1 引言
隨著國內(nèi)外基建行業(yè)技術(shù)水平的迅猛發(fā)展,市場對金剛石粉末鋸片趟济、砂輪稼虎、磨料等人造金剛石制品的需求量越來越大。隨之而來的是生產(chǎn)人造金剛石的設(shè)備走俏市場选调,其中夹供,六面頂金剛石壓機(jī)以其操作簡便、生產(chǎn)成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了國內(nèi)市場的較大份額。
人造金剛石是利用石墨可在高溫喂磷、高壓的環(huán)境中俘巡,在觸媒的催化作用下,其原子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變欲访,合成人造金剛石這一機(jī)理來實(shí)現(xiàn)的变抛。六面頂金剛石壓機(jī)可以利用機(jī)械、液壓裝置從六個方向向主機(jī)中心加壓宏动,在主機(jī)中心硬質(zhì)合金頂錘的作用下使生產(chǎn)原料形成一個密封的正方體超高壓容腔涡拾,同時通過的電加熱裝置對該腔體加熱,該腔體就可以產(chǎn)生合成人造金剛石所需的高溫斜孩、高壓條件胆褪。整個設(shè)備的工作過程需要由電控系統(tǒng)與機(jī)械、液壓系統(tǒng)相配合完成一系列工作臀胞。其中拌喳,電控系統(tǒng)主要通過對由大、小柱塞泵和二十余個電磁閥組成的液壓系統(tǒng)以及電加熱裝置等的控制來完成自動饺饭、分段渤早、調(diào)整等不同模式下的工作。整個設(shè)備可以說是一種典型的機(jī)瘫俊、電鹊杖、液一體化集成產(chǎn)品。
2 壓機(jī)電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的金剛石壓機(jī)電控系統(tǒng)由近三十個中間繼電器扛芽、時間繼電器骂蓖、接觸器等不同型號規(guī)格的低壓電器組成邏輯控制線路,不僅故障率高且維修不便川尖。當(dāng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整登下,需要改變控制邏輯時必須改變硬件接線,變動起來十分麻煩叮喳。目前被芳,整個壓機(jī)的機(jī)械、液壓系統(tǒng)從原材料到零部件都已經(jīng)有了很大的改進(jìn)馍悟,相比之下落后的電控系統(tǒng)已成為阻礙生產(chǎn)發(fā)展的“瓶頸”問題畔濒。
七十年代初,美國汽車工業(yè)為了適應(yīng)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展锣咒,首先將可編程序控制器應(yīng)用于生產(chǎn)線的自動控制中并獲得了成功恬皆。到八十年代,微處理器被應(yīng)用到PLC中仆洞,使其功能變的更完善众附、更優(yōu)越沉南,且做到了小型化甚至超小型化。現(xiàn)在刮跟,PLC己被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)搬挡。綜合各項(xiàng)指標(biāo),系統(tǒng)選用了日立公司E系列的E-64HR型PLC作為主控單元設(shè)計(jì)了壓機(jī)新的電控模式赠恭。E-64HR共有64個I/O口术拇,其中40個開關(guān)量輸入口,24個輸出口棱歹,內(nèi)置式電擦除EEPROM可以保證用戶方便的完成程序和參數(shù)的修改和儲存祠烁。PLC根據(jù)各輸入口所接按鈕、行程開關(guān)馁梁、電接點(diǎn)壓力表饰吕、接觸器等電器的信號的狀態(tài)以及用戶編制的軟件程序自動控制各泵、電磁閥以及加熱裝置的動作完成整個生產(chǎn)過程隔心。
E-64HR各輸入口的內(nèi)部線路圖如圖l所示白群,采用光電耦合方式有效的防止了外部干擾的竄入。輸入電壓DC21.6~26.4V硬霍、輸入電流l0mA帜慢,在七年來數(shù)百臺壓機(jī)的跟蹤服務(wù)統(tǒng)計(jì)中,沒有發(fā)現(xiàn)由于輸入單元自身故障出現(xiàn)誤報(bào)唯卖,其線路工作還是可靠的粱玲。其輸出口內(nèi)部線路圖如圖2所示,選用繼電器接點(diǎn)輸出方式時繼電器線圈電壓DC21V~27V拜轨、耗電10mA抽减、觸點(diǎn)容量2A、平均壽命20萬次以上橄碾,可直接驅(qū)動接觸器線圈卵沉、電磁閥線圈及指示燈等低功耗元件。
