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PLC控制的液壓打包機在鋁加工行業(yè)的應用探析

2013-04-29 23:27:37賀正權華延功
科協(xié)論壇·下半月 2013年9期
關鍵詞:鋁加工PLC控制

賀正權 華延功

摘 要:PLC采用一類可編程的存儲器,專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計,與算數操作等面向用戶的指令,用于執(zhí)行邏輯運算,定時,計數,內部存儲程序和順序控制,具有較強的抗干擾性特點,通過模擬輸出/輸入或數字對各種類型的生產活成或機械進行控制。針對鋁加工行業(yè)金屬液壓打包機故障較為頻繁,并且難以處理和診斷,對基于PLC控制的液壓打包機,進行局部改造,有效提高生產效率,通過實際運行明顯降低故障率,取得較為明顯的效果。

關鍵詞:打包機 PLC控制 鋁加工 繼電器控制

中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)009-093-02

金屬液壓打包機在再生資源回收企業(yè)中得到了廣泛應用,尤其是市場上的一些中小型液壓打包機更極為受歡迎。金屬液壓打包機在鋁加工行業(yè)中應用廣泛,用處明顯,針對鋁加工的工藝流程,結合實際現場的生產要素,為了進一步提高打包的效率,優(yōu)化生產線,對電氣控制方面進行了改造。

1 液壓打包的現狀及前景

液壓剪切機和液壓打包機我國在20世紀80年代中期就開始起步研制應用。當時國家已經將廢鋼回收加工列入了節(jié)能項目當中,這主要是為了從宏觀政策上鼓勵發(fā)展。國家物資總局和商業(yè)部,為了廢鋼回收價能項目能夠正常實施,特別從捷克、美國、日本、西德等國家分別組織引進了一部分打包機以及廢鋼剪切機。首先對京、津等大中型城市進行了武裝,我國非金屬加工設備的生產體系,通過隨后不斷的技術合作和引進先進技術等多種形式逐漸形成。堅持以市場調節(jié)為輔,計劃經濟為主,是我國在80年代所堅持的發(fā)展國策,機械工業(yè)部責無旁貸地根據當時的國情,承擔了引進、研制開發(fā)、吸收、轉化等生產任務,為液壓系列等非金屬加工設備的推廣和應用,做出了不可磨滅的巨大貢獻。90年代后,隨著我國市場經濟的不斷完善和快速發(fā)展,研制和生產廢鋼加工設備的企業(yè),開始向長江流域和華東地區(qū)逐步轉移,為了響應國家的號召,在90年代初,很多公司開始擴大生產規(guī)模,引進先進技術,有不少廠家生產了一定數量的非金屬加工設備。

2 液壓打包機的基本原理

2.1 設備的組成

打包機主要由凝棉器、主要壓縮裝置、吸風風機、自動包皮裝置、輸送風管、穿條裝置、推進裝置、過濾器、電控裝置、液壓裝置等十個部分組成。

2.2 液壓打包機的原理

首先要先打開凝棉器,只有打開凝棉器,廢料才能夠進出,凝棉器的作用就像是進入打包機軀體的門,通過風機的風力作用廢料會被吸進打包機的主艙,不斷在主艙內積累,同時,打包機的主壓頭已經壓緊一次,同時等待下壓,提升至最上端。

廢料不斷在進裝置前方艙內積累,廢料達到所需要的重量時推進裝置上方的門會關閉,在門的上方會不斷有廢料落下。與此同時,纖維將會被推進裝置推入主艙,這時可以隨時準備打包工作,因為主艙已經堆滿了廢料。

廢料的打包要求因為已經得到滿足,所以主缸會實施下壓動作,在壓力達到設定值時推進裝置會回到原來的位置,并且將上方和前方的門關閉,這時,艙內又開始有廢料落入。

打包的過程因為已經完成,所以會打開主艙的側門,打包完成的成品會被推出主艙,這時完成了整個打包過程。廢料同時不斷在推進裝置的前方艙內積累,推進裝置上方的門,當達到纖維堆積的指標高度后關閉,推進裝置傳感器會向其發(fā)出指令,推進器然后進行預壓、動作,推進器在完成預壓后,會回到原位,打開上面的門,在艙內會不斷有纖維落入。同時,主壓頭返回原位,打包工作完成,等待下一塊廢料的打包。

3 改造的目的

整個液壓打包工藝流程,采用PLC作為控制軟件控制系統(tǒng),主要有以下幾個方面的影響:

(1)傳統(tǒng)的繼電器控制方式,給查找問題帶來了很大的不便,有的控制全部都是通過電氣元件來完成,接線較為麻煩,繼電器接線比較繁瑣,浪費電氣元件,很難查找設備的問題所在,而在這一方面如果利用PLC可編程控制器,則就顯得非常直接簡單了。

