和利時LM PLC在液壓式三輥卷板機上的應用

作者簡介：陳 申北京和利時機器控制技術有限公司       PLC部技術支持部（南京辦事處）

摘  要：液壓式三輥對稱式卷板機（三輥卷板機）結構式為三輥對稱式，上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運動，通過液壓缸的液壓油作用于活塞而獲得，為液壓傳動；兩下輥作旋轉(zhuǎn)運動，通過減速機的輸出齒輪與下輥齒嚙合，為卷制板材提供扭矩。液壓式三輥對稱式卷板機結構緊湊，操作維修方便。采用基于和利時公司HOLLiAS LM PLC的三輥卷板機系統(tǒng)，可實現(xiàn)卷板機與PLC一體化無縫連接，同時通過串口RS232于HOLLiAS HT7000之間的通訊，動態(tài)響應快。

關鍵詞  LM PLC；HT7000；液壓式三輥卷板機

1 引言

卷板機（Rolling Machine）是對板料進行連續(xù)點彎曲的塑形機床，具有卷制O型、U型、多段R等不同的形狀。為上調(diào)式對稱式三輥卷板機，可將金屬板材卷成圓形、弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，本機種兩下輥為主動輥，上輥為從動輥。它廣泛使用于造船、鍋爐、航空、水電、化工、金屬結構及機械制造行業(yè)。

適合用于金屬板材的彎曲變形，可卷制圓形，弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，并有板材端部預彎功能，本機型兩個下輥為主動輥可水平移動，上輥為從動輥可上下移動，移動方式有機械式和液壓式，傳動軸均采用萬向連軸器連接。

2 設備控制工藝介紹

三輥卷板機有機械式和液壓式。液壓式三輥對稱卷板機主要特點：該機上輥可以垂直升降，垂直升降的液壓傳動，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用活塞桿而獲得；下輥作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，通過減速機輸出齒輪嚙合，為卷板提供扭矩，下輥下部有托輥，并可調(diào)節(jié)。上輥呈鼓形狀，提高制品的直線度，適用于超長規(guī)格各種截面形狀罐。

液壓式三輥卷板機完成卷板動作過程中全部采用液壓傳動，PLC 輸出動作去控制液壓氣缸動作。上輥位置反饋有編碼器計數(shù)，計數(shù)的數(shù)值反映移動的位置。并將相關數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏上等。上輥的位置精準度取決于編碼器的反饋精度和動作氣缸的速度。

3 系統(tǒng)設計

液壓式三輥卷板機系統(tǒng)一般由以PLC為核心的控制機柜、位置反饋傳感器、動作執(zhí)行機構、液壓系統(tǒng)、動力傳動裝置和觸摸屏組成，系統(tǒng)裝置如圖2-1所示。卷板機控制柜里配置有PLC、相序保護器、跳閘繼電器、熱繼等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗功能。

圖  2-1  液壓式三輥卷板機系統(tǒng)組成

由于系統(tǒng)對位置精度要求特別高，對計數(shù)的精準性有一定的要求，和利時LM3108可以接受單相計數(shù)器：3點，100KHz 和兩相計數(shù)器：2點，100KHz 。所以液壓式三輥卷板機采用和利時公司高性價比的LM系列PLC，由于LM3108有24DI和16DO。由CPU模塊完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制，從硬件和軟件上實現(xiàn)了上輥位置的精確控制，硬件結構如圖2-2所示。

圖  2-2  液壓式三輥卷板機系統(tǒng)硬件結構示意圖

以基本配置的液壓式三輥卷板機與基于LM3108為列，輸入輸出信號清單如下：

表  3-1 輸入輸出信號清單

序號 信號類型 輸入輸出信號說明

1 DI 固定側(cè)上輥--光柵尺A相

2 DI 固定側(cè)上輥--光柵尺B相

3 DI 翻倒側(cè)上輥_光柵尺A相

4 DI 翻倒側(cè)上輥_光柵尺B相

5 DI 移動架_光柵尺A相

6 DI 移動架_光柵尺B相

7 DI 上輥壓力

8 DI 固定側(cè)上輥接近開關

9 DI 復位到位 恢復接近開關

10 DI 翻倒到位 卸料接近開關

11 DI 上輥中心點

12 DI 上輥同進 降

13 DI 上輥同退 升

14 DI 翻倒側(cè)上輥單進 降

15 DI 固定側(cè)上輥單進 降

16 DI 前移

17 DI 后移

18 DI 下輥正轉(zhuǎn)

19 DI 下輥反轉(zhuǎn)

20 DI 卸料

21 DI 恢復

22 DI 油泵啟動

23 DI 油泵停止

24 DO 主電機正轉(zhuǎn)

25 DO 主電機反轉(zhuǎn)

26 DO 主電機前移

27 DO 主電機后移

28 DO 復位

29 DO 翻倒

30 DO 翻倒側(cè)上輥進（降）

31 DO 翻倒側(cè)上輥進（升）

32 DO 固定側(cè)上輥進（降）

33 DO 固定側(cè)上輥進（升）

34 DO 油泵

35 DO 頻敏電阻切換

4 應用特點

基于LM系列PLC的液壓式三輥卷板機系統(tǒng)具有如下特點：

 準確性及可靠性

準確性、可靠性是液壓式三輥卷板機系統(tǒng)的關鍵，本系統(tǒng)采用了LM 3108 PLC運行方式，LM配置高性能的工業(yè)級處理器，具有納秒級的處理速度以及大容量的內(nèi)存，可使液壓式三輥卷板機保護邏輯程序準確、快速地執(zhí)行，這在硬件上也大大保證了系統(tǒng)的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實現(xiàn)液壓系統(tǒng)跳閘功能。以往裝置中重點關注的液壓“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設計過程中得到充分合理的處理，這在技術上保證了系統(tǒng)的高可靠性。

 系統(tǒng)功能強

由于LM系列PLC體積小，集成化程度高，運算速度快，邏輯控制容量大，所以整套程序中除了狀態(tài)報警、遮斷停機等常規(guī)功能外，還可進行在線試驗功能。該功能的作用在于機組正常運行時， 檢查壓力開關、電磁閥等外圍元器件的狀態(tài)，提高整套裝置的自身安全系數(shù)。

增加卷板機首出原因記憶功能，幫助運行人員在第一時間知道停機的第一起因，避免了以往或者顯示面板上有多項報警指示，分析不出第一起因，或者隨著現(xiàn)場情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時，該功能的存在也為事故追憶系統(tǒng)（SOE）的記錄提供了驗證手段。該功能可通過程序編寫完成，不需要增加任何硬件設備，而且完全應用編程技巧。在沒有發(fā)生停機條件時，該功能不需要執(zhí)行，不占用系統(tǒng)監(jiān)測的時間，使系統(tǒng)的監(jiān)測、停機功能得到較大程度的實現(xiàn)。

參考文獻

[ 1 ]  胡虔生，胡敏強.電機學[M].  中國電力出版社

[ 2 ]  許賢良，王傳禮.液壓傳動系統(tǒng)[M]. 國防工業(yè)出版社

[ 3 ]  方承遠.工廠電器控制技術[M].機械工業(yè)出版社

[ 4 ]  顧戰(zhàn)松.可編程控制器原理與應用[M].國防工業(yè)出版社

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