黄智英：彩钢板成型机控制系统的改造 |
| 2012-10-22 16:29 作者：黄智英 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网10月22日讯】据《科技与生活》杂志2012年第16期刊文称，本文在了解企业彩钢板生产设备情况以及企业的改造要求的基础之上，分析目前企业彩钢板成型机控制系统的工作原理，控制线路，对三菱系列PLC的小数计算问题以及变频器在停止过程中缓冲误差等问题进行改进，优化了彩钢板成型机控制系统。
关键词彩钢板；控制系统；PLC；变频器
中图分类号TN914文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)082-
1彩钢板成型机控制系统的研究现状
1.1彩钢板压型机的结构组成
由9对轴子组成，起两个作用。
1）传送彩钢板的作用。
2）彩钢板压成型的作用。由1个主电动机通过链转动，驱动轴子转动。
利用9对上、下垂直排列的轴子的挤压作用，使彩钢板沿直线运动，同时形成。
1.2彩钢板压型机的工作原理
1.2.1液压系统
由剪刀、液压油泵、液压油缸、液压油泵的驱动电机、手动操纵液压阀（没改造之前）等组成。其工作原理：首先液压油泵的驱动电机通过皮带使油泵转动，产生油压，然后由工作人员扳动液压控制阀上的操纵手柄，从而液压油缸控制剪刀的上下运动，从而完成彩钢板的剪切。
1.2.2电气控制系统（电路部分）
主要由控制驱动9对轴子的主电机、液压油泵的驱动电机、控制按钮、交流接触器、热继电器等电路组成。其作用是：控制主电机启、停；油泵驱动电机启、停；点动控制主电机的前进、后退；机器急停。改造前其控制完全是手动的，控制按钮面板部分很简单，由急停按钮，主电机正点动、返点动按钮，电机的启、停按钮，油泵电机的启、停按钮等组成。
1.3彩钢板压型机控制电路的改造背景
原有系统采用手动控制系统控制，长期以来，在彩钢板生产中长度控制误差控制达不到规范要求，并且生产效率低，而且原有电气设备启动停止频率高，造成能源消耗，降低整机的使用寿命，为此提出改造原控制系统。
1.4改造的目的及改造思路
根据以上该机器的缺点，决定对其进行技术改造，主要是在液压系统和控制电路上，提高其自动化程度。
1）为保证机器的操纵方便、可靠，任然保留其手动部分，比如主电机的启、停，油泵电机的启、停，急停按钮，剪刀上下运动，主电机电动方式下的正反转等。
2）改造控制电路、液压油路，实现对彩钢板的轴压、剪切的自动工作方式。
3）在程序及设备中设置手动、自动的切换方式的选择以及高、中、低速转动的选择。所以专门配备了两个选择按钮，同时也设置了相应的程序。
4）设计一个控制柜，将以上按钮、PLC、触摸屏、变频调速器、交流接触器、继电器等安装在其内部，以替换原来的控制面板及控制电路。
2彩钢板成型机控制系统改造的研究方法
通过这次研发，将原来测量、滚压、剪切成型全手动人工完成的板材成型机改造成现设定长度、滚压、剪切成型具有手动，单周期、单批次全自动，多品种多批次全自动三种工作方式的板材成型机控制系统，研究价值框图如图1所示：
图1研究价值框图
本项研究采用理论与实践相结合的研究方法，主要解决三菱系列PLC的小数计算问题和变频器在停止过程中缓冲误差问题。首先进行方案选择设计，然后进行硬件设计、软件设计，最后通过安装调试，从而最终上机完成系统调试。技术路线如图2所示：
图2彩钢板成型机控制系统改造的技术路线
3彩钢板成型机控制系统改造的硬件电路
3.1原理图的设计
设计一个控制柜，将以上按钮、PLC、触摸屏、变频调速器、交流接触器、继电器等安装在其内部，以替换原来的控制面板及控制电路。
3.2布线图的设计
电气原理图设计符合要求后，接下来就是设计控制电路的布线图，这也是关键的步骤，设计过程中要考虑到线路的电流特性，走向及干扰问题，将布线图设计成三大块。
1）电气控制的AC布线图的设计。
主要将空气空气开关、保险、热继电器、交流接触器等由380V或220V电压供电的设备安装在一块板上。
2）操作面板的DC布线图的设计。
主要是将PLC，KAI-KA5继电器、开关电源等元件安装在一块板上，AC板DC板两块板背靠背地固定于控制柜中。
3）操作面板的DC布线图的设计。
A.B.C.三相电源指示灯，主电机电源指示灯、油泵电源指示灯、直流电源指示灯、主电机启、停按钮，油泵启，剪刀上、下运行按钮，主电机正反转按钮，停止按钮，触摸屏。
4彩钢板成型机控制系统改造的软件设计
5结论
整个改造过程历时2个多月，2011年7月投入使用，彩钢板成型机自动控制系统通过半年多的生产实践检验，生产运行结果完全达到要求，满足生产需要。具体改造改进指标如下：
1）实现从进料，压到出料的整个过程的自动化，又能实现各个环节的手动控制。
2）生产效率比改造前提高5倍。
3）改造后取消计数等人员，为企业节约大量的人力、物力和财力，有效地降低生产成本。
4）生产长度的设置（0.5-25）m确保长度误差从改造前的10mm，降低到了最大3mm，提高了成品合格率。
参考文献
[1]鲍风雨主编.典型自动化设备及生产线应用与维护[J].机械工业出版社,2004,1.
[2]王子文主编.PLC技术及应用项目教程[J].北京科学技术出版社,2010,1.
[3]三菱公司.三菱微型可编程控制器FX1N使用手册[J].三菱公司,2000.
[4]廖常初主编.FX系列PLC编程及应用[J].机械工业出版社,2005,1.
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