為了輸出繼電器的可靠工作法牲,設(shè)計(jì)中在所有線圈負(fù)載上均并聯(lián)了阻容吸收裝置史汗。在對用戶送回來的故障PLC的檢修中,我們發(fā)現(xiàn)70%以上的故障仍出現(xiàn)在輸出單元猖沈,一類是機(jī)內(nèi)壓敏電阻燒穿莱检,另一類是輸出繼電器觸點(diǎn)燒毀。經(jīng)現(xiàn)場考察及分析發(fā)現(xiàn)诲狐,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)電源質(zhì)量較差,原設(shè)計(jì)中輸出口所需AC220V直接采用電網(wǎng)任意一相供電拟艳,電源波動大喧畏,直接導(dǎo)致了上述硬件故障砍梁。后改為采用加熱裝置中的交流穩(wěn)壓電源兼向輸出口驅(qū)動電源供電,有效的減少了該類故障的發(fā)生愤栽。
總結(jié)不同地區(qū)嗤雪、類型用戶的使用情況,一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)是共性的PLC優(yōu)越的性能齿喧、良好的抗干擾性已被大家所認(rèn)同妥析,發(fā)揮這一優(yōu)勢的前提條件是對其供電電源和屏蔽接地點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)。PLC采用AC220V直接供電轻欣,其內(nèi)部電源部分的穩(wěn)省咨、壓、整流玷室、濾波電路設(shè)置是比較完善的零蓉。但設(shè)計(jì)中仍需采用隔離變壓器對其供電電源進(jìn)行隔離,以保證工況惡劣的場合下干擾不由電源竄入穷缤,提高系統(tǒng)可靠性敌蜂,一般可采用BKC-220/220V(60-100VA)的隔離變壓器。其次津肛,應(yīng)引起注意的是所有廠家的PLC均有一個專用接地端子(GND)章喉,該端子是整機(jī)的屏蔽接地點(diǎn),用戶最好為其單獨(dú)設(shè)立接地極(接地電阻<100Ω身坐,接地線長度
2囊陡、PLC的軟件設(shè)計(jì)
整個程序需按照液壓動作圖和工藝要求完成以下動作:啟動工作按鈕后,三個活塞缸在油壓驅(qū)動下前進(jìn)掀亥,至預(yù)定位置后由限位開關(guān)給出信號撞反,三個缸依次停止;暫停一定時間后六缸同時加壓搪花,形成葉臘石密封倉遏片;稍后,由增壓器加壓岛牺,到達(dá)一定壓力時開始對密封倉通電加熱并開始加熱計(jì)時辫慎,同時繼續(xù)升壓至保壓壓力,開始保壓并保壓計(jì)時:其間如有壓力泄露由小泵自動補(bǔ)壓涮愧。加熱和保壓時間到后叶偶,系統(tǒng)泄壓,六缸回位完成一個工作循環(huán)订搏。
在編制程序的過程中锯运,較多的使用了E系列的“FUN03”指令,如所示梯形圖框辞,其中6蛔颖、215糊晋、T00等為外部輸入信號、PLC內(nèi)軟中間繼電器及PLC內(nèi)時間繼電器的代號政拾,將它們按所需的與际器、或關(guān)系接在“FUN03”的置位端(S端),當(dāng)S端輸入信號為l時贸桶,如5+6·11=l時相應(yīng)輸出中間繼電器200置1舅逸,此后即使S端為0,200仍為1皇筛,只有當(dāng)215·23·l8=l時琉历,即“FUN03”的R端置1時200才置零,故該項(xiàng)功能可以用R-S觸發(fā)器來表述设联。
