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长沙西门子模块代理商DP电缆供应商
1、引 言
钢水的真空处理应用于钢水的脱氢、脱氮、去氧(轻处理)和脱硫,同时具有合金微调和温度调整的功能。攀钢生产特殊钢,如轨道钢、低合金结构钢、齿轮钢、氧气瓶钢等都需要经过真空处理,是方坯连铸生产的重要环节。应用于真空非处理状态下,对真空室进行保温,减少温降,祛除真空室内壁表面结瘤。根据炼钢厂对真空系统的生产要求,控制系统要具有高性、易操作性、维修方便、控制功能的特点,真空控制系统的可编程控制器采用SEIMENS公司的SIMATIC S7-400 PLC。SIMATIC S7-400 PLC是具有中性能的PLC,具有模块化和用户易于掌握的特点,并具有高速的指令处理、人机界面、CPU的智能化诊断、具有网络通信、软件编程语言丰富的特点。
2、自动化级控制系统
根据真空的工艺设备情况,真空控制系统设计采用SIEMENS公司的SIMATIC PCS7过程控制系统,系统主要由一套S7 400 PLC、两台监控站和二级计算机系统构成。
RH控制系统采用两级控制系统组成,一级基础自动化系统和二级计算机控制系统,在一级基础自动化系统中完成其逻辑控制和控制回路的调节控制,二级计算机系统从基础自动化系统采取过程生产数据,根据生产计划和来钢情况进行模型运算,优化出生产参数下送到基础自动化系统执行操作。RH基础自动化系统采用西门子公司的S7 400系列的PLC控制器组成过程控制系统,网络系统采用西门子公司的工业以太网来连接LF系统、合金下料系统、中控室的操作站、报表打印机和RH的二级计算机等设备。过程控制系统采用西门子公司的S7 400系列组成PLC控制系统,操作台采用ET200M利用PROFIBUS-DP网络接入PLC主控器以减少电缆布线。机电一体设备采用RS232协议与PLC的主控器通讯。操作站与PLC系统之间采用工业以太网协议通讯,一级操作站和二级计算机采用西门子OPC协议来完成数据交换。为了对控制设备的,其传动系统采用VVVF技术来进行调速控制。
3、加热过程描述研究
在非处理期间由停放位开始下降,当下降到预设加热高度时,加热煤气和氧气阀打开,煤气点火燃烧,调节煤气和氧气流量到给定值对真空室进行加热或除瘤。
图1 加热过程
位置和加热控制以及辅助控制的设备是PLC,软件是RH PLC使用的软件,控制程序是用STEP 7编程语言编写的,使用梯形图、功能框图、语句表语言。程序编写使用了模块化编写方式。
3.1 PLC对操作方式的实现
(1)事故操作方式(气动马达):在事故状态下,将气动马达耦合手柄打到气动马达位置,用N2升降。电动操作和气动马达操作,通过一个耦合器进行切换,有一个行程开关检测处于气动或电动状态。(2)就地操作方式(现场操作箱):在现场操作箱上选择“就地”,按“上升”按钮(自复位按钮),以给定速度上升,当运行到紧急上,自动停止;按“下降”按钮(自复位按钮),以给定速度下降,当运行到紧急下,自动停止。操作完毕,将选择开关置于“远控”(现场操作台)方式。当现场操作箱选择“就地”操作时,现场操作台、PLC和LEVEL 2均不能对进行操作。(3)本地手动操作方式(现场操作台):在现场操作台上将钥匙开关置于“本地”(LOCAL)上升过程:将膨胀密封圈松开,当离预定位置较远时,按“高速上升”按钮(自复位按钮),高速上升,当快接近预定位置时,改按“低速上升”按钮,低速上升,到预定位置松开按钮,停止运行。锁紧膨胀密封圈。上升过程中,当到达上,自动停止运行。下降过程:将膨胀密封圈松开,当离预定位置较远时,按“高速下降”按钮(自复位按钮),高速下降,当快接近预定位置时,改按“低速下降”按钮,低速下降,到预定位置松开按钮,停止运行。锁紧膨胀密封圈。下降过程中,当到达下,自动停止运行。在现场操作台上设有1个BCD码数字显示表,显示的位(距真空室底部的距离),设有“本地/远程”、“高速上升”、“低速上升”、“高速下降”、“低速下降”及位置限等指示灯。