的工 作 时 间 由安 置 在 高处 蜡 槽 的下 限位 置 限 位 开 关 S Q3控 制 。 如果 高处 蜡 槽 里没有 蜡液 ，下限位置限位开 关 S Q 3复位 。可停止 K M3 ， 使 刮蜡滚筒 电动 机 M3 停 止 。搅 拌桶配 有电动机 M 4和减 速齿轮 ，搅 拌轴转速为 2 0 0转／ 分 ，由交流 接触器 K M 4控 制 ，按 需 要 不定 期 启 动 。 二 L 一 ， 二 F U 5 I F U 1 I 『 I I l F u 2 ll I l F u 3 l 】I l U 4 l I I ＼ -＼ KM5 ＼ ．、 ￡ KM1 ＼ --＼ ． 2 -＼ -＼ -＼ ＼ FR5 卜 ， L 一 L 【 一 【 卜 r r _ - -一 一 卜 l 抽 蜡泵 电动机 空 压 裂 电动机刮蜡 屯动 机 拌 蜡 电动 机 图 2 主电路 3 ． 3 P L C的 I ／ O地 址分配 P L C选用 日本 三菱 F X系列 F X 2 N 一 4 8 MR型 P L C 。 根 据 图 2和 3 ． 2节 所 示 内容 ．确 定 P L C 的 I ／ O地 址 分 配如表 1所示 。 表 1 P L C的 I ／ O地址分配表 输入元件 输入地址 输出元件 输出 地址 总停止 按钮S B 0 X 0 抽 蜡泵控制接触器K M l Y l 手动抽蜡启动 按钮S B I X I 空压泵制接触器K M 2 Y 2 手动压蜡启动 按钮S B 2 X 2 刮蜡电动机 制接触 器K M 3 Y 3 手动刮 蜡启动 按钮S H 3 X 3 拌 蜡电动 机制接触器K M 4 Y 4 手动 拌蜡启动 按钮S B 4 X 4 明 蜡热熔制 接触器K M 5 Y 5 手动 加热化蜡启动按钮S B 5 X 5 手动 抽蜡停止按钮S B 6 X 6 手动压蜡停止按钮S B 7 X 7 手动刮 蜡停止按钮S B 8 X 8 手动拌蜡停止按钮S B 9 X 9 手动加热停止按钮S B 1 0 X l 0 自 动启动按钮S B 1 l X l 1 明 蜡加热温控器F f l5 X 1 2 陶 缸上限位置限位开关S O 1 X 1 3 高 处蜡槽上限位置限位开关S Q 2 x 1 4 3 ． 4 P L C硬 件接线 图 根 据 图 2和 表 l所示 内容 。设 计 出 P L C硬 件接 线 图如 图 3所 示 。 F u XO F 2 N P L C Yl X 1 贯 X 2 Y 2 x3 sB Y 3 贯 X4 X5 Y 4 X6 s B 7 T x 7 Y 5 一 S B 8 T X 8 C S g 9I “ J ， 1 “ 1 S B 1 0 I S B l l T 堕匠 竺 C0 M 图 3 P L C硬 件 接线 图 3 ． 5 P L C程序设 计 3 ． 5 ． 1 P L C状 态 图 根 据 3 - 2节 所示 的蜡料 制备 机 的操 作 流程 ，设 计 出 P L C的 状 态 图 ，如 图 4所 示 。 首 先 为 自动 流程 。 在 图 4中 ．共有 8个状态 ．P L C上 电时没有 自动打开 S l S 8状态 ，需按下 自动控制 按钮 X1 1 ．才 同时打开 S 1 一 S 5状 态 。 S 1 、S 6状 态为 抽蜡启 动状 态 。S l 状 态为 等待 状态 ， 安置 在备 蜡器 陶缸 的 上限 位置 限位 开 关 S Q1 X 1 3 控 制 S 1状 态是 否转 移 ，如 果 备蜡 器 陶缸 里 的蜡液 不 到上 限位置 ，是闭合 的 ，则 S 1状态 立 即被转移 ，进 入 S 6状 态 ，Yl接通 ，抽 蜡泵 电动机 Ml 启 动工作 ，待备蜡 器陶 缸 里 的蜡 液到 达上 限 位置 ，Xl l接 通 ，转 入 S 1状态 等 待 。 S 2 、S 7状 态 为压蜡 启 动状态 。