編程時把下一個動作的內(nèi)部輸出點(diǎn)(如201)接在上一個內(nèi)部輸出點(diǎn)(如200)的復(fù)位端(R)善已,這樣在每接入一個新動作的同時把上一個輸出封鎖。再由200离例、201等上述的“FUN03”的輸出單元進(jìn)行邏輯組合去控制50换团、51等PLC輸出繼電器,進(jìn)而完成對電磁閥宫蛆、交流接觸器等外圍低壓電器的控制艘包。這樣的設(shè)計(jì)不僅防止了在不同階段輸出繼電器的誤動作、相互干擾以及出現(xiàn)PLC軟件編制中常犯的“雙線圈”錯誤耀盗。并且想虎,在由于需要修改工藝而必須調(diào)整動作順序時,只需調(diào)整相應(yīng)“FUN03”的控制方式即可猎之,給修改工藝帶來了極大的方便桶悍。盡管有些型號的PLC不具有類似的“FUN03”功能,我們也可以的依據(jù)上述思路進(jìn)行開發(fā)鹃远,對此將由另文進(jìn)行詳細(xì)介紹讼逐。依據(jù)我們多年來在不同工況下對不同廠家、型號的PLC使用經(jīng)驗(yàn)看嚎闹,這一思路是比較成功的凸翩。而且,我們將這一方法介紹給一些現(xiàn)場的技術(shù)人員暂臀,也得到了他們的認(rèn)可和肯定肪麦。
3 結(jié)束語:
PLC替代原有繼電器控制模式后顯示出了巨大的優(yōu)勢,被生產(chǎn)廠家和用戶所接受帐扯。93~96年間該壓機(jī)成為石家莊煤礦機(jī)械廠的主導(dǎo)產(chǎn)品之一孩最,為該廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由壓機(jī)用戶進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)表明:使用繼電器進(jìn)行控制的壓機(jī)罪褒,由于電氣故障造成的停產(chǎn)周平均4小時耙肖,由此造成每臺壓機(jī)年均經(jīng)濟(jì)損失八千元左右仰铃。采用PLC控制的壓機(jī)婿着,其工作性能穩(wěn)定且各I/O指示簡單授瘦、明了,大大縮短了維修時間竟宋,電氣故障造成的停產(chǎn)降至周平均20分鐘提完,特別是修改工藝時僅需進(jìn)行程序的調(diào)整,省時丘侠、方便為用戶創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益徒欣。許多老式壓機(jī)的用戶要求幫助他們用PLC改造老壓機(jī),體現(xiàn)了在金剛石壓機(jī)上使用PLC的成功蜗字。
(摘自(暫不可見))
隨著國內(nèi)外基建行業(yè)技術(shù)水平的迅猛發(fā)展,市場對金剛石粉末鋸片趟济、砂輪稼虎、磨料等人造金剛石制品的需求量越來越大。隨之而來的是生產(chǎn)人造金剛石的設(shè)備走俏市場选调,其中夹供,六面頂金剛石壓機(jī)以其操作簡便、生產(chǎn)成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了國內(nèi)市場的較大份額。
人造金剛石是利用石墨可在高溫喂磷、高壓的環(huán)境中俘巡,在觸媒的催化作用下,其原子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變欲访,合成人造金剛石這一機(jī)理來實(shí)現(xiàn)的变抛。六面頂金剛石壓機(jī)可以利用機(jī)械、液壓裝置從六個方向向主機(jī)中心加壓宏动,在主機(jī)中心硬質(zhì)合金頂錘的作用下使生產(chǎn)原料形成一個密封的正方體超高壓容腔涡拾,同時通過的電加熱裝置對該腔體加熱,該腔體就可以產(chǎn)生合成人造金剛石所需的高溫斜孩、高壓條件胆褪。整個設(shè)備的工作過程需要由電控系統(tǒng)與機(jī)械、液壓系統(tǒng)相配合完成一系列工作臀胞。其中拌喳,電控系統(tǒng)主要通過對由大、小柱塞泵和二十余個電磁閥組成的液壓系統(tǒng)以及電加熱裝置等的控制來完成自動饺饭、分段渤早、調(diào)整等不同模式下的工作。整個設(shè)備可以說是一種典型的機(jī)瘫俊、電鹊杖、液一體化集成產(chǎn)品。
2 壓機(jī)電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的金剛石壓機(jī)電控系統(tǒng)由近三十個中間繼電器扛芽、時間繼電器骂蓖、接觸器等不同型號規(guī)格的低壓電器組成邏輯控制線路,不僅故障率高且維修不便川尖。當(dāng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整登下,需要改變控制邏輯時必須改變硬件接線,變動起來十分麻煩叮喳。目前被芳,整個壓機(jī)的機(jī)械、液壓系統(tǒng)從原材料到零部件都已經(jīng)有了很大的改進(jìn)馍悟,相比之下落后的電控系統(tǒng)已成為阻礙生產(chǎn)發(fā)展的“瓶頸”問題畔濒。
