中密度纤维板生产线PLC自动控制系统设计

1、中密度纤维板生产线PLC自动控制系统设计摘要：本文根据中密度纤维板生产线中木片制备、纤维制备、铺装、热压、成品制备、砂光等工艺流程,选择C200H型PLC设计其自动控制系统，并介绍了I/O分配表等。关键词：中密度纤维板;生产线;PLC;自动控制系统第一章 生产工艺流程简介1.1生产线概述中密度纤维板生产线包括木片制备、纤维制备、铺装、热压、成品制备、砂光等工段。其中木片制备工段包括削片、筛选、贮存等工序，为热磨解纤提供合格的木片。纤维制备工段包括热磨、干燥、调、施胶及纤维贮存等工序，提供经施胶的合格纤维。两者主要完成原料的加工。铺装工段包括铺装、预压、板坯锯截、板坯输送等工序，主要完成铺装、预

2、压、板坯的成型以及板坯向装板机的运输。热压工段主要完成板坯的热压成型。砂光工段是将规格的齐边板定厚砂去表面的预固化层，经砂光后的成品板表面光洁，并达到一定的厚度公差要求。作为生产线主要部分的铺装、热压、成品制备工段，其自动化程度要求较高。1.2铺装工段的结构和生产工艺流程加工好的原料经铺装成型机铺装成板坯。成型后的板坯送入预压机进行预压，以排除板坯中的气体，减少板坯的厚度，将板坯压缩成具有一定的强度，便于输送。当板坯经过光电开关sw1，启动加速滚台将成型板坯分离。标准的板坯经过光电开关sw2的前一信号启动推板滚台，后一信号启动推板器前进，将板坯送进装板机。板坯回收装置设在板坯运输机下，当产生不

3、合格的板坯时，则该板坯经加速运输机被送入板坯回收装置将纤维回收。其结构示意图见图1-1。工艺流程图见图1-2。图1-1铺装工段结构图图1-2铺装工段的工艺流程图1.3热压工段的结构和生产工艺流程热压工段的生产设备主要有装板机、热压机、卸板机。装板机原有的生产线采用由下至上的装板方式，推板器将板坯送进装板机，等推板器退回，装板机上升一格。直到装板机上升到最高点，进板器前进，挡板油泵下降，进板器后退，挡板油泵上升。板坯进入热压机，热压机开始工作。热压机热压机为多层结构，加压方式为下压式，有液压系统提供液压缸加压动力，热压板的热介质可用蒸汽或热油。热压机按预定的程序自动完成整个热压过程，根据中密度纤

4、维板的制板工艺曲线设定热压程序。卸板机采用至上而下的卸板方式。卸板机的初始位置在最高点，在装板机装板过程中，当进板器将板坯推进热压机的时候，同时将在热压机中的热压板推出了热压机，进入卸板机。进板完毕，卸板机下降，直到最下面的热压板接触出板机的行程开关，卸板机停止，启动出板机，将毛板送入成品制备工段。继续下降一格，直到最下面的热压板接触出板机的行程开关，卸板机停止，启动出板机，这样重复进行直到卸板机中的板卸载完毕。然后卸板机至顶。其结构如图1-3，工艺流程图如图1-4 。1.4成品制备工段的结构和生产工艺流程由出板机出来的毛板经称重运输机称重后，由运输机将毛板送入翻板冷却机冷却，冷却后的毛板，经

5、纵锯、横锯锯成符合规格的齐边板，然后进行堆垛、贮存，待胶粘剂充分固化后，再用叉车把整垛板送入砂光线。其结构简图略，工艺流程图如图1-5。图1-3热压工段结构图图1-4热压工段工艺流程图图1-5成品制备工段工艺流程图1.5装板机装板流程的改进设计装板机的传统装板过程是:装板机在上升过程中依次装板，等装板机装完板后，进板器将板坯送进热压机，然后又退到最低点，重新进行装板。作者在现场安装过程中发现，由于液压缸工作的迟滞性，在回位过程中，浪费了许多时间，降低了生产效率。为了提高生产线的生产率，提高装板机的装板速度。现对装板机的装板流程进行改进设计。方案如下:在装板机下降过程中，隔层装板;在上升一过程，

