1、PLC 在 400t 压力机控制系统中的应用江春冬,徐世许 (1.河北工业大学,300130;2.青岛大学,266071)摘要:结合青岛澳柯玛集团采用 PLC 改造 400t 压力机控制系统的实例,论述了 PLC 电气控制系统的控制原理、硬件选择、程序设计。运行结果表明,该系统结构简单、操作方便、运行可靠 ,可提高经济效益。关键词:压力机;PLC;控制;可靠中图分类号:TM57116+1;TG31515 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2006)05-0037-0212TheapplicationofPLConcontrolsystemofthe400tpressingmachi
2、neJIANGChun-dong,XUShi-xu12(1.HebeiUniversityofTechnology,300130;2.QingdaoUniversity,266071)Abstract:CombinewiththesampleofPLCcontrolsystemfor400tpressingmachineinQingdaoAUCMAGroup,thesys-temscontrolprinciple,componentchoose,andprogrammerdesignarestudiedinthispaper.Andtheresultsofpracticeshowthatits
3、structureissimple,benefit.Keywords:pressingmachine;PLC;contro;lreliableitsoperationisconvenient,anditsrunisreliable.Theapplicationofthissystemcanimproveits0 引言压力机是一种常用的机械加工设备,冲压工艺对压力机安全性要求较高,而原有的压力机继电器控制系统控制线路复杂,使用的各类继电器较多,维修工作量大,可靠性较低。PLC 是一种专用工业控制微机,它功能强大、操作方便、可靠性高 ,能适应恶劣的工作环境,在各种工业控制领域有着广泛的应用。把 P
4、LC 应用于继电逻辑控制系统,可以显著地减少元器件数目 ,简化控制线路。结合PLC 的特点和压力机的控制要求 ,可以考虑用 PLC 对原有压力机电气控制部分进行改造。本文使用 OMRON 公司的小型机 CPM2A 对青岛澳柯玛集团所用的 400t 压力机的电气控制部分进行了改造,从而使系统控制结构简化,可靠性提高。112 控制结构图图 1为压力机控制系统功能示意图。图 1 压力机控制系统示意图从图 1 可见, 控制系统的核心装置为 PLC,输入为各种操作按钮和传感器,输出为控制继电器、电磁阀、接触器及信号灯等。113 控制功能简介下面对主要部件的控制功能作以介绍,这也是对 PLC 的控制要求。
5、11311 移动按钮站该按钮站是为了保护人身安全而设置的,能实现基本的控制功能,如:压力机的正常工作行程,分为寸动行程、单次行程和连续行程; 压力机是否工作。这些与操作按钮站上一些按钮控制功能相同。1 控制功能及原理111 PLC 选型根据压力机控制要求,系统需要 52 个输入、 33 个输出,它们都是开关量。因此,选用 OMRON60 点的 CPM2A-60CDR-A加 2 个 20 点的扩展单元 CPM1A-20EDR,总的 I/O 点数为 100 个,其中输入点 60 个, 输出点 40 个。在满足要求的同时也留有一定的裕量。)37)11312 凸轮开关系统中使用二个凸轮开关,每个凸轮开
6、关有八个信号的输出 ,设置其闭合角度来给出相应的输出信号。本系统利用第一个凸轮开关CLSA 的前六个输出信号,第二个凸轮开关 CLSB 的前四个输出信号,将它们输入到 PLC,用以控制系统单次防重复 ,滑块是停在上死点还是下死点,以及制动监控(防重复、滑块是停在上死点还是下死点校核、滑块停在上死点故障信号)。11313 操作站按钮操作站上安装系统起动、系统停止、系统复位、系统急停、正反转转换开关、滑块调整旋钮、滑块向上、滑块向下、液压保护工作选择开关等。11314 主电机控制主电机可以作正反二个方向运行,当电机处于静止状态时 ,零速开关得电,其它条件满足,按电机起动按钮, 可使电机起动;当电机
7、处于正转( 反转 )转动时 ,若立即开动反转(正转) 开关 ,由于零速开关断电,因而电机无法实现反向(正向) 起动,需要正转(反转)转速先降到零,保证零速开关得电,才能实现反向( 正向)运行;当电机在正向(反向)运行时按停止按钮,转速在未降到零时,继续原方向起动。主电机控制中还包括防逆转控制和热保护控制。11315 润滑压力机的润滑是它正常工作的关健因素。本系统采用稀油润滑。在油箱有油的情况下,可起动润滑电机,当油压达到规定值,油路畅通,润滑正常指示灯亮,这时才能起动主电机,开动行程或者调整滑块;当油箱内缺油,油位达到最低值时,低油位指示灯亮,润滑电机停止运转,向油箱注入润滑油,油位达到一定高
