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热压机是胶合板生产的关键设备,直接决定胶合板生产的产量和产品质量。传统胶合板热压机的控制系统是以继电器为主控元件,很难满足热压工艺所需的压力和liuliang的控制,也直接影响热压机的可靠性和安全性。为此,笔者提出采用可编程控制器(PLC)替代现有控制线路,使之系统设计尽量简化,满足企业生产的需求。
1 PLC在热压机控制系统中的应用
国内胶合板生产一般都采用多层框架式热压机,为使压制的胶合板板面平整、厚度均匀,热压板需采用多只油缸tisheng,压板过程的闭合、加压、保压及装板机的升降,都是通过液压系统和油缸得以实现,使得控制油路的电磁阀增多;设备中的温度、压力、liuliang均采用中间继电器、接触器、时间继电器等控制,使控制线路更为复杂。由于胶合板的热压板采用蒸汽加热,难免有蒸汽泄漏,使车间内湿度增大,造成控制线路故障率高。
为tigao生产效益,保证胶合板的质量,必须要求热压机控制系统的自动化程度高、可靠性强、安全性好。在热压机控制系统中采用PLC控制,可省去几乎全部的时间继电器、中间继电器,接触器之间的触点联锁也可由PLC内部实现。而且,PLC采用了现代大规模集成电路,及技术严格的生产制造工艺,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,平均无故障时间高达30万h。PLC的使用,使得热压机控制系统的可靠性大为tigao。
2 PLC控制系统的设计思路
首先要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多,控制线复杂,排查故障非常困难,为此,可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制,在满足要求的情况下,尽量减少输入点和输出点,使得整体设备可靠性tigao;另外,考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产,需要在控制线路中加入手动、自动转换开关;在检修时,为防止升起的压板因误操作发生位移,加装了保护开关,当开关置于保护状态,即使发生误操作,因有电气互锁,也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路,根据压机工作流程,确定了17个输入点和14个输出点,共31个点,采用欧姆龙C40P产品(该型产品有24个输入点,16个输出点)Ez3。图1示出胶合板热压机的PLC输人输出点分配情况。
结合该系列压机特点,设计了控制线路,并编制了控制程序;输入和输出量编址见表1。
3工作原理与控制过程
以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸,油缸顶置,液压油路需用6只电磁阀控制,因设计的热压机规格不同,油泵电机的功率从10~22 kW不等,为减小电机起动电流,设计为Y/△起动。胶合板板坯采用小车载入,小车承载部分可单方向运动,小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制,可实现小车快进、慢出。
图2为快速贴面胶合板热压机工艺流程,图3为 PLC控制的部分梯形图。
控制油缸的电磁阀有6只,其中1只1DT为总进油阀;每2个油缸上部、下部油路各自并联,分2组,每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT,还有一只总回油阀6DT。
油缸下部进油,柱塞上移;其上部进油,柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时,压板上升,1DT、3DT、5DT工作,压板下降并加压;6DT工作时,油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动,为降低起动电流需要降压,采用Y/△方式起动,转换时间为2~5 s。油泵工作正常3 s时,压板上升到位(设上限位开关)后,压板停止上升;此时装板小车载板坯快速进入,到达设定位置后,小车卸板坯并开始后退,碰到后退限位开关后停止后退。
在小车卸板后退的同时,压板开始下降,当碰到下限位开关后,停止下降,开始保压并计时,随着油压的升高,动、定压板之间压力增大,当达到设定上限压力时,电接点压力表上限开关断开,停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力,实现保压直到热压结束,开始卸荷,3 s后压板上升。由人工完成卸板。
为了安全起见,在控制线路中加装转换开关,在压机上升控制电路中要加入保护装置,当压板上升到位时,手动合上此开关,检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。同时,在加压保压控制电路中,加入了超压保护开关,目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压,此开关自动断开,电磁阀失电关闭,停止加压。当压力下降到许可值时,此开关重新闭合,系统控制恢复正常
一、 设备概述
随着我国城市化水平的tigao,城市人口急剧增加,居民小区不断建设且楼房层数越来越高,使原来自来水管网压力出现不足,很多城市普遍存在着用水高峰期高层楼房上不去水的现象,导致高层居民用水难。目前,一般的解决办法是修建水池或水箱,通过水泵二次加压供水。
为解决此类问题,当前均采用先进的全自动无负压供水设备,此供水设备可直接与自来水管网串接,通过负压消除器和稳压平衡器保护自来水管网不形成负压,避免了修建混凝土蓄水池或设水箱的麻烦。此设备充分利用了自来水管网的原有压力,在原有压力的基础上叠加一部分压力,差多少,补多少,使二次加压设备的选型减小,节省投资,同时在使用过程中也可大大节能,是目前先进新的二次供水方式。
二、 设备应用范围
1、 liuliang范围:1.5-1600吨/小时;
2、 扬程范围:21.6-225米;
3、 稳流罐:0.5立方-50立方;
4、 压力范围 0 ~ 2.5MPA
5、 压力调节精度:±兆帕;
6、 环境温度:0-40℃.