(2)作為新一代可編程控制器的PLC,生產過程的模擬量自動控制和順序邏輯控制可根據控制要求和工藝流程來實現,PLC具有可靠性高、使用方便、功能強、體積小、編程簡單等優(yōu)點。所以,在工業(yè)控制現場中PLC不僅被廣泛應用,同時也取得了較好的控制效果。

(3)在改造設備方面,PLC可編程控制器更加優(yōu)越可行,其只需要在程序里加些聯(lián)鎖和保護就可以實現,而傳統(tǒng)的繼電器接線方式,基本上需要改動所有的控制接線和元器件。

4 系統(tǒng)工作原理

4.1 手動控制

一般在自動控制失靈、系統(tǒng)調試以及檢修時應用,采用手動控制,打包機可以不分順序的動作。

4.2 自動控制

整個自動控制的過程可以大致分為以下幾個階段:

(1)在打包體內堆入廢料后,點擊盒蓋按鈕,盒蓋液壓缸然后開始動作,當盒蓋限位與蓋子相碰時液壓缸停止動作,完成第一個階段。

(2)向壓料方向側缸開始工作,走到停止限位,壓力達到15MP時停止動作。

(3)為讓鋁屑成為塊狀,主缸前進對鋁屑進行擠壓,當壓力達到15MP完成限位時,此階段完成。

(4)鋁塊在打包成型后,被送出通道側門。

(5)主缸再次前進,將鋁塊推出打包機體為止。

(6)側門關閉至初始位,側缸和主缸回程到初始位,為下一塊廢料做好準備。

5 液壓打包機控制和通訊實現

5.1 人機界面

在系統(tǒng)中HMI服務器創(chuàng)建信息資料,主要完成對組態(tài)進行協(xié)調,監(jiān)視功能以及采集信息。PLC與網絡HMI系統(tǒng)通過現場過程總線進行直接連接。

HMI服務器上的資料信息通過組態(tài)網絡HMI客戶機獲取,并對系統(tǒng)的運行狀況通過組態(tài)畫面來監(jiān)視。對HMI服務器上的過程資料和組態(tài)資料所有的HMI客戶機都能夠直接訪問??蛻粼谟脖P有所損壞的情況下,可以選擇使用普通的硬盤對系統(tǒng)軟件和數據等進行恢復和安裝工作。對輸入的任何信息計算機系統(tǒng)進行處理篩選和檢查,以避免超越限幅。輸入的信息如果超過限定值,那么將被拒絕,同時為了便于操作人員及時修改所輸入的資料,會發(fā)出警報。

5.2 通訊實現

為了能夠更好的維護和管理設備,隨著現場總線的快速發(fā)展,現場總線技術各個企業(yè)也在不斷的進行運用,打包機屬于小型設備,程序量相對較少,主要把液壓打包機當作是用來實現本系統(tǒng)的通訊實現,所以,在對其進行控制時可以當作子站,具體如下:

首先要將打包機作為支站編號,將其標號為BC5,這是非常重要的,我們將其作為子站的序號,通訊模塊本身有序號可以提供編輯,而子站的建立是通過通訊模塊的IM1533-1來完成的,硬件的組態(tài)設計如果已經完成,那么為了順利通訊,通訊模塊的撥碼器也必須要與之相對應,將打包機控制站設置為BC,在硬件方面一般采用紅綠顏色兩芯線的通訊線,通過專門的壓頭和通訊電纜進行通訊模塊的連接,打包機的CPU模塊需要將其修改為通訊模塊IM153-1進行通訊,另外,接線的方法一定要正確。同時將B4添加到通訊模塊IM153-1,硬件與外部的正確連接BC和B4通訊模塊連接成功也就完成了,最后子站的終端電阻需要置位,通訊模塊使用終端電阻需要多加注意。

在軟件方面需要添加一個新的FCloo數據塊,在鋸銑機組的程序中將打包機的所用功能塊的軟件程序,在鋸銑機組的控制器中置入,此外主程序的OBI需要改動,直接在OBI中調用FC100就可以實現通訊,如圖1。

6 總結

自本系統(tǒng)投入運行以來,改造后操作方便、系統(tǒng)運行可靠,提高了經濟效益,節(jié)省了大量的人力、物力和不必要的成本投入。

參考文獻:

[1] 吳錫棋.多級分布式控制與集散系統(tǒng)[M].北京:中國計量出版社,2000.

[2] 柴瑞娟,陳海霞.西門子PLC編程技術及工程應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.

[3] 王永華.現代電氣控制及PLC應用技術(第2版)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2008.

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