西门子6ES7214-1AD23-0XB8规格说明

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 引言

　　对于16A及以下小容量直动式交流接触器，由于无专门的磁吹灭弧装置，故其抗熔焊性能显得尤为重要。在研制小容量直动式交流接触器用新型AgNi基触头材料的过程中，为了考核所研制的新型触头材料的抗熔焊性能，将PLC应用于直动式交流接触器的电寿命试验中，结合所研制触头材料的特殊性，充分考虑了可能出现的失效形式，巧妙利用PLC的定时控制、计数控制及监控功能，取得了良好的试验效果。

2 控制要求及试验方案设计

　　试验要求对4台装有新型触头材料的3TB交流接触器进行AC-4类电寿命试验，该接触器的额定电流为16A，额定电压为660V，试验操作频率为300次/h，通电时间为60ms，考虑到试验设备的安全，要求实现短路保护和熔焊保护。试验主电路如图1所示。

图1 试验主电路

　　通常情况下，接触器触头发生熔焊时，其辅助常开触点闭合，通过PLC对其闭合时间的在线监测，可判断触头是否已发生熔焊。但考虑到所研制的触头材料的特殊性，有可能在触头开断过程中，由于触头材料的润湿性不够，液态银在触头表面铺展不足而形成微观尖峰，使得发生熔焊时触头间距离不够紧密，从而使接触器的辅助常开触点不能闭合，而辅助常闭触点也未能闭合。这一事实表明，靠监测辅助常开触点的闭合时间来判断是否发生熔焊是不可靠的，应该监测其辅助常闭触点的状态，即只要常闭触点分断时间超过一定数值，就认为熔焊发生。显然，以此为判据要比靠监测常开触点的状态为判据准确可靠。 

　　本试验采用日本三菱公司的F1-20MR型PLC，它配有F1-20P型简易编程器。由于试验要求用PLC控制待试接触器线圈的通电时间，故在PLC的输出端外接交流接触器以增强驱动能力。PLC外部连接图如图2所示。

图2 PLC外部连接图

    X401～X404──四台待测接触器的辅助常闭触点，作为发生熔焊的判据　
    X407──计数器复位脉冲　
    Y431～Y434──四台待测接触器的线圈回路开关，控制接触器的闭合与开断　
    Y437──发生熔焊后的输出信号，控制主电路通断 
    COM──公共端

3 程序框图

　　程序框图如图3所示。

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图3 程序框图

4 时序图及梯形图

4.1 时序图
　　时序图如图4所示。

图4 时序图

4.2 梯形图
　　（1）主控部分 这部分实现对四台样品通电时间的顺序控制以及在必要时输出熔焊信号。主控部分梯形图如图5所示，图中T550和T650～T657实现如图4所示的有关时间段，M300～M302用来实现计时信号的保持和清除，Y431～Y434分别用来控制四台样品的通断，M305和Y437实现熔焊信号的输出。

图5 主控部分梯形图

　　（2）熔焊保护部分 这部分通过对四台样品辅助常闭触点X401～X404的在线监测，将产生的熔焊信号分别输出到M311～M314，将这四个信号相或后输出到M304，为了在样品发生熔焊并将其剔除出试验后，重新投入运行，将该信号转换后输出到M305，将其作为终的熔焊信号。这部分的梯形图如图6所示，图中的T451～T454对触头闭合时间计时，定时时间设为200ms,留有充分的裕度。M321～M324起中间继电器的作用。

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图6 熔焊保护部分梯形图

　　（3）计数部分 这部分对样品的电寿命进行计数，为了避免重复，仅对台样品的接通信号Y431进行计数，采用两个自清零计数器C460和C461构成计数值达40000的计数器，X407为计数器复位脉冲。计数部分的梯形图如图7所示。 

图7 计数部分梯形图

5 结束语

　　在试验过程中，其中一台样品在试验次数达到约3000次时发生熔焊，PLC立即动作，发出信号断开主电路，有效保护了试验设备；另一台样品在试验次数达到8917次时，发生相间短路，电流继电器准确动作，输出短路信号断开主电路。另有一台样品在试验次数达到5475次时发生熔焊，主电路迅速断开，观察该样品的触头，发现正如试验初预计的那样，触头虽熔焊，但辅助常开触点及常闭触电均未闭合，这表明本试验的设计是比较完备的。

　在结合所研制电接触材料特殊性的基础上，充分考虑试验过程中可能出现的失效类型，采用这套以PLC为核心的控制系统后，小容量直动式交流接触器电寿命试验的可靠性和安全性大大tigao了。

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。

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    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。 

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    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。