1 引言
某大修厂千吨封头拉深水压机主要用于中厚板、薄板封头热拉深生产。原控制系统以继电器为主控元件,故障率高,维护维修困难,不能实现工艺所必需的压力和流量控制,不能进行点动、手动及半自动操作。鉴于原水压动力系统元部件无厂家生产,将系统传动介质改为液压油,改水压机为液压机www.cechina.cn,并综合应用PLC控制与比例阀、变量泵技术于千吨水压机控制系统改造中,实现无级调定压力和流量。通过互锁控制及三地操作,保证了设备安全和操作的方便性。
2 工艺原理分析
在受到液压机原有本体设备格局的束缚、无法对整体框架进行改造的情况下,将压机本体改造为三梁四柱式结构。执行机构包括主缸、提升缸、顶出缸和大小压边缸。其中,小压边缸置于活动横梁内,用于压制小于Φ1000mm封头;大压边缸固定于活动横梁前后两侧,用于压制大于Φ1000mm封头。改造后的压机拉深封头的一次工作循环为:动梁上行→上料→压边圈快速下行→主缸充液(快速行程)→主缸加压(工作行程)→动深回程→悬空停止。电磁铁动作表如表1所示。
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3 PLC电控系统设计
3.1 硬件设计与软件实现
系统中所用的断路器、接触器、热继电器、转换开关、按钮、指示灯等控制元件均选用可靠性高、电气寿命长的IEC标准优质产品。泵站、压机、高位油箱上的配线,采用包塑金属软管CONTROL ENGINEERING China版权所有,并配有软管接头,打有管夹,可防止线缆拔脱和线缆的机械损伤。压力传感器选用电流输出形式,压力传感器至控制台数字面板表的信号传输采用屏蔽信号电缆,克服了信号传输过程中的衰减和干扰,保证面板表显示数据的准确性。
PLC选用西门子公司的模板式可编程控制器,主要模板包括:一块CPU941模板,三块32点输入模板(430),一块16/16点输入/输出模板(482),一块32点输出模板(451),两块16点输出模板(454)。I/O总点数112/80点CONTROL ENGINEERING China版权所有,实际使用96/74点,留约10%的裕量控制工程网版权所有,以备功能修改时点数扩展。用户程序模块选用EEPROM(375),容量为8K,实际程序量约为6K字节。各输入输出模板的编址见表2所示:
表2 各输入输出模板的编址
压机改造后属万能压机类。除压制封头时,主缸总有一个“保压后卸载”的工艺过程。若卸载过程处理不好,则主缸换向必定产生强烈振动和噪声。传统的方法是采用溢流阀卸荷,难以实现卸荷压力从0-32MPa间的任意变化控制工程网版权所有,所以卸荷的效果欠佳。而采用比例溢流阀则能满足卸荷压力在0-32MPa间的任意控制和调节,再加上PLC控制后,其卸荷功能会更好。比例电磁铁接线如图1所示。