60吨半自动拉伸液压机电气改造1.doc

60吨半自动拉伸液压机电气改造黄慈勇（佛山市乐华陶瓷有限公司 设备课） 摘要：本文对我公司60吨半自动拉伸液压机的电气控制系统经常发生故障进行分析、改造。把原来继电线路顺序控制改为PLC控制；行程开关定位改为电感式接近开关定位；接触器控制改为中间继电控制。大幅度提高了设备控制性能，有效地降低了设备故障。 关键词： 液压机 PLC控制 接近开关 电气改造前 言 60吨半自动拉伸液压机系我公司1991年从佛山市液压机厂购进的设备。该液压机是我公司技术课产品开发试制或制作砖坯样板的主要成型设备。由于其电气控制系统比较落后，与工作环境不适应，经常发生故障，给生产工作及机械安全带来很大影响。（一） 设备状况分析本液压机以7.5KW的三相异步电动机为动力，驱动柱塞泵供油，由四个压力阀、七个电磁方向控制阀来控制上、中、下三个活塞缸进行工作的。液压原理见附图3；（由于厂家设计本机不是针对陶瓷行业的,在我公司陶瓷生产中，电磁方向阀YA4、YA5及其控制的中缸不需使用）。电气控制主要由：空气式时间继电器、接触器、行程开关、按钮等组成。原图见附图4；由于工作繁复，系统落后，故障时有发生。公司曾作过多次检修，但修后不久，又有新故障发生。对此,本人根据多年维修经验结合公司实际情况作深入分析。本电气控制系统存在有以下问题：1、与环境不适应 由于整个系统是利用布线逻辑来实现各种控制，需使用大量机械触点。而陶瓷厂是一个高温、多粉尘的场所，恶劣的环境对继电器寿命影响很大，极易造成短路,触点接触不良等，故障很多。2、行程定位不准 该机活塞升降行程靠行程开关定位，由于动作频繁，行程开关容易损坏,造成定位不准,严重影响产品质量和机械安全。3、设备管理不便 本机没有固定操作工，操作者大多缺乏机电知识，在调整时间、压力等参数时容易调错，造成系统混乱，无法工作。4、改变工作方式难。当产品需要而须改变系统工作方式时，需要改动各电器接线逻辑，工作量大。5、维修不便 由于继电控制系统线路繁杂，联锁较多，且没有自检功能，一旦发生故障，检修耗时耗力。（二） 改造方案从以上分析可知，采用继电顺序控制很难满足该液压机在我公司小型广场砖及劈开砖的成型需要。对此，我与公司领导研究后决定，对60吨拉伸液压机电气控制系统作如下改造：1、 用可编程序控制器（PLC）代替原继电顺序控制。2、 行程开关定位改为无触点接近开关定位。3、 为防粉尘，把原控制电磁铁的接触器改为防尘较好的中继。4、 省去空气式时继，时间参数由PLC内部设定，方便设备管理。（三） 器件选择1、 由于PLC控制有着继电顺序控制无法比拟的优点，而三菱FX系列在可编程序控制器中具有领先地位，且在国内市场占有率很高，所以本液压机电气改造选用三菱FX2N-36MR型PLC为控制核心，对整个电气系统作控制。2、 本次改造选用的接近开关为PM1/AN2A型NPN无触点开关，属电感型，工作电压为DC24V、最大输出电流200mA。3、 经测量，本机电磁铁工作电流为0.2A，故采用omron MY2NJ型的中间继电器控制即可。（注：MY2NJ中继线圈工作电压220V，触点最大电流5A）（四） 控制设计1、 根据本机控制要求，对各电器作PLC输入、输出点分配，具体如下表1表1 输入点和输出点分配表输入信号输出信号名称代号输入编号输出编号代号名称手动选择开关SA1X0Y0YA2上缸上升阀自动选择开关SA1X1Y1YA1上缸下降阀自动开始按钮SB1X2Y2YA3上缸加压阀油泵启动按钮SB2X3Y3YA10上缸卸压阀油泵停止按钮SB3X4Y4YA9上缸快速阀上缸上升按钮SB4X5Y5YA8系统阀上缸下降按钮SB5X6Y6YA7下缸上升阀下缸上升按钮SB6X7Y7YA6下缸下降阀下缸下降按钮SB7X10Y10KM油泵电机压力继电器SPX11Y11HL1手动指示灯上缸上限接近开关SQ1X12Y12HL2自动指示灯上缸变速接近开关SQ2X13上缸下限接近开关SQ3X14下缸上限接近开关SQ4X15下缸下限接近开关SQ5X16安全光电开关GJX172、画PLC接线图如图1所示。 