操作完毕,应将现场操作台上的钥匙开关置于“远程”(REMOTE)方式。操作台设有PLC的远程I/O站,使用PROFIBUS-DP网络与主站相连,传输速率是12M/S。使用PROFIBUS-DP协议。(4)远程操作方式(OSM操作站操作):只有当实际位≤停放位(Parking bbbbbbbb)时,可以进行远程操作操作员直接在操作站上输入位设定值,在PLC中将实际位与设定位进行比较,控制的升降;当位差值>100mm时,高速运行(上升/下降),当位差值<100mm时,低速运行(上升/下降);当位差值<10mm时,停止运行,保证位置控制精度在+/-10mm。远程操作时操作站通过工业以太网与PLC相连,传输速率是100M/s。使用TCP/IP协议。
3.2 位置控制
位置控制是按位置偏差控制的闭环控制,在自动方式运行下,操作人员根据真空室的温度情况对要到达的加热位在操作站上进行位值的预设定,数据由以太网传送到CP模板,CP模板将数据传送到CPU的存储区,STEP7软件编制的应用程序执行相应的控制程序,通过编码器反馈的值进行位的偏差控制。的位通过编码器进行测量,编码器产生的脉冲信号由FM451计数模板读入,CPU通过功能块将FM451计数模板的信号读出到程序中,将计数值转换成对应的高度值,与预设的高度值相减得到偏差值,根据偏差值来控制的快慢速及停止。在程序中使用数值运算、比较运算就可得到控制信号,由信号模板输出到变频器去控制电机,从而实现对的升降控制。在下限对位进行初始校正。的行程为0~6米;OMS和现场现场操作台上显示的位是:头距离真空室底部的距离。100mm以上是快速,10~100mm之间是慢速,10mm以下PLC发出停止指令。软件程序控制设计框图如下。
图2 软件程序控制设计框图
3.3 燃烧加热控制
燃烧加热控制是在非处理期间在大气加热下对真空室进行加热或除瘤化渣。对真空室进行保温,以及除去真空室的残渣。加热启动时,当到达预定加热高度时,PLC控制燃烧控制单元打开切断阀,燃气燃烧,PLC控制调节阀调节流量,达到给定流量。火焰检测器检测火焰的燃烧情况,不满足燃烧强度则自动提。给定在操作站设定。
图3 信号传递结构简图
中通过的气体有N2、O2和CO。燃烧加热控制是控制CO和O2的比例和流量,流量调节是个简单闭环控制系统,控制采用PID算法控制,数学模型如下:
e=PV-SV (1)
(2)
PV:流量实际值;SP:流量设定值;e:流量差;OUT:控制器输出;δ:比例度;Ti积分时间;Td:微分时间。
在程序中,直接调用PID功能块就能很好的实现数据运算。这里使用的是FB41连续控制PID功能块,能非常方便的对其进行参数组态。在适当调整δ,Ti,Td三个参数值后,就能获得较好的控制质量。加热时由流量计检测流量,控制器得出调节阀的开度值输出控制调节阀的开度,来控制燃气流量达到预定值。也可用手动方式控制调节阀的开度,来调节流量,此时是个开环控制。处理开始时和结束后,需要用N2对进行吹扫,清扫管道中的煤气,气体通断由PLC通过电磁阀进行控制。处理完毕,要对CO、O2管道进行压力测试,分别由电接点压力表和切断阀来完成,保证气体管道无泄漏。
图4 软件程序设计框图
3.4 冷却控制
用MCW进行冷却,冷却水进出口流量用电磁流量计测量。远程手动打开进水阀,当进水流量>98t/h或进出水流量差>900L/h自动关闭进水阀。
3.5 膨胀密封圈控制
升降时,膨胀密封圈应松开,停止时,膨胀密封圈应充气密封,防止真空室内高温烧坏密封圈。膨胀密封圈松开时,同时对孔用N2吹扫,防止密封圈被烧。
4、结 语
过去在工厂的实际运用中,有些地方发生了烧坏模板的事故,导致了生产中断的事件。本文作者点:系统有较强的数据处理实现数据报表的自动生成、数据库的访问等多种功能。系统的可编程控制器控制以微处理器为基础,综合计算机技术、自动控制技术和通讯技术,具有性、易操作性、灵活性、机电一体化和较强的适应恶劣环境的特点。目前实际运用当中PLC系统的供电系统非常,人机界面友好,易操作,使用维护方便。PLC满足了各项控制功能的需要,体现了其强大和的控制功能,在攀钢获得广泛的应用,为企业每年节约成本近百万元。