S 2状 态为 等待状 态 ， 安置在高处蜡槽 的上 限位置 限位 开关 S Q 2 X 1 4 控制 S 2 状 态 是 否 转 移 ，如果 高处 蜡 槽 里 的 蜡 液 不 到 上 限 位 置 ，是 下转 第 1 2 4页 r r T ] I 『 1 9 f f 会 议论文 5结 论 一 种通过螺旋微调改变斜齿轮与蜗杆传动中心距 的办 法 ，测试机构噪声的分 贝数和振动量 ，来寻找最适合 的中 心距值 ，通 过对 比试验 ，最终 找到所需 要的值 为 l 1 6 ． 5 0． 0 3 ramo 参考文献 [ 1 ]霍肇 波．以降低噪 声为 目标 的渐开线斜齿 圆柱齿轮修 形优化 设计的研 究 [ D]．哈 尔滨哈 尔滨工程大学 ，1 9 9 6 ． [ 2 ]成 大先 ．机 械设 计 手册[ M]．北 京 化 学工业 出版社 ， 2 o 2 ． [ 3 ]孙桓 ，陈作模，葛文杰．机械原理 [ M]．北京高等教育 出 版 社 ． 2 O o 6 ． f 41 代 龙 震 工作 室．P r o ／ E Wi l d fi r e 2 ． 0 机 构／ 运 动 ／ 结 构／ 热 力 分析 [ M]． 北京 电子工业 出版社，2 0 0 6 ． [ 5 ]G B ／ T 4 2 1 4 ， 1 - 2 O o o声学家用电器及类似用途 器具噪声测试方 法第 l 部分 通用要 求 f S 1． 第一作者简介邓国强，男 ，1 9 8 4年生 ，江西萍乡人 ，硕士研究 生 。研究领域 材料成形理论与精密制造技术。 编辑 王智圣 上接第 1 9页 图 4 P L C状 态 罔 闭合 的 ，则 S 2状 态 立 即 被 转移 ，进 入 S 7状 态 ，Y2接 通 ， 空 压 泵 电 动 机 M2启 动 T 作 ，待 高 处 蜡 槽 里 的 蜡 液 到 达 上 限位 置 ，X1 4接 通 ，转入 S 2状 态 等待 。 S 3状 态为刮蜡电动机启 动状态 ，S 3状态被 打开时即 工作 。 S 3状态 为拌 蜡电动机启动状态 ．S 4状态被打开 时即 r_[作 。 S 5、S 8状 态 为 熔 蜡 加 热 启 动 状 态 。 S 5状 态 为 等 待 状 态 ，安置在明蜡处理桶上的感温器 F R 5 X 1 2 控制 S 5状 态是 否转移 ，如果明蜡 处理桶 上的感温 器感知 温度低 于 9 0 。 C ，则 是闭合 的 ，则 S 5状 态立 即被转移 ，进入 S 8状 态 ，Y 5接通 ，电加 热丝启动启动工作 ，待 明蜡处理桶上 的感温器感知蜡液 的温度到达上限位置 ，X1 2接通 ，转入 S 5状态等待 。 其 次 为手 动 流 程 。 在图 4中，如果正在 自动程序运行 ．此时需要手动操 作 ，按下停止按钮或按下任何一个手动操作按钮 ．都能退 出 自动程序 ，进入所需 的手动操作 。按 X 5加热丝工作 ， 按 X 1抽蜡 泵工作 ．按 X 2空压 泵工作 ．按 X 3刮蜡 轴转 动 ，按 X 4拌蜡机转动。 3 ． 5 ． 2 P L C步进 梯 形 图 根据图 4所示的 P L C的状态图 ，可设计 出 P L C的步进 梯形 ，写出 P L C程序清单，此处从略。 4结语 系统结合了机械 、P L C等方面的技 术，用较低的成本 成功地设计 出蜡料制备机的电气控制系统 ．使得该蜡料制 备机适应 了 自动化控制 的要求 ，在实 际使用 中性能稳定 ． 操作方便 ，生产效率高，取得了很好的经济效益。 参考文献 [ 1 ]陈伯时．电力拖动 自动控制 [ M]．北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 2 ． [ 2 ]钟肇新．可编程控制原理及应用 [ M]．广州华南理工大学 出版 社 ．2 0 0 5． 第 一作 者简介 黄健 ，男 ，1 9 6 7年生 ，河南 新县人 ，大学本 科 ，副教授 。研究领域 工业电气 自动化。 编辑 吴智 恒 [二] Ⅱ二二]