6、把空位补齐。示意如图1-6图1-6装板机装板程序改进第二章 生产线自动控制系统的设计2.1 PLC的选择通过对各种PLC的价格/性能比，指令系统的功能进行比较，选用日本OMRON公司PLC。根据各阶段的输入/输出点的数量，以及便于以后的生产线改造，选用C200H型的PLC作为控制机。铺装工段选用一个8槽母板和一个5槽扩展母板。装板机、热压机、卸板机、成品运输阶段采用一个10槽母板和一个8槽扩展母板。PLC系统除CPU和电源模块外，选用若干个输入单元ID212和输出单元OC225以及需要的模拟量I/O单元。2.2C200H可编程控制器概述日本OMRON(立石公司生产的SYSMAC C系列PC产品

7、己广泛应用于材料处理、食品加工和包装、机械加工、自动化制造和过程控制等行业。在我国引进及市场上销售的进口PC产品中，OMRON在小型机中占首位。SYSMAC C系列PC有微型、小型、中型和大型四大类十几种型号。C200PI PLC是小型PLC的代表。采用紧凑型模块式结构如图3-I。可控制384点I/O，同时还可以配置智能I/O模块、网络他通信模块、模拟量I/O模块等，是一种小型高性能PLC。图2-1 C200H PLC系统结构PLC监测从按钮、传感器和限位开关等设备和元件传来的输入信号，根据存储器中的用户程序进行逻辑解算，然后给外部负载(如继电器、马达控制器、电磁阀、气阀、指示灯和报警器等输出

8、信号以达到控制目的。I/O继电器区实际上就是这些外部输入输出设备状态的映像区，PLC机通过I/O区中的各个位与外部物理设备建立联系。此区中的每个通道都可以映像一个I/O卡状态。而每个通道的每个位都可以映像一个I/0卡上的每个端子的状态。总之，I/O继电器区就是为C200H PLC系统配置I/O卡准备的映像区，共有30个通道，编号000029。 一个C200H PLC系统中的CPU母板最多可带两个扩展母板，各母板的通道号配置如图2-2。图2-2母板通道号配置每通道寻址16位，在通道号后再加2位数字，用5位数表示UO继电器区中的一个位。位号寻址范围表如表3-1。表2-1 1/O继电器区位号C200

9、H PLC的存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器分为系统程序存储区和系统数据存储区。用户存储器分为用户程序区和用户数据区。用户数据区用于存放输入、输出数据，程序用中间变量，提供计时器、计数器、寄存器等。C200H PLC系统将用户数据区分为九大类，分别为I/0继电器区，内部辅助继电器区，专用继电器区，暂存继电器区，保持继电器区，辅助继电器区，链接继电器区，定时/计数继电器区和数据存储区。对于各区的访问，C200H PLC系统采用通道的概念寻址，即将各个划区分为若干个连续的通道，每个通道包含16个二进制位，用24位数字组成通道号来标识各区和各个通道，有些区可以按位进行寻址，要在通道号后再

10、加0015二位数字组成位号来标识各个通道的位。C200H PLC系统数据区通道号分配如表2-2。表2-2 C200H PLC系统数据区通道号分配输入量接在输入模块、模拟量转换模块等:输出量接在输出模块、模拟量转换模块。I/0模块通过母板总线连接。其结构图如图2-3。图2-3 I/O结构图2.3PLC软件设计根据中密度生产线的整体控制要求和各工段的输入输出的点数，将铺装工段的输入输出分配在一个PLC中，将热压、成品制备工段的输入输出分配在一个PLC中。由于PLC的控制采用寻址方式，I/O继电器区实际上就是这些外部输入输出设备状态的映像区，PLC机通过区中的各个位与外部物理设备建立联系。因此，需将生产线设备进行输入输出定义，并分别分配地址号，即I/O