加快陶瓷零件成型设备的研究对于缩短陶瓷制件的制造周期以及提高企业的生产效率具有重要的意义.简述了目前陶瓷零件快速成型设备的发展状况,着重介绍了基于陶瓷零件层合速凝技术所设计的一种陶瓷零件快速成型设备铺料机构的基本结构、工艺流程和工作原理,设计了该设备铺料机构PLC控制系统.该系统运行良好,满足了产品自动化生产的要求,提高了工作效率. 陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、高强度和高硬度等优点,应用非常广泛.陶瓷零件快速成型技术已成为制造技术领域研究的热点和之一.开发新的陶瓷零件快速成型设备在加快陶瓷制件的生产效率、提高经济效益方面具有重要的意义.总体来说,在陶瓷零件快速成型设备的研究上了长足的进步,而且陶瓷零件快速成型设备在实际生产中也得到了广泛的应用.但是,还存在着设备昂贵、投资大、材料浪费严重等缺点.从目前来说,应用于陶瓷零件快速成型的激光成型设备造价偏高,如喷墨打印和熔融堆积成型设备对陶瓷浆料的流动性和制件质量具有双重要求,不易控制.陶瓷零件快速成型机是在王秀峰教授口3等提出的陶瓷零件层合速凝快速成型技术的基础上研究开发的一种新型陶瓷零件快速成型设备,该设备具有、少、取材广泛、工作性能良好等特点.与其它控制方式相比,PLC具有性高、功能性强、安装简单等特点,基于此,设计了陶瓷零件快速成型机铺料系统的PLC控制系统.试验证明,该系统较好地满足了工艺的要求,实现了机械自动化,提高了工作效率.
1铺料机构工作原理
1.1铺料机构组成
铺料机构主要由铺料台3、料斗1l、刮平装置14、加热装置6、工作台水平运动装置1、铺料台升降装置8及搅拌装置(图1中未表示)组成.
铺料台3主要由升降装置控制其在竖直方向上运动(步进电机lO带动竖直方向上滚珠丝杠运动).料斗由步进电机7通过带动丝杠5实现其左右运动.工作台水平运动由电机控制Y向的导轨实现.在导轨和丝杠的两端装有左位限位开关,可以有效地控制料斗的行程范围.刮平装置起到刮平蜡料和陶瓷浆料被加工表面的作用.加热装置通过加热蜡料,使蜡料保持熔融状态,避免蜡料粘滞刮平装置,同时,也保证了蜡料铺设均匀.搅拌装置通过搅拌浆料,避免浆料的沉淀,使浆料成分均匀化.石蜡和陶瓷浆料料斗内各有一搅拌轴,由电机驱动齿轮机构带动搅拌轴搅拌浆料,为了增强搅拌轴的强度和抗扭、抗弯刚度,把搅拌轴做成空心状,同时也减少了搅拌轴的自重.该齿轮传动机构动作主要由电机通过联轴器带动主动齿轮,然后主动轮通过与分别安装在2个搅拌轴端部上的从动齿轮啮合,同步带动搅拌轴搅拌浆料.当需要刻在蜡料被加工表面上雕刻形状时,由PLC控制系统通过输入/输出接口向主控计算机传输数据信号,由主控计算机发出CNC指令,在铺料台上的蜡料被加工表面雕刻出所需形状,雕刻完以后再由主控计算机触发PLC进行下一步控制,从而实现交互作用,相互触发.
1.2铺料机构工作流程
为了使铺料机构内部各机构能协调运行,好地实现铺料机构的PLC控制,分析铺料机构的动作是必需的.
陶瓷零件快速成型机铺料系统的动作如下:(1)在系统的初始状态(料斗停在原位,刻及丝杠停转)时,工作台复位,启动系统水平运动电机正转带动料斗左行并开始铺石蜡,同时加热并搅拌.(2)石蜡铺到位,石蜡斗关闭,同时电机反转带动料斗回到原位.(3)料斗回位,石蜡凝固30 s.(4)石蜡凝固完毕,电机正转带动刻下移并开始雕刻.(5)雕刻完毕,电机反转带动刻上移.(6)刻回位,同时水平电机正转带动料斗左行铺陶瓷.(7)陶瓷铺到位,陶瓷斗关闭,同时电机反转带动料斗回原位.(8)料斗回原位,竖直电机正转带动工作台下降2 mm.(9)工作台下降到位,一次加工过程结束,此时系统处于初始状态.
