1　系統(tǒng)介紹
　　炭素成型生產(chǎn)是炭素配料、混捏后的又一生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)蹲自。成型就是將混捏好的糊料用加壓設(shè)備壓制成所需要的形狀和尺寸以及具有較高密度的半成品（生坯）平敏。我公司炭素廠使用振動成型方法，主要生產(chǎn)煉鋁用預(yù)焙陽極和高爐用的炭塊等颗介。
　　振動成型主要設(shè)備有振動臺塑猖、模具和重錘，將盛裝熱糊料的模具放在振動臺上谈跛，然后把重錘壓在糊料表面上開動振動臺羊苟，使糊料受到振幅小而頻率高的強迫振動，在強烈的振動下糊料顆粒間的及糊料與模具壁間的摩擦力減小感憾，顆粒移動并合理分布蜡励，得到具有規(guī)定形狀的高密度的產(chǎn)品。壓好的半成品經(jīng)冷卻阻桅、檢查后堆放凉倚。
　　我公司炭素廠原使用的振動成型機是人工手動調(diào)節(jié)，炭塊的重量嫂沉、高度波動范圍大稽寒，對產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量有較大的影響。為此必須根據(jù)人工操作積累的經(jīng)驗設(shè)計一種具有較高智能趟章、高可靠度的自動控制系統(tǒng)杏糙，來提高炭素振動成型生產(chǎn)的產(chǎn)能和合格率，延長電氣設(shè)備的運轉(zhuǎn)周期蚓土，縮短故障檢修時間嚼般，降低生產(chǎn)成本和崗位操作工的勞動強度。
　　2　系統(tǒng)組成
　　PLC是采用微處理器技術(shù)的新型工業(yè)控制裝置澄俘，是一種使用可編程序存儲器來存儲設(shè)備所需專用程序的電氣設(shè)備棱硝。它具有將邏輯運算順序操作，限時酸儿，計時以及算術(shù)運算着届，數(shù)據(jù)通訊等功能，通過數(shù)字量或模擬量的輸入/輸出模板去控制各種設(shè)備或過程昵鳍。其硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示抢必。
　　它采用了大規(guī)模的集成電路，故特別適應(yīng)于高溫支捍、潮濕拭秃、電磁干擾、機械振動大的比較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境抗稿。輸入/輸出接口組件的模塊化，系統(tǒng)設(shè)計時根據(jù)被控對象的要求歪榕，選擇必要的功能模塊組成控制系統(tǒng)基公，大大提高了工程效率和系統(tǒng)的可靠性幅慌。
　　在該控制系統(tǒng)中選用日本三菱公司的PLCMITSUBISHI A1S小型系列作為下位機。它具有成本低轰豆、功能強的特點胰伍。上位機選擇惠普P III微機，配以美國Intellution FIX軟件酸休，ORMON公司的繼電器骂租、行程開關(guān)，德國威德米勒隔離器斑司、變送器渗饮，安川變頻器等組成自動控制系統(tǒng)。系統(tǒng)總貌圖如圖2所示宿刮。
　　3　系統(tǒng)功能
　　3.1　該系統(tǒng)的上位機系統(tǒng)功能如下：
　　1．實時反映工藝流程互站，形象再現(xiàn)生產(chǎn)過程（系統(tǒng)主畫面圖見圖3）；
　　2．圖表顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)僵缺，方便操作工了解生產(chǎn)狀況胡桃；
　　3．及時產(chǎn)生報警信息并予以打印，幫助操作工查找分析故障原因磕潮；
　　4．以曲線形式在線生產(chǎn)數(shù)據(jù)昵裁，方便查找歷史數(shù)據(jù)，分析生產(chǎn)趨勢暖经；
　　5．以報表打印形式反映生產(chǎn)狀況勇震；
　　6．幫助操作工實現(xiàn)電機連鎖開、停毛师，并反映電機啟動停車的有關(guān)信息尼摩；
　　7．給定控制工藝參數(shù)。
　　3.2　該系統(tǒng)的下位機功能如下：