七十年代初,美國汽車工業(yè)為了適應(yīng)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展锣咒,首先將可編程序控制器應(yīng)用于生產(chǎn)線的自動控制中并獲得了成功恬皆。到八十年代,微處理器被應(yīng)用到PLC中仆洞,使其功能變的更完善众附、更優(yōu)越沉南,且做到了小型化甚至超小型化。現(xiàn)在刮跟,PLC己被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)搬挡。綜合各項(xiàng)指標(biāo),系統(tǒng)選用了日立公司E系列的E-64HR型PLC作為主控單元設(shè)計(jì)了壓機(jī)新的電控模式赠恭。E-64HR共有64個I/O口术拇,其中40個開關(guān)量輸入口,24個輸出口棱歹,內(nèi)置式電擦除EEPROM可以保證用戶方便的完成程序和參數(shù)的修改和儲存祠烁。PLC根據(jù)各輸入口所接按鈕、行程開關(guān)馁梁、電接點(diǎn)壓力表饰吕、接觸器等電器的信號的狀態(tài)以及用戶編制的軟件程序自動控制各泵、電磁閥以及加熱裝置的動作完成整個生產(chǎn)過程隔心。
E-64HR各輸入口的內(nèi)部線路圖如圖l所示白群,采用光電耦合方式有效的防止了外部干擾的竄入。輸入電壓DC21.6~26.4V硬霍、輸入電流l0mA帜慢,在七年來數(shù)百臺壓機(jī)的跟蹤服務(wù)統(tǒng)計(jì)中,沒有發(fā)現(xiàn)由于輸入單元自身故障出現(xiàn)誤報(bào)唯卖,其線路工作還是可靠的粱玲。其輸出口內(nèi)部線路圖如圖2所示,選用繼電器接點(diǎn)輸出方式時繼電器線圈電壓DC21V~27V拜轨、耗電10mA抽减、觸點(diǎn)容量2A、平均壽命20萬次以上橄碾,可直接驅(qū)動接觸器線圈卵沉、電磁閥線圈及指示燈等低功耗元件。
為了輸出繼電器的可靠工作法牲,設(shè)計(jì)中在所有線圈負(fù)載上均并聯(lián)了阻容吸收裝置史汗。在對用戶送回來的故障PLC的檢修中,我們發(fā)現(xiàn)70%以上的故障仍出現(xiàn)在輸出單元猖沈,一類是機(jī)內(nèi)壓敏電阻燒穿莱检,另一類是輸出繼電器觸點(diǎn)燒毀。經(jīng)現(xiàn)場考察及分析發(fā)現(xiàn)诲狐,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)電源質(zhì)量較差,原設(shè)計(jì)中輸出口所需AC220V直接采用電網(wǎng)任意一相供電拟艳,電源波動大喧畏,直接導(dǎo)致了上述硬件故障砍梁。后改為采用加熱裝置中的交流穩(wěn)壓電源兼向輸出口驅(qū)動電源供電,有效的減少了該類故障的發(fā)生愤栽。
總結(jié)不同地區(qū)嗤雪、類型用戶的使用情況,一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)是共性的PLC優(yōu)越的性能齿喧、良好的抗干擾性已被大家所認(rèn)同妥析,發(fā)揮這一優(yōu)勢的前提條件是對其供電電源和屏蔽接地點(diǎn)的合理設(shè)計(jì)。PLC采用AC220V直接供電轻欣,其內(nèi)部電源部分的穩(wěn)省咨、壓、整流玷室、濾波電路設(shè)置是比較完善的零蓉。但設(shè)計(jì)中仍需采用隔離變壓器對其供電電源進(jìn)行隔離,以保證工況惡劣的場合下干擾不由電源竄入穷缤,提高系統(tǒng)可靠性敌蜂,一般可采用BKC-220/220V(60-100VA)的隔離變壓器。其次津肛,應(yīng)引起注意的是所有廠家的PLC均有一個專用接地端子(GND)章喉,該端子是整機(jī)的屏蔽接地點(diǎn),用戶最好為其單獨(dú)設(shè)立接地極(接地電阻<100Ω身坐,接地線長度