重复以上过程,直到坯件完整.然后烧结坯件,即可得制品.
2 PLC控制系统设计
2.1设计流程图
由铺料机构的工艺要求可知,该PLC控制系统需满足以下控制要求:(1)要求加热和搅拌在整个过程中一直进行,并且石蜡料斗和陶瓷料斗不能同时开合.(2)水平电机二次工作在刻回位后进行.(3)水平电机匀速转动带动料斗平稳运行,以保证铺料均匀.(4)当自动方式结束一个循环时,系统处于初始状态.
在铺料机构工艺流程的基础上,设计了陶瓷零件快速成型机铺料机构动作流程图,如图2所示.
2.2控制系统实现
为了满足上述的工艺要求,该PLC控制系统有4台电机M1,M2,M3和M4,电机M1通过正反转来拖动料斗的前进和后退,电机M2通过正反转来控制刻的上下移动,M3和M4则分别用来控制工作台的升降和搅拌浆料.用左右位限位开关SQl,SQ2和上下位限位开关SQ3,SQ4来作为料斗的左右行程和刻的上下行程限位置.当按下启动按钮时,继电器线圈KMl接通,电机得电正转带动丝杠,通过丝杠带动料斗右行,当碰到限位开关SQ2,KMl断电,KM2接通,电机反转,料斗左行返回,直到压下左位限位开关SQl,表明料斗完成一个行程回到原位.同理,当电机正转时带动刻下行,碰到刻下位限位开关SQ4时电机反转,刻返回,直至压下刻上位限位开关SQ3,刻完成一个行程.在这一过程中,雕刻过程由CNC系统控制,当雕刻完以后CNC系统发出指令,刻压下下位限位开关SQ4,刻上移.
为了起见,对可能发生干涉的动作进行了互锁控制.如由于该系统要求加热和搅拌在整个过程中一直进行,并且石蜡料斗和陶瓷料斗不能同时开合,因此控制铺料料斗左右移动的电机正反转要进行互锁控制,控制工作台升降电机也要进行互锁控制等.为了使刚铺完的石蜡浆料能充分冷却,每次料斗铺完蜡料后使用定时器延时料斗的动作.为了使料斗里的浆料在工作过程中不致于冷却,使用加热器对料斗里的浆料进行加热,由加热器温控仪控制浆料温度在95℃左右.
根据工作要求,系统中有开关量I/O点16个,其中输入点7个,输出点9个.基于多方面的考虑,PLC选用SIMATIC S7-200系列PLC.PLC外部接线图和I/O口接线图如图3和表1所示.在控制系统实现上,用三维造型软件生成需要制造的陶瓷零件的三维实体模型,然后用分层软件对三维软件进行分层切片处理,得到每一层的形状和厚度,并生成符合快速成型工艺特色的CNC数据信息,由主控计算机发出指令给CNC成型控制子系统,使刻在料斗铺设已凝固好的每一层石蜡上刻出该层形状.然后,主控计算机向PLC发出指令,由PLC控制铺料系统在镂空处成型材料,并对成型情况进行监控并进行运动参数的反馈,必要时对快速成型设备的运动状态进行干涉,重复累加之后烧结坯件,终形成陶瓷制件.