8、度时高位指示灯亮 ,表明油箱已满,可停止注油。在油路因堵塞或其它原因使油压升高时,润滑电机停止运行。润滑正常后,平衡器开始定时润滑,气垫在没有落到底的情况下也开始定时润滑,并且二者都可以手动润滑。11316 滑块调整滑块处于上或下死点,滑块平衡器压力达到规定值 ,液压保护正常,接通调整旋钮,然后按/ 向上 0 或/向下 0 就可相应的动作。11317 液压保护压力机过载时,过载油缸中压力增大,超过所设置的过载压力,此时切断液压保护气动泵阀,切断离合器控制线路 ,压力机停止工作,给出液压保护/过载 0 信号。卸荷后 ,应对液压保护进行重调,将滑块寸动到上死点,接通气动泵阀,对液压垫补充压力,直到
9、规定压力, 液压保护恢复正常,将液压保护工作开关打到/正常 0 位置,压力机才可以正常工作。压力机没有超载时,也可以/试验 0 液压保护情况。11318 光电保护用作人或物的安全保护。当压力机向下行程进入模区时,若有人或物进入模区,则压力机自动停机,要进行下一行程,需要按一下复位按钮。11319 制动监控用于大量使用单次行程时,检查制动器磨损情况的 ,同时实现防重复自检,保证单次行程可靠地实现一次性动作。2 程序设计程序按照控制要求,采用模块化设计,使程序逻辑清楚,便于维护与扩展。设计模块包括润滑控制模块、联锁条件控制模块、液压保护控制模块、滑块调整模块、制动监控控制模块、光电保护控制模块、行
10、程控制模块。流程图如图 2所示。图 2 控制系统流程图PLC 上电后,PLC 自动循环扫描程序,如果该模块执行条件满足 ,则执行该模块的功能,否则停止程序的执行并给出相应的指示信号。润滑控制模块指示油位的高低,正常时给平衡器和气垫润滑 ;联锁条件控制模块起到保护作用,对主电机正反转和滑块向上向下调整进行联锁,给出联锁条件信号;液压保护控制模块实现重调、超载和联锁功能;制动监控控制模块执行制动监控、上死点校正功能,并给出相应的指示信号;滑块调整(下转 41 页)38)计算机#PLC 应用)PLC 通信系统的设计和应用:A=ANST:ANF151.1:RF152.0:JCFB244/开始调用发送和
11、接收程序/ 发送和接收正常运行机床电器 200615之间的通信系统和设计开发的通信软件已成功的应用于某钢铁厂的 PLC 控制系统中,系统运行稳定、可靠。本文的工作为国内类似系统的改造提供了一个有效、可靠的通信方法,为其他企业的 PLC 系统升级改造提供有益的经验。参考文献:1 徐 光,等.棒材连轧加热炉 PLC 操作控制系统J. 基础自动化,2000,30(5):58-59.2 徐 光,等.GENIUS 通讯网络在棒材连轧自动控制中的应用J.电气传动,2001,31(4):38-40.3 SIMATICS5-115UProgrammableControllerManualZ.收稿日期:2006
12、-04-12作者简介:曲海波(1973-), 男, 本科。从事自动化控制的开发、电工专业实习教学及机床电器维修工作;陈 莉(1972-),女, 本科。从事自动化控制的开发、电工专业实习教学及机床电器维修工作。3 实际应用情况首先在实验室构建一个实验平台,由 S5 和 S7 系统组成,S5 系统由CPU 模块、通讯模块 CP5431、IO 模块和电源模块组成;S7 系统由CPU 模块、通讯模块 CP342-5、I/O 模块和电源模块组成。按照以上的编程思路设计了通讯软件,在该实验平台上进行调试。然后,在现场利用检修时间进行了现场应用调试, 成功地实现了该加热炉 PLC 系统 S5 和 S7 之间
13、的通信。4 结论本文介绍的西门子 S5 系列 PLC 和 S7 系列 PLC(上接 36 页)达到动力头的点动快进调整控制。SB5 作为动力头在任意时刻快退控制。床电气的故障率降低,生产效率得到相应的提高。参考文献:1 常斗南. 可编程序控制器M.北京:机械工业出版社.收稿日期:2006-06-06作者简介:唐镜军(1956-), 男, 高级讲师。主要从事模拟电子技术、数字电子技术的理论教学工作,并从事变流技术及自动控制技术的研究。4 结束语在不改变主电路、不改变原有的加工工艺步骤以及行程开关位置的前提下,用 PLC 对机床控制线路进行改造。电磁阀均由 PLC 的输出继电器控制。用 PLC 改
14、造后 ,电器箱的电器元件减少,电气控制线路大为简化,机( 上接 38 页)模块在执行条件允许时,可调整其/向上 0 或/向下 0;光电保护控制模块控制 1#和 2#光电保护器执行光电保护功能;行程控制是最主要的模块,可实现主电机寸动、单次和连续行程控制, 连续行程控制时还可对产品进行计数,同时设计了自检和防重复程序 ,以实现更加完整的保护。较好,可推广到其它的压力机系统中。参考文献:1 徐世许. 可编程序控制器原理应用网络M.合肥:中国科学技术大学出版社,2002.2 OMRONSYSMACCPM1A/CPM2A 可编程控制器操作手册Z.3 PLC 技术应用 200 例Z. 微计算机信息,2003.4 赵跃华,等.可编程序控制器及其应用M.成都:电子科技大学出版社,1998.收稿日期:2006-06-26作者简介:江春冬(1975-), 女, 硕士,讲师。研究方向为运动控制系统、PLC 应用等。3 结论该 PLC 控制的 400t 压力机系统在青岛澳柯玛集团使用了一年多,实践证明系统运行状况良好,可靠性提高,经济效益明显。改进后的系统控制结构简单, 保护功能完善。模块化的程序设计利于维护,可移植性)41)