　　1．?dāng)?shù)據(jù)采集：通過PLC AlS68AD轉(zhuǎn)換模板對冷卻水溫度族江、糊料溫度惜荐、糊料計量稱、油箱油溫站号、油箱油壓用缔、炭塊高度、變頻器電流進(jìn)行模擬采集尔减，并轉(zhuǎn)換成FIX認(rèn)可的數(shù)據(jù)格式（系統(tǒng)主要測點如下圖4）赠粘。
　　2．電機連鎖控制，以簡單易行的PLC取代以往繁瑣復(fù)雜缓艳、故障率高的電氣連鎖控制校摩，并實現(xiàn)操作工遠(yuǎn)程開、停電機的功能。主要I/0點安排如下：
I/O Name 　　　　　　　Comment Remark
X80 CAR-EAST　　　　　　稱量車回到位 
X81 CAR-WEST　　　　　　稱量車送料到位 
X82 CAR-CLOSED　　　　　稱量車門閉到位 
X83 CLAMP-L CLOSED　　　左模夾緊到位 
X84 CLAMP-R.CLOSED　　　右模夾緊到位 
X85 CLAMP-L.OPENED　　　左模夾放松到位 
X86 CLMP.R.OPENED　　　　右模夾放松到位 
X87 HAMMER-HIGH　　　　　重錘上升到位 
X88 HAMMER-LOW　　　　　重錘下降到位 
X89 MOLD-HIGH　　　　　　模具上升到位 
X8A MOLD-LOW　　　　　　　模具下降到位 
X8B PUSH-OUT　　　　　　　推進(jìn)器推出到位 
X8C PUSH-IN　　　　　　　推進(jìn)器返回到位 
X8D SAFE-L.OPENED 　左安全爪開到位 
X8E SAFE-R.OPENED 　右安全爪開到位 
X90 SAFE-L.CLOSED 　左安全爪閉到位 
X91 SAFE-R.CLOSED 　右安全爪閉到位 
X92 CLASP-OPENED 　抱閘開到位 
X93 CLASP-CLOSED 　抱閘閉到位 
X94 PUSH-ENABLE 　后輔機允許推出 
X95 CAR-OVERLOAD 　稱量車電機過載 
X96 QUIVER-OVERLOAD 　振動電機過載 
X97 (暫不可見)NING 　變頻運行 
X98 BP.ALARM 　　　　　　變頻報警 
X99 SYS.AUTO 　　　　　　系統(tǒng)手自動切換 
X9A OIL-LOW 　　　　　　低油壓 
X9B BP.GIVE-M 　　　　　　點動補料 
X9C GIVE-SAFE 　　　　　　布料安全 
YA1 CLAMP-CLOSE 　模具加緊 
YAl CLAMP-OPEN 　模具放松 
YA2 HAMMER-DOWN 　重錘下降 
YA3 HAMMER-UP 　　　　　　重錘上升 
YA4 MOLD-UP 　　　　　　模具上升 
YA5 MOLD-DOWN 　　　　　　模具下降 
YA6 PUSH-GO 　　　　　　推進(jìn)器推出 
YA7 OIL-GUSH　　　　　　　噴油 
YA8 DOOR-OPEN 　　　　　　開車門 
YA9 BP.FWD　　　　　　　　變頻下料 
YAA BP.RESET　　　　　　　變頻復(fù)位 
YB0 CAR-GO　　　　　　　　程量車送料 
YBl CAR-BACK　　　　　　　程量車返回 
YB2 QUIVER-START　　　　　振動開始 
YB3 CLASP-OPEN　　　　　　開抱閘 
YB6 (暫不可見) 　　　　　　板式機運行 
　　3.3　通過變頻器控制圓盤螺旋下料機的電機轉(zhuǎn)速來控制炭塊的重量衙吩。
　　三菱A2ASCPFSI系列I/0點數(shù)量能達(dá)到1024點互妓，程序語言使用梯形圖或指令字語言，程序容量可達(dá)到64K步坤塞，并具有自診斷功能冯勉。
　　4　控制過程的實現(xiàn)
　　控制過程有4個操作程序：1、下料摹芙；2灼狰、裝料；3浮禾、振動擠壓交胚、脫模；4伐厌、炭塊推出承绸、冷卻輸送。貫穿于振動成型過程中的主要問題是正確掌握溫度邑丰、壓力伸危、振動頻率、振動時間伺免、推出速度欺邻。
　　4.1下料