7、 相对湿度 90 % 以下(电控部分)
8、 电源 380v(1 ± 10 % ) ;50HZ ± 2HZ
9、 控制方式 单台,恒压
三、 设备方案:
本设备主要由变频控制柜、稳流调节器、负压抑制器、水泵机组、仪表、阀门及管路等组成。
1、在本自动控制系统中,变频器我们采用了美国艾默生,同时,为方便用户进行实时监控设备运行状态以及便于维修,我们采用了人机界面触摸屏,控制器采用了艾默生EC20,由于它具有两个通讯端口,并且可任意选择通讯协议,组网方式如下:
2、EC20控制器通过COM0端口与人机界面通讯,人机界面作为主站,通过EMERSON PROTOCOL 协议与可编程通讯,控制器为从站,通过MODBUS协议通讯。通过COM1端口与变频器通讯,可编程控制器此时作为主站,变频器为从站,采用的是自由口通讯协议。
3、通过此种组网方式,用户对于压力设定、输出频率、辅泵频率、PID数值、切换时间、 延时时间、超压设定、压力反馈等数十种参数可在触摸屏上显示、 设置、修改,方便操作。对水泵工作状态、变频器工作状态 和系统水位等多个参数,实现了即时跟踪。满足远距离监测、监控及控制功能。
同时,还可方便监测设备故障,方便维修。具有故障实时记忆功能。
四、 控制部分:
1、本设备具有手动和自动两种控制方式。
2、在自动运行中无水停机、有水自动开机,两台泵循环运行,先启先停,定期切换。
3、PID调节:PID闭环调节实现水泵恒压运行。采用EC20的PID指令,由于本设备直接连于自来水管网,当自来水压力低于用户所需要的设定压力时,微机控制水泵启动运行,直到管路的实际压力等于设定压力,此时变频器控制的水泵以一恒定转速运行,保持管网压力为设定值。自来水压力越高,变频器转速越低,自来水压力越低,变频器转速越高。当自来水压力达到设定值时,设备停止运行。充分利用自来水管网压力,又确保用户所需的恒定压力。
4、零liuliang停机控制功能:不论是在一台还是两台泵运行时,自来水满足要求压力时,设备就停止工作,由自来水直供,变频器处于休眠状态。自来水压力不足时,设备工作,此方式充分利用自来水管道原有的压力差多少,补多少,节能效果极其显著,可达20%- 70%以上。
五、 PLC程序要点
1、压力调节:通过CONTROLSTAR编程软件中PID指令向导,自动生成PID_SET和PID_EXE 2个子程序,其中PID_SET是参数设置程序,PID_EXE是PID调用,见下图:
2、 变频器控制
CONTROLSTAR编程软件有专门的变频器指令,可实现EC20和艾默生变频器的无缝连接。
2.1 通过系统块界面设置EC20的通讯端口1的自由口协议参数,包括波特率、奇偶校验、数据位、停止位、帧间超时时间等。用户不需要复杂的编程。
2.2 通过“变频器连接表”可方便列出挂在端口1网络上的变频器设备。包括站号、型号、协议等。
2.3 通过集成在CONTROLSTAR编程软件中的专用变频器指令,包括FRQ(给定频率)、FWD(正转)、GET(读变频器频率、电流、转速)、REV(反转)、STP(停止),可以方便实现变频器的启停、读写频率
六、 总结:
在本案例中,我们采用艾默生高性能变频器以及先进的可编程控制器,满足了用户在无负压供水中的应用。
1、智能化程度高 微机控制全自动运行,性能稳定可靠,泵房可实现无人职守。
2、恒压:PLC的PID闭环调节,恒压精度高,将水泵的运行严格遵照高效曲线执行,从而使得系统在接近理想状态下工作,压力输出值精度有效保证在±兆帕范围内。在水压波动下,具有过载、短路、过流等各种自动、保护功能。
3、节能 变频器的零liuliang停机功能,使设备在管网压力达到设定值后,停机,处于休眠状态,待压力不足时,重新启动。真正实现节能功能。
4、良好的通讯方式,方便用户远距离监控、监测及控制设备和变频器等。同时利用通讯功能,不需再使用模拟量模块,安装维护方便,进一步节约成本。