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基于P L C 和触摸屏的板片成型液压机 控制系统的设计与实现 Desi gn an d r eal i z at i on of sh eet f or m i n g hy dr aul i c pr ess con t r oI s ys t em bas ed on PL C and t ouch scr een 冯作全 ，芦光荣 ，王宇翔 F ENG Zu o q u a n ．L U Gu a n g r o n g。WANG Y u - x i a n 兰州兰石能源装备工程研究院有限公司 信息与自动化研究中心，兰州 7 3 0 0 3 0 摘 要本液压机控制系统根据板片成型加工工艺要求，构建了主站P L C 与远程站E T 2 0 0 M 和工业监控设 定触摸屏MP 2 7 7 之间的网络架构，设计了主站P L O 与触摸屏的软件程序 ， 重点阐述了主泵电机 软起起动和压机自动运行程序设计过程，同时对监控设定触摸屏工艺配方参数组态进行说明。 系统主站P L O 通过对现场数据的采集分析处理，实现了压机下行、慢下、加压、增压、保压、 泄压、回程控制执行功能。经仿真验证，程序各功能块运行准确，能完成预期的控制功能。 关键词板片成型液压机 ；P L C i- I触摸屏；控制系统；工艺配方；P R O F IB U S D P 中图分类号T P 2 7 3 文献标识码A 文章编号 1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 5 0 3 下 0 0 7 6 ⋯ 0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 5 ． 0 3 下 ． 2 3 0 引言 板片成型液压机是一种新型的液压专用设备，主要 用于高密度波纹浅拉伸及非金属板材的成型，如板式换 热器板片、制氢电极板及碳化硅板等，它主要由主机 、 液压控制系统、电气控制系统和冷却系统组成。其中电 气控制系统主要包括电机启动装 置、P L C控制系统、安 全联锁装置和工业监控设定触摸屏 ，可实现板片加工成 型过程的 自动控制。系统采用现场总线与工业 以太 网 E t h e r n e t 相结合 的分布式控制结构 ，通过主站C P U 集成P ROF I BUS ． DP 接 口连接ET 2 0 0 M远程站，并扩展 C P 3 4 3 1 以太 网模块连接工业监控设定触摸屏，通过触 摸屏输入参数，可实现单动 点动、半 自动 单步动 作 、 自动 工作周期 三种操作方式，同时具有计数 显示、压力显示、运行状态显示、光 电安全保护、超温 超压报警等功能。 1 系统设计方案 根据板片成型工艺要求 ，板片成型液压机动作流 程为滑块空程下行一空程慢下一系统加压一增压一保 压一泄压一回程一静止。空程快下无须驱动，借助于 滑块 自重，控制油将主缸中超高压充液 阀打开 ，经支承 阀块 中快速放油 阀实现滑块快速下行，并向主缸快速充 液。空程慢下当快下到限位开关发讯转慢下 ，慢下由支 承阀块中可调节流的插装阀实现。 加压主泵供油经调压 阀块和分配阀块通过缸底上液控单向阀直接进入主缸 ， 实现泵加压。增压当泵加压至预定压力， 压力传感器发 讯，泵供油通过换向阀块驱动增压器，经超高压双单向阀 后进入主缸，实现增压。保压、卸压当压力达到规定值 后泵处于卸荷状态，转为保压。保压时间结束两级泄压 阀开启使缸内液体平稳快速卸压。回程缸底上充液阀打 开， 通过回程缸实现回程。 静止压机滑块在任意位置挺 留，而不下溜，由支承阀块中自锁功能实现。 为实现上述板片压制动作 ，本系统选配西 门子s 7 3 0 0 系列P L C，中央处理单元采用C P U3 1 3 C ． 2 DP ，并扩展 C P 3 4 3 ． 1 工业以太网接口模块，实现与工业监控设定触摸屏 MP 2 7 7 1 0 ”之间的数据通讯；操作台从站选配E T 2 0 0 M， 通过史陶比尔MC工业连接器由P r o f i b u s ． DP 总线完成与 主站P L C 之间的通讯 】 。系统网络组态如图l 所示。 2 系统实现策略 控 制系统主 h P L C 通过采集现场传 感器 压力、位 移、温度信号，限位 开关位置信号，按钮 闭合、断开信 号等，利用P L C内部指令进行分析处理，控制液压系统 电磁 阀得 电／ 失电，从而实现压机下行、慢下、加压 、 收稿日期2 0 1 4 -1 0 - 0 5 作者简介冯作全 1 9 7 7一，男，甘肃兰州人，工程师，硕士研究生，研究方向为设备工艺过程自动控制。 [ 7 6 1 第3 7 卷第3 期2 0 1 5 0 3 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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