　　經(jīng)過混捏好的糊料，一般溫度在130℃-140℃左右徐敢，從圓盤螺旋下料機頂部加料口加入橘抵，經(jīng)分料器的上部錐體分布在圓盤上。在下料前彰茉，首先檢查判斷糊料斗稱量車是否在圓盤螺旋下料機的下方等待接料甲脚，然后控制變頻器輸出驅(qū)動圓盤螺旋下料機電機的螺旋轉(zhuǎn)速，對糊料斗稱量車下料垮登，下料過程由快到慢以滿足炭塊的重量帽拘。糊料斗車連同行走鐵軌裝有TOLEDO衡器公司生產(chǎn)的稱重裝置用于計量炭塊的重量。炭塊的重量可根據(jù)產(chǎn)品的類型疙岂、要求由上位機給定坡疼。
　　4.2裝料
　　裝料前PLC首先檢查判斷模具到位、模具安全爪夾緊到位衣陶、重錘上升到位柄瑰、重錘安全爪夾緊到位等信號，然后打開糊料斗稱量車的抱閘驅(qū)動小車送料剪况，行走到模具口上方時停止行走關(guān)抱閘教沾，然后糊料斗稱量車底開門把稱好的糊料放入模具中蒲跨。
　　4.3振動擠壓、脫模
　　1详囤、振動擠壓：此時PLC檢查判斷糊料斗稱量車存在返回到位信號财骨，然后重錘安全爪松開并到位镐作，重錘下降并到位藏姐，開始驅(qū)動2臺振動電機帶動偏心振子轉(zhuǎn)動，不平衡質(zhì)量回轉(zhuǎn)引起慣性力迫使振動臺振動该贾。又由于2個振動器轉(zhuǎn)動方向相反羔杨、同步，使它們的慣性合力水平方向為零杨蛋，只有在垂直方向產(chǎn)生激動力兜材。振動臺上的模具和裝在模具內(nèi)的糊料都處于強烈的振動狀態(tài)。雖然振幅不大（一般在1~2mm）蛹段，但振動頻率很高（40~50HZ）猖生，它們的運動速度很快，振動周期在0.02秒左右捞书，將產(chǎn)生大的加速度妥尘，這個加速度大大超過重力加速度，是它的幾十倍至幾百倍佣锁，因此糊料顆粒質(zhì)量大小不同郊蹈，獲得的慣性力也不同，顆粒界面間產(chǎn)生應(yīng)力擎津，而這個應(yīng)力超過糊料的內(nèi)聚力房肿，便產(chǎn)生相對位移。同時朵聪，在強烈的振動下暗环，糊料顆粒間的內(nèi)摩擦力及糊料與模具壁之間的外摩擦力也急劇下降，糊料便具有重液體的液體性質(zhì)亮花，跳躍著的糊料迅速充填到模具的各個角落副瀑，較小的顆粒充填到大顆粒間的空隙中去，從而得到具有規(guī)定形狀的高密度程度的產(chǎn)品曹体。
　　2俗扇、振動時間：是從重錘落到糊料面到完成振動所需的時間。振動時間短箕别，則糊料密度低铜幽，既孔隙度大。鋁電解用預(yù)熔陽極炭塊振動時間為1~2分鐘串稀。振動時間可根據(jù)產(chǎn)品在現(xiàn)場整定除抛。
　　3狮杨、脫模：輸出信號驅(qū)動重錘上升并到位，重錘安全爪夾緊并到位到忽；模具安全爪松開并到位橄教，驅(qū)動模具上升且到位。
　　4.4炭塊推出喘漏、冷卻輸送
　　1护蝶、炭塊推出：驅(qū)動推出器從振動臺推出炭塊，在推出過程中對產(chǎn)品的高度進(jìn)行檢測塞补。測高儀選用西安適盛測試設(shè)備公司的激光測高儀表青烙，用來測試產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　2喻丐、冷卻輸送：被推出的產(chǎn)品馬上在涼水中冷卻冕店，防止產(chǎn)品冷卻的彎曲和變形。冷卻時間應(yīng)根據(jù)季節(jié)腔水、產(chǎn)品直徑大小嘁压、冷卻水的溫度TE103，現(xiàn)場整定已堆。冷卻完成后爆踱，驅(qū)動板式輸送機輸送炭塊到炭塊堆場，檢查合格后堆放圈机。
　　5歉活、結(jié)束語
　　本系統(tǒng)已投入運行，軟件設(shè)計完善偏戳，功能齊全莉歼，運行效果穩(wěn)定可靠，性能良好攻泼。自動控制的實現(xiàn)火架，大大降低了操作工的工作強度，提高了工作效率忙菠，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的何鸡。該系統(tǒng)是PLC在實際生產(chǎn)中的成功應(yīng)用，可為業(yè)內(nèi)同行借鑒牛欢。
（摘自(暫不可見)）

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