2囊陡、PLC的軟件設(shè)計(jì)
整個程序需按照液壓動作圖和工藝要求完成以下動作:啟動工作按鈕后,三個活塞缸在油壓驅(qū)動下前進(jìn)掀亥,至預(yù)定位置后由限位開關(guān)給出信號撞反,三個缸依次停止;暫停一定時間后六缸同時加壓搪花,形成葉臘石密封倉遏片;稍后,由增壓器加壓岛牺,到達(dá)一定壓力時開始對密封倉通電加熱并開始加熱計(jì)時辫慎,同時繼續(xù)升壓至保壓壓力,開始保壓并保壓計(jì)時:其間如有壓力泄露由小泵自動補(bǔ)壓涮愧。加熱和保壓時間到后叶偶,系統(tǒng)泄壓,六缸回位完成一個工作循環(huán)订搏。
在編制程序的過程中锯运,較多的使用了E系列的“FUN03”指令,如所示梯形圖框辞,其中6蛔颖、215糊晋、T00等為外部輸入信號、PLC內(nèi)軟中間繼電器及PLC內(nèi)時間繼電器的代號政拾,將它們按所需的與际器、或關(guān)系接在“FUN03”的置位端(S端),當(dāng)S端輸入信號為l時贸桶,如5+6·11=l時相應(yīng)輸出中間繼電器200置1舅逸,此后即使S端為0,200仍為1皇筛,只有當(dāng)215·23·l8=l時琉历,即“FUN03”的R端置1時200才置零,故該項(xiàng)功能可以用R-S觸發(fā)器來表述设联。
編程時把下一個動作的內(nèi)部輸出點(diǎn)(如201)接在上一個內(nèi)部輸出點(diǎn)(如200)的復(fù)位端(R)善已,這樣在每接入一個新動作的同時把上一個輸出封鎖。再由200离例、201等上述的“FUN03”的輸出單元進(jìn)行邏輯組合去控制50换团、51等PLC輸出繼電器,進(jìn)而完成對電磁閥宫蛆、交流接觸器等外圍低壓電器的控制艘包。這樣的設(shè)計(jì)不僅防止了在不同階段輸出繼電器的誤動作、相互干擾以及出現(xiàn)PLC軟件編制中常犯的“雙線圈”錯誤耀盗。并且想虎,在由于需要修改工藝而必須調(diào)整動作順序時,只需調(diào)整相應(yīng)“FUN03”的控制方式即可猎之,給修改工藝帶來了極大的方便桶悍。盡管有些型號的PLC不具有類似的“FUN03”功能,我們也可以的依據(jù)上述思路進(jìn)行開發(fā)鹃远,對此將由另文進(jìn)行詳細(xì)介紹讼逐。依據(jù)我們多年來在不同工況下對不同廠家、型號的PLC使用經(jīng)驗(yàn)看嚎闹,這一思路是比較成功的凸翩。而且,我們將這一方法介紹給一些現(xiàn)場的技術(shù)人員暂臀,也得到了他們的認(rèn)可和肯定肪麦。
3 結(jié)束語:
PLC替代原有繼電器控制模式后顯示出了巨大的優(yōu)勢,被生產(chǎn)廠家和用戶所接受帐扯。93~96年間該壓機(jī)成為石家莊煤礦機(jī)械廠的主導(dǎo)產(chǎn)品之一孩最,為該廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。由壓機(jī)用戶進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)表明:使用繼電器進(jìn)行控制的壓機(jī)罪褒,由于電氣故障造成的停產(chǎn)周平均4小時耙肖,由此造成每臺壓機(jī)年均經(jīng)濟(jì)損失八千元左右仰铃。采用PLC控制的壓機(jī)婿着,其工作性能穩(wěn)定且各I/O指示簡單授瘦、明了,大大縮短了維修時間竟宋,電氣故障造成的停產(chǎn)降至周平均20分鐘提完,特別是修改工藝時僅需進(jìn)行程序的調(diào)整,省時丘侠、方便為用戶創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益徒欣。許多老式壓機(jī)的用戶要求幫助他們用PLC改造老壓機(jī),體現(xiàn)了在金剛石壓機(jī)上使用PLC的成功蜗字。
(摘自(暫不可見))
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