3、 根据本公司陶瓷产品成型工艺要求,液压机半自动控制的状态流程图图2所示. 4、根据以上资料，结合本液压机手动、半自动控制，作PLC程序设计，梯形图如附图1所示。（五） 工作原理说明1、 改造后电气接线如附图2所示。为安全起见、采用380/220V变压器作电气隔离；电磁阀YA1YA10和接触器KM分别由中间继电器KA1KA9控制。急停开关SB8联合中继KA10控制PLC外部电源。手动自动选择开关SA1为一个三位选择开关，左位为手动选择，右位为自动选择，中位时PLC输出继电器Y5置ON，系统阀YA8动作，驱动溢流阀卸压，液压系统无压力。2、 GJ为红外线光电开关，型号为：E3JK-R4M2。它具有红外线发射与接收功能。光电开关与反射板分别装在工作台前面两端。安全手柄合上时，将遮住红外线，X17置OFF，液压机不能半自动工作；手动工作时，上缸活塞不能下降运行。在半自动工作中，当上缸活塞作下降运行时，如有人或物体进入红外线区域，上缸活塞将立刻快速上升，起人身和设备安全保护作用。3、 在附图3液压原理图中，YA3为上缸加压阀。上缸下降阀YA1与YA3通电后，上缸活塞作慢速下降，YA3起加压作用。当上缸上升阀YA2与YA3同时通电，上缸活塞作慢速上升，YA3起排油作用。4、 在附图1程序中，T0为油泵起动后工作延时，它的作用是保证油泵电机能轻载起动。第2148行为手动点动操作，主要为更换模具和调试用，也可作为半自动工作前的回原点用。第50157行为半自动控制，工作中突然停机或外部断电时，需手动回原点后才能进行下一次工作。第53行为上、下活塞都在最上位（X12、X15置ON），且检测到其它接近开关状态正常（X13、X14、X16置OFF），光电开关前无异物（X17置ON），此时，把选择开关打到自动，则进入半自动控制的原点状态。当按下自动开始按钮SB1时，液压机进入半自动工作。半自动工作分为以下11个步骤：1） 上缸活塞带动上模具作快速下降。（S20置ON）2） 当上活塞运行到X13时，活塞作慢速下降，对粉料作第一次施压。压力由压力继电器SP设定。（S21置ON）3） 压力继电器动作后，系统进入127行（S25置ON）。活塞带动上模具慢速上升，对粉料排空气，时间设定为2秒。4） 上模具对粉料第二次施压，与第2）相同。（S21置ON）5） 第二次排空气，与第3）相同。（S25置ON）6） 计数器C0置ON，上模具对粉料施高压，并保压4秒，压力由溢流阀设定。（S22置ON）7） 上缸泄压2.5秒。（S23置ON）8） 下缸带动模框下降，砖坯脱模。（S24置ON）9） 计数器C1置ON，上缸活塞慢速成上升。（S25置ON）10） 上缸活塞快速上升至上限停止。（S26置ON）11） 经人工取砖坯后，按下缸上升按钮SB6，模框上升，到上限后停止（S27置ON）。系统返回原点，为第二次人工填料、加压成型作准备。 结束语：设备电气系统经改造后，防尘较好，环境适应能力得到改善，控制性能大幅度提高。设备管理和改变工作方式也变得简单方便，调整参数由专业人员对PLC调整，避免了过去的混乱现象。经过一年多的生产证明，故障率大为降低，产品成型质量大大提升，提高了工作效率，也为公司避免了购买新设备而节约了十多万元，创造了良好的经济效益。 参考文献及资料1、 佛山市液压机厂：60吨半自动拉伸液压机说明书2、 何锡伶等编：全自