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和利时LM PLC在液压式三辊卷板机上的应用

2013年10月12日11:22:26 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
关键字:应用 电力 传感器 可靠性 

作者简介:陈 申北京和利时机器控制技术有限公司       PLC部技术支持部(南京办事处)

 

 

摘  要:液压式三辊对称式卷板机(三辊卷板机)结构式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过液压缸的液压油作用于活塞而获得,为液压传动;两下辊作旋转运动,通过减速机的输出齿轮与下辊齿啮合,为卷制板材提供扭矩。液压式三辊对称式卷板机结构紧凑,操作维修方便。采用基于和利时公司HOLLiAS LM PLC的三辊卷板机系统,可实现卷板机与PLC一体化无缝连接,同时通过串口RS232于HOLLiAS HT7000之间的通讯,动态响应快。

 

关键词  LM PLC;HT7000;液压式三辊卷板机

 

1 引言

卷板机(Rolling Machine)是对板料进行连续点弯曲的塑形机床,具有卷制O型、U型、多段R等不同的形状。为上调式对称式三辊卷板机,可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件,本机种两下辊为主动辊,上辊为从动辊。它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。

 

适合用于金属板材的弯曲变形,可卷制圆形,弧形和一定范围内的锥形工件,并有板材端部预弯功能,本机型两个下辊为主动辊可水平移动,上辊为从动辊可上下移动,移动方式有机械式和液压式,传动轴均采用万向连轴器连接。

 

2 设备控制工艺介绍

三辊卷板机有机械式和液压式。液压式三辊对称卷板机主要特点:该机上辊可以垂直升降,垂直升降的液压传动,通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得;下辊作旋转驱动,通过减速机输出齿轮啮合,为卷板提供扭矩,下辊下部有托辊,并可调节。上辊呈鼓形状,提高制品的直线度,适用于超长规格各种截面形状罐。

 

液压式三辊卷板机完成卷板动作过程中全部采用液压传动,PLC 输出动作去控制液压气缸动作。上辊位置反馈有编码器计数,计数的数值反映移动的位置。并将相关数据传送到触摸屏上等。上辊的位置精准度取决于编码器的反馈精度和动作气缸的速度。

 

3 系统设计

液压式三辊卷板机系统一般由以PLC为核心的控制机柜、位置反馈传感器、动作执行机构、液压系统、动力传动装置和触摸屏组成,系统装置如图2-1所示。卷板机控制柜里配置有PLC、相序保护器、跳闸继电器、热继等。每一路输入、输出通道都有与之相对应的指示灯,可以检查某一通道的动作情况,且系统具有在线试验功能。

 

图  2-1  液压式三辊卷板机系统组成

由于系统对位置精度要求特别高,对计数的精准性有一定的要求,和利时LM3108可以接受单相计数器:3点,100KHz 和两相计数器:2点,100KHz 。所以液压式三辊卷板机采用和利时公司高性价比的LM系列PLC,由于LM3108有24DI和16DO。由CPU模块完成所有输入信号的逻辑处理和输出信号的逻辑控制,从硬件和软件上实现了上辊位置的精确控制,硬件结构如图2-2所示。

 

图  2-2  液压式三辊卷板机系统硬件结构示意图

以基本配置的液压式三辊卷板机与基于LM3108为列,输入输出信号清单如下:

表  3-1 输入输出信号清单

序号 信号类型 输入输出信号说明

1 DI 固定侧上辊--光栅尺A相

2 DI 固定侧上辊--光栅尺B相

3 DI 翻倒侧上辊_光栅尺A相

4 DI 翻倒侧上辊_光栅尺B相

5 DI 移动架_光栅尺A相

6 DI 移动架_光栅尺B相

7 DI 上辊压力

8 DI 固定侧上辊接近开关

9 DI 复位到位 恢复接近开关

10 DI 翻倒到位 卸料接近开关

11 DI 上辊中心点

12 DI 上辊同进 降

13 DI 上辊同退 升

14 DI 翻倒侧上辊单进 降

15 DI 固定侧上辊单进 降

16 DI 前移

17 DI 后移

18 DI 下辊正转

19 DI 下辊反转

20 DI 卸料

21 DI 恢复

22 DI 油泵启动

23 DI 油泵停止

24 DO 主电机正转

25 DO 主电机反转

26 DO 主电机前移

27 DO 主电机后移

28 DO 复位

29 DO 翻倒

30 DO 翻倒侧上辊进(降)

31 DO 翻倒侧上辊进(升)

32 DO 固定侧上辊进(降)

33 DO 固定侧上辊进(升)

34 DO 油泵

35 DO 频敏电阻切换

 

4 应用特点

基于LM系列PLC的液压式三辊卷板机系统具有如下特点:

 准确性及可靠性

准确性、可靠性是液压式三辊卷板机系统的关键,本系统采用了LM 3108 PLC运行方式,LM配置高性能的工业级处理器,具有纳秒级的处理速度以及大容量的内存,可使液压式三辊卷板机保护逻辑程序准确、快速地执行,这在硬件上也大大保证了系统的高可靠性。确保整套装置在任何情况下,都能正确可靠地实现液压系统跳闸功能。以往装置中重点关注的液压“拒跳”或“误跳”的情况,可在程序设计过程中得到充分合理的处理,这在技术上保证了系统的高可靠性。

 

 系统功能强

由于LM系列PLC体积小,集成化程度高,运算速度快,逻辑控制容量大,所以整套程序中除了状态报警、遮断停机等常规功能外,还可进行在线试验功能。该功能的作用在于机组正常运行时, 检查压力开关、电磁阀等外围元器件的状态,提高整套装置的自身安全系数。

 

增加卷板机首出原因记忆功能,帮助运行人员在第一时间知道停机的第一起因,避免了以往或者显示面板上有多项报警指示,分析不出第一起因,或者随着现场情况的瞬息变换,指示灯的熄灭,也找不到第一起因。同时,该功能的存在也为事故追忆系统(SOE)的记录提供了验证手段。该功能可通过程序编写完成,不需要增加任何硬件设备,而且完全应用编程技巧。在没有发生停机条件时,该功能不需要执行,不占用系统监测的时间,使系统的监测、停机功能得到较大程度的实现。

 

参考文献

[ 1 ]  胡虔生,胡敏强.电机学[M].  中国电力出版社

[ 2 ]  许贤良,王传礼.液压传动系统[M]. 国防工业出版社

[ 3 ]  方承远.工厂电器控制技术[M].机械工业出版社

[ 4 ]  顾战松.可编程控制器原理与应用[M].国防工业出版社


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