本文就川中矿区油管修复的实际情况给出一个利用三菱 PLC和MCGS组态软件实现的油管清洗监控系统。详细阐述了系统的结构、硬件设计、通讯方式的构成以及软件的设计思想。该系统已经投入运行,应用效果良好。1.引 言
九十年代初,国内绝大多数油田对从井筒内取出的油管采取直接在现场用锅炉车产生高温蒸汽清洗的办法来清洗油管内外壁,这种办法一方面会造成环境污染,另一方面清洗效果也不理想。随着油田生产的规模化、化,大多油田成立了油管修复单位,、定员、定设备进行油管的清洗、检测、修复工序。清洗环节国内油田主要采用三种方式:高压旋转水射流、中频加热清洗和高温热洗。
可编程控制器(PLC)以其高性、适应工业过程现场、强大的联网功能等特点,现已广泛应用于生产工艺过程。在目前的很多自控系统中,常选用PLC作为现场的控制设备,用于数据采集、状态控制和输出控制,而在系统上位机(通常为工控机)上利用工控组态软件来完成工业流程及控制参数的显示,以实现监控和管理功能。这种控制系统充分利用了微型机和PLC的各自的特点,实现了优势互补,得到了广泛的应用。
根据川中矿区油管修复的实际情况,设计了以研华Pentium D工控机、Mitsubishi FX2N型PLC为硬件,以昆仑通态MCGS6.2为软件平台的计算机监控系统,对油管进行高温热洗操作。系统总体设计如图1。
下面从硬件和软件两方面对油管高温热洗工艺进行分析。
2.硬件构成
利用现有一台2T锅炉通过旁管对热洗池内清洗液(主要成分为清水,含适量比例的氢氧化钠和金属表面活性剂配剂)进行加热。考虑油管体积、质量较大,人工搬运不便,且热洗间处于高温危险环境,故采用机械滚轮传输、气缸举升和机械式链提升装置,并由磁敏、光电或机械式行程开关对油管进行限位或控制滚轮、气缸的动作。
整个工艺系统设计采用Mitsubishi FX2N-128型PLC作为控制。本身具有128个数字量I/O点,可以满足设计需要,同时为了以后扩充还留有余量。为了现场能对进行处理,将PLC编程口保留,而在PLC上增加一个FX2N-485-BD与工控机相连,与MCGS软件结合,实现计算机监控操作功能。硬件构成简图如图2。
3.软件分析
待清洗油管经传输线进入热洗池内管架,与池内清洗液充分接触,进行热交换,油管内外壁溶化、剥离,上浮至清洗液表面。油管被链提升装置提出至液面以上,进行次控水。控水完毕后仍经链提升装置提升至通径传输线一。通径传输线一正转,将油管送至内壁冲洗机,进行内壁冲洗。冲洗完毕后通径传输线一反转,油管后退至通径传输线一下料感应器,通径下料翻板动作,将油管翻至通径传输线二。通径下料翻板回位后,控水气缸动作,进行二次控水。控水完毕后,通径传输线二正转,将油管传输通过外壁冲洗机,进行外壁清洗。完毕后出料,完成一根油管的清洗作业。PLC编程思路如图3。
由于整个系统监控点数多,画面复杂,自行设计软件周期较长、难度较大,所以上位机采用国内的组态软件——MCGS进行编写。MCGS是运行于Win95/98/NT/XP平台的全中文可视化的组态软件,采用了多线程、多任务、COM组件等新技术,提供近百种绘图工具和基本图符,快速构造图形界面,能方便地构成监控画面,具有丰富的设备驱动程序,支持数据采集板卡、智能模块、智能仪表、PLC、变频器、网络设备等1000多种国内外众多常用设备,支持温控曲线、计划曲线、实时曲线、历史曲线、XY曲线等多种工控曲线,灵活的组态方式和数据链接功能,支持OPC接口、DDE接口和OLE技术,可方便的与其他各种程序和设备互连用其构造监控系统能大大缩短开发时间,并能保证系统的质量。MCGS与PLC之间通信采用的是RS-485通讯协议。MCGS组态软件通过串行口与PLC进行通信,访问PLC相关的寄存器地址,以获得PLC所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。在实际编程过程中不需要编写读写PLC寄存器的程序,MCGS提供了一种数据定义方法,在定义了I/O变量后,可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、趋势分析、数据记录和报警显示。
根据监控的实际要求,设计的软件实现了下述功能:工艺流程进行动画显示,可以直观的看出各条传输线、水泵、电机的运转情况,以及热洗池内油管数量和班产量。通过软件提供的OPC技术,将三菱的编程软件集成到监控界面上,使系统有操作和调试加方便。此外,针对不同的操作人员,可以在主界面上设置不同的系统操作权限及密码,并给予系统操作帮助等等。
