PLC系统在炭素振动成型机中的应用

1、    PLC系统在炭素振动成型机中的应用1系统介绍振动成型主要设备有振动台、模具和重锤，将盛装热糊料的模具放在振动台上，然后把重锤压在糊料表面上开动振动台，使糊料受到振幅小而频率高的强迫振动，在强烈的振动下糊料颗粒间的及糊料与模具壁间的摩擦力减小，颗粒移动并合理分布，得到具有规定形状的高密度的产品。压好的半成品经冷却、检查后堆放。我公司炭素厂原使用的振动成型机是人工手动调节，炭块的重量、高度波动范围大，对产品的产量和质量有较大的影响。为1 系统介绍     振动成型主要设备有振动台、模具和重锤

2、，将盛装热糊料的模具放在振动台上，然后把重锤压在糊料表面上开动振动台，使糊料受到振幅小而频率高的强迫振动，在强烈的振动下糊料颗粒间的及糊料与模具壁间的摩擦力减小，颗粒移动并合理分布，得到具有规定形状的高密度的产品。压好的半成品经冷却、检查后堆放。     我公司炭素厂原使用的振动成型机是人工手动调节，炭块的重量、高度波动范围大，对产品的产量和质量有较大的影响。为此必须根据人工操作积累的经验设计一种具有较高智能、高可靠度的自动控制系统，来提高炭素振动成型生产的产能和合格率，延长电气设备的运转周期，缩短故障检修时间，降低生产成本和岗位操作工的劳动强

3、度。2 系统组成     PLC是采用微处理器技术的新型工业控制装置，是一种使用可编程序存储器来存储设备所需专用程序的电气设备。它具有将逻辑运算顺序操作，限时，计时以及算术运算，数据通讯等功能，通过数字量或模拟量的输入/输出模板去控制各种设备或过程。其硬件结构如图1所示。     它采用了大规模的集成电路，故特别适应于高温、潮湿、电磁干扰、机械振动大的比较恶劣的工业现场环境。输入/输出接口组件的模块化，系统设计时根据被控对象的要求，选择必要的功能模块组成控制系统，大大提高了工程效率和系

4、统的可靠性。     在该控制系统中选用日本三菱公司的PLCMITSUBISHI A1S小型系列作为下位机。它具有成本低、功能强的特点。上位机选择惠普P III微机，配以美国Intellution FIX软件，ORMON公司的继电器、行程开关，德国威德米勒隔离器、变送器，安川变频器等组成自动控制系统。系统总貌图如图2所示。3系统功能 3.1该系统的上位机系统功能如下：     1实时反映工艺流程，形象再现生产过程（系统主画面图见图3）； 

5、0;   2图表显示生产数据，方便操作工了解生产状况；     3及时产生报警信息并予以打印，帮助操作工查找分析故障原因；     4以曲线形式在线生产数据，方便查找历史数据，分析生产趋势；     5以报表打印形式反映生产状况；     6帮助操作工实现电机连锁开、停，并反映电机启动停车的有关信息；     7给定控

6、制工艺参数。 3.2该系统的下位机功能如下：     1数据采集：通过PLC AlS68AD转换模板对冷却水温度、糊料温度、糊料计量称、油箱油温、油箱油压、炭块高度、变频器电流进行模拟采集，并转换成FIX认可的数据格式（系统主要测点如下图4）。     2电机连锁控制，以简单易行的PLC取代以往繁琐复杂、故障率高的电气连锁控制，并实现操作工远程开、停电机的功能。主要I/0点安排如下：     I/O Name

7、0; Comment Remark     X80 CAR-EAST 称量车回到位     X81 CAR-WEST 称量车送料到位     X82 CAR-CLOSED 称量车门闭到位     X83 CLAMP-L CLOSED 左模夹紧到位   

8、0; X84 CLAMP-R.CLOSED 右模夹紧到位     X85 CLAMP-L.OPENED 左模夹放松到位     X86 CLMP.R.OPENED右模夹放松到位     X87 HAMMER-HIGH重锤上升到位     X88 HAMMER-LOW 重锤下降到位  

9、60;  X89 MOLD-HIGH模具上升到位     X8A MOLD-LOW 模具下降到位     X8B PUSH-OUT 推进器推出到位     X8C PUSH-IN推进器返回到位     X8D SAFE-L.OPENED  左安全爪开到位   

10、  X8E SAFE-R.OPENED  右安全爪开到位     X90 SAFE-L.CLOSED  左安全爪闭到位     X91 SAFE-R.CLOSED  右安全爪闭到位     X92 CLASP-OPENED  抱闸开到位     X93

11、0;CLASP-CLOSED  抱闸闭到位     X94 PUSH-ENABLE  后辅机允许推出     X95 CAR-OVERLOAD  称量车电机过载     X96 QUIVER-OVERLOAD  振动电机过载     X97 BP.RUNNING 

12、60;变频运行     X98 BP.ALARM 变频报警     X99 SYS.AUTO 系统手自动切换     X9A OIL-LOW  低油压     X9B BP.GIVE-M  点动补料     X9C GIVE-SAFE

13、60; 布料安全     YA1 CLAMP-CLOSE  模具加紧     YAl CLAMP-OPEN  模具放松     YA2 HAMMER-DOWN  重锤下降     YA3 HAMMER-UP  重锤上升    &#

14、160;YA4 MOLD-UP  模具上升     YA5 MOLD-DOWN  模具下降     YA6 PUSH-GO  推进器推出     YA7 OIL-GUSH 喷油     YA8 DOOR-OPEN  开车门   &

15、#160; YA9 BP.FWD 变频下料     YAA BP.RESET 变频复位     YB0 CAR-GO 程量车送料     YBl CAR-BACK 程量车返回     YB2 QUIVER-START 振动开始     YB

16、3 CLASP-OPEN 开抱闸     YB6 TRANS.RUN  板式机运行 3.3通过变频器控制圆盘螺旋下料机的电机转速来控制炭块的重量。     三菱A2ASCPFSI系列I/0点数量能达到1024点，程序语言使用梯形图或指令字语言，程序容量可达到64K步，并具有自诊断功能。 4 控制过程的实现     控制过程有4个操作程序：1、下料；2、装料；3、振动挤

17、压、脱模；4、炭块推出、冷却输送。贯穿于振动成型过程中的主要问题是正确掌握温度、压力、振动频率、振动时间、推出速度。 4.1 下料     经过混捏好的糊料，一般温度在130-140左右，从圆盘螺旋下料机顶部加料口加入，经分料器的上部锥体分布在圆盘上。在下料前，首先检查判断糊料斗称量车是否在圆盘螺旋下料机的下方等待接料，然后控制变频器输出驱动圆盘螺旋下料机电机的螺旋转速，对糊料斗称量车下料，下料过程由快到慢以满足炭块的重量。糊料斗车连同行走铁轨装有TOLEDO衡器公司生产的称重装置用于计量炭块的重量。炭块的重量可根据产品的类

18、型、要求由上位机给定。 4.2 装料     装料前PLC首先检查判断模具到位、模具安全爪夹紧到位、重锤上升到位、重锤安全爪夹紧到位等信号，然后打开糊料斗称量车的抱闸驱动小车送料，行走到模具口上方时停止行走关抱闸，然后糊料斗称量车底开门把称好的糊料放入模具中。 4.3 振动挤压、脱模     1、振动挤压：此时PLC检查判断糊料斗称量车存在返回到位信号，然后重锤安全爪松开并到位，重锤下降并到位，开始驱动2台振动电机带动偏心振子转动，不平衡质量回转引起惯性力

19、迫使振动台振动。又由于2个振动器转动方向相反、同步，使它们的惯性合力水平方向为零，只有在垂直方向产生激动力。振动台上的模具和装在模具内的糊料都处于强烈的振动状态。虽然振幅不大（一般在12mm），但振动频率很高（4050HZ），它们的运动速度很快，振动周期在0.02秒左右，将产生大的加速度，这个加速度大大超过重力加速度，是它的几十倍至几百倍，因此糊料颗粒质量大小不同，获得的惯性力也不同，颗粒界面间产生应力，而这个应力超过糊料的内聚力，便产生相对位移。同时，在强烈的振动下，糊料颗粒间的内摩擦力及糊料与模具壁之间的外摩擦力也急剧下降，糊料便具有重液体的液体性质，跳跃着的糊料迅速充填到模具的各个角落，较小的颗粒充填到大颗粒间的空隙中去，从而得到具有