过程控制系统采用SIEMENS的PCS7系统,PLC采用SIEMENS的S7-400系列,系统集数据采集、过程监视、过程控制为一体的系统,方坯精炼真空处理投产,为钢的生产,特别是重轨钢的生产,提供了良好的工艺环节。 1、引 言
钢水的真空处理应用于钢水的脱氢、脱氮、去氧(轻处理)和脱硫,同时具有合金微调和温度调整的功能。攀钢生产特殊钢,如轨道钢、低合金结构钢、齿轮钢、氧气瓶钢等都需要经过真空处理,是方坯连铸生产的重要环节。应用于真空非处理状态下,对真空室进行保温,减少温降,祛除真空室内壁表面结瘤。根据炼钢厂对真空系统的生产要求,控制系统要具有高性、易操作性、维修方便、控制功能的特点,真空控制系统的可编程控制器采用SEIMENS公司的SIMATIC S7-400 PLC。SIMATIC S7-400 PLC是具有中性能的PLC,具有模块化和用户易于掌握的特点,并具有高速的指令处理、人机界面、CPU的智能化诊断、具有网络通信、软件编程语言丰富的特点。
2、自动化级控制系统
根据真空的工艺设备情况,真空控制系统设计采用SIEMENS公司的SIMATIC PCS7过程控制系统,系统主要由一套S7 400 PLC、两台监控站和二级计算机系统构成。
RH控制系统采用两级控制系统组成,一级基础自动化系统和二级计算机控制系统,在一级基础自动化系统中完成其逻辑控制和控制回路的调节控制,二级计算机系统从基础自动化系统采取过程生产数据,根据生产计划和来钢情况进行模型运算,优化出生产参数下送到基础自动化系统执行操作。RH基础自动化系统采用西门子公司的S7 400系列的PLC控制器组成过程控制系统,网络系统采用西门子公司的工业以太网来连接LF系统、合金下料系统、中控室的操作站、报表打印机和RH的二级计算机等设备。过程控制系统采用西门子公司的S7 400系列组成PLC控制系统,操作台采用ET200M利用PROFIBUS-DP网络接入PLC主控器以减少电缆布线。机电一体设备采用RS232协议与PLC的主控器通讯。操作站与PLC系统之间采用工业以太网协议通讯,一级操作站和二级计算机采用西门子OPC协议来完成数据交换。为了对控制设备的,其传动系统采用VVVF技术来进行调速控制。
3、加热过程描述研究
在非处理期间由停放位开始下降,当下降到预设加热高度时,加热煤气和氧气阀打开,煤气点火燃烧,调节煤气和氧气流量到给定值对真空室进行加热或除瘤。
位置和加热控制以及辅助控制的设备是PLC,软件是RH PLC使用的软件,控制程序是用STEP 7编程语言编写的,使用梯形图、功能框图、语句表语言。程序编写使用了模块化编写方式。
3.1 PLC对操作方式的实现
(1)事故操作方式(气动马达):在事故状态下,将气动马达耦合手柄打到气动马达位置,用N2升降。电动操作和气动马达操作,通过一个耦合器进行切换,有一个行程开关检测处于气动或电动状态。(2)就地操作方式(现场操作箱):在现场操作箱上选择“就地”,按“上升”按钮(自复位按钮),以给定速度上升,当运行到紧急上,自动停止;按“下降”按钮(自复位按钮),以给定速度下降,当运行到紧急下,自动停止。操作完毕,将选择开关置于“远控”(现场操作台)方式。当现场操作箱选择“就地”操作时,现场操作台、PLC和LEVEL 2均不能对进行操作。(3)本地手动操作方式(现场操作台):在现场操作台上将钥匙开关置于“本地”(LOCAL)上升过程:将膨胀密封圈松开,当离预定位置较远时,按“高速上升”按钮(自复位按钮),高速上升,当快接近预定位置时,改按“低速上升”按钮,低速上升,到预定位置松开按钮,停止运行。锁紧膨胀密封圈。上升过程中,当到达上,自动停止运行。下降过程:将膨胀密封圈松开,当离预定位置较远时,按“高速下降”按钮(自复位按钮),高速下降,当快接近预定位置时,改按“低速下降”按钮,低速下降,到预定位置松开按钮,停止运行。锁紧膨胀密封圈。下降过程中,当到达下,自动停止运行。在现场操作台上设有1个BCD码数字显示表,显示的位(距真空室底部的距离),设有“本地/远程”、“高速上升”、“低速上升”、“高速下降”、“低速下降”及位置限等指示灯。操作完毕,应将现场操作台上的钥匙开关置于“远程”(REMOTE)方式。操作台设有PLC的远程I/O站,使用PROFIBUS-DP网络与主站相连,传输速率是12M/S。使用PROFIBUS-DP协议。(4)远程操作方式(OSM操作站操作):只有当实际位≤停放位(Parking bbbbbbbb)时,可以进行远程操作操作员直接在操作站上输入位设定值,在PLC中将实际位与设定位进行比较,控制的升降;当位差值>100mm时,高速运行(上升/下降),当位差值<100mm时,低速运行(上升/下降);当位差值<10mm时,停止运行,保证位置控制精度在+/-10mm。远程操作时操作站通过工业以太网与PLC相连,传输速率是100M/s。使用TCP/IP协议。
3.2 位置控制
位置控制是按位置偏差控制的闭环控制,在自动方式运行下,操作人员根据真空室的温度情况对要到达的加热位在操作站上进行位值的预设定,数据由以太网传送到CP模板,CP模板将数据传送到CPU的存储区,STEP7软件编制的应用程序执行相应的控制程序,通过编码器反馈的值进行位的偏差控制。的位通过编码器进行测量,编码器产生的脉冲信号由FM451计数模板读入,CPU通过功能块将FM451计数模板的信号读出到程序中,将计数值转换成对应的高度值,与预设的高度值相减得到偏差值,根据偏差值来控制的快慢速及停止。在程序中使用数值运算、比较运算就可得到控制信号,由信号模板输出到变频器去控制电机,从而实现对的升降控制。在下限对位进行初始校正。的行程为0~6米;OMS和现场现场操作台上显示的位是:头距离真空室底部的距离。100mm以上是快速,10~100mm之间是慢速,10mm以下PLC发出停止指令。软件程序控制设计框图如下。 夹紧:按夹紧按钮,发出工件夹紧信号,使电磁阀YV5通电,阀16右位工作,压力油经阀14、单向阀15进入夹紧缸18的大腔,而小腔回路至油箱,工件夹紧。当夹紧到位后压力继电器KP动作,表示工件已夹紧。
快进:按启动按钮后,电磁阀YV1通电,使得阀9左位、减压阀10、阀7右位和阀8右位接入系统,液压缸差动连接,使滑台快速进给。
一工进:滑台运动到预定位置时,压下SQ2,使得电磁阀YV1、YV3通电,阀9左位、减压阀10,节流阀11,换向阀8右位接入系统。减压阀10和节流阀11构成一调速阀,通过调整节流阀11开口的大小,可调整一工进的速度。节流阀12对此速度无影响。
二工进:次工作进给终了时,滑台压下SQ3,电磁阀YV1、YV4通电,YV3断电。阀9左位、减压阀10,节流阀12、换向阀7接入系统。由减压阀10和节流阀12构成一新的调速阀,节流阀11对此回路的调速阀无影响。即二工进速度不受一工进速度的限制,其大小可通过调节减压阀10和节流阀12的开口量来调节。
停留:当滑台二次工作进给完毕,压下SQ4后停止前进,停留在死挡铁处,其停留时间由时间继电器控制,经时间继电器的延时,再发出信号使滑台返回。
快退:时间继电器延时发出信号,使电磁阀YV1断电,而电磁阀YV2通电,阀9右位工作,压力油直接进人液压缸13小腔,使滑台快速退回。
原位停止:当滑台快退回原位,压下行程开关SQ1时,所有电磁阀均断电,阀9中位接入系统,液压缸两腔油路均被切断,实现滑台的原位停止。
松开:当滑台回原位停止后,按松开按钮,使电磁阀YV6通电,阀16左位工作,改变油路方向,使工件松开,同时压力继电器KP复位。取下工件,1个工作循环结束。
2.3 新回路结构特点
新回路中,采用由减压阀10、节流阀11、12组成的两调速阀分别控制滑台一工进和二工进速度,两工进速度互不影响,调速范围增大,同时,这两调速阀可起加载作用,在接触工件之前就使进给速度变慢,不会引起和工件的突然碰撞;采用换向阀7、8,节流阀11、12,减压阀10实现快进与工进的速度切换,简化了液压回路,动作、切换速度平稳。
3 新回路电气控制系统及程序设计
新回路控制部分采用某公司FX系列PLC可编程控制器控制,其功能强,速度快,接点数少,性高,这是有触点的继电器系统无法比拟的,能实现自动/单周循环控制及点动调整控制。
PLC的输入信号为磁性开关和按钮开关的开关量型号,有19个开关量输入点。PLC的输出信号和电磁阀的电磁铁线圈控制信号相对应,有10个开关量输出点,控制左、右滑台快进、一工进、二工进、停留、快退及工件夹紧和松开。
根据图1机床工作示意图分析,机床左、右滑台新回路液压系统属并发顺序的结构,在程序的设计中,采用并发顺序控制设计方法,使用步进指令和主控指令。