現(xiàn)場總線在機(jī)械壓力機(jī)上的應(yīng)用

現(xiàn)場總線在機(jī)械壓力機(jī)上的應(yīng)用

0現(xiàn)場總線技術(shù)隨著電動汽車的快速發(fā)展，電氣操作系統(tǒng)的要求越來越靈活、方便、可靠。原PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)滿足不了現(xiàn)場的需要,它的主要缺點是各開關(guān)量與主機(jī)連線多,所以造成故障點多,故障排除困難不易維修?，F(xiàn)場總線彌補(bǔ)了這個缺陷。而且現(xiàn)場總線是一種用于智能化現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的開放式,數(shù)字化雙向串行,多節(jié)點的通訊的總線?，F(xiàn)場總線使用數(shù)字通訊的方式取代設(shè)備的模擬量和開關(guān)量的信號。隨著其開放性的不斷擴(kuò)大和成本的不斷降低,必然會成為工業(yè)自動控制領(lǐng)域中的一種主流技術(shù)。目前現(xiàn)場總線也已經(jīng)在機(jī)械壓力機(jī)上開始得到應(yīng)用。1詞盤多從電磁閥控制機(jī)械壓力機(jī)的基本工作原理:是將主飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)過曲軸轉(zhuǎn)變成滑塊相對工作臺的直線上下運(yùn)動的機(jī)械設(shè)備,飛輪是靠電機(jī)來驅(qū)動,滑塊的直線上下運(yùn)動是靠飛輪上的離合器來控制運(yùn)行和停止,離合器是靠電磁閥控制氣源通斷來控制。離合器由剎車盤和結(jié)合盤組成,根據(jù)壓力機(jī)的噸位和設(shè)計廠家不同,離合器的種類也有所不同。離合器工作時是將剎車盤打開,結(jié)合盤結(jié)合來帶動曲軸使滑塊動作的,這就是機(jī)械壓力機(jī)的行程動作。剎車閥比結(jié)合閥打開早0.02秒。剎車與結(jié)合盤分別由兩個電磁閥控制,電磁閥是靠PLC內(nèi)部程序滿足條件輸出來控制。另外還有保證機(jī)械壓力機(jī)正常工作的凸輪系統(tǒng),潤滑系統(tǒng),液壓保護(hù)系統(tǒng),平衡器系統(tǒng),微動系統(tǒng),裝模高度調(diào)整系統(tǒng),氣墊系統(tǒng)以及移動工作臺系統(tǒng)等必要或不必要的功能。2控制系統(tǒng)性能特點1)利用信息技術(shù)及數(shù)字信號通信技術(shù),有效提高了系統(tǒng)的測量和控制精度;2)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸可靠、信息響應(yīng)快速、抗干擾能力增強(qiáng);3)具有自動診斷、故障顯示功能;4)更好地滿足控制系統(tǒng)信息集成的要求;5)總線節(jié)點具有良好的防護(hù)等級,可以直接安裝于現(xiàn)場;6)系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試更加靈活方便、控制性能大幅度提高;7)系統(tǒng)綜合成本大幅度減少;8)減少了壓力機(jī)因為PLC與各開關(guān)量連線過多引起的故障。3硬件選型控制總體來說除電柜外機(jī)械壓力機(jī)另有4個需要集中控制的節(jié)點,位置分別在上橫梁,滑塊(動梁),操作站,地下室(油箱)。所以總線配置思路就是在電柜配置主站電柜站,在上橫梁配置橫梁分站和電子凸輪編碼器站,在滑塊配置滑塊分站和裝模高度編碼器站,在操作站配置操作站分站,在地下室配置油箱分站。一般情況下一個主站六個分站。分站的配置一般采用最近原則(信號采集元件及執(zhí)行元件離哪個分站最近就由哪個分站控制),才能最大限度降低干擾,節(jié)約成本,達(dá)到最優(yōu)效果。1)電柜站配置采用單圈絕對值編碼器作為一個分站,主要作用是負(fù)責(zé)采集曲柄轉(zhuǎn)角的角度信號,作為電子凸輪,以便在相應(yīng)的角度實現(xiàn)相應(yīng)的動作(如單次行程,上死點,下死點等)。選型時要考慮兼容性。4)滑塊站配置滑塊站的主要作用是采集液壓保護(hù)壓力繼電器開關(guān)信號,液壓保護(hù)卸荷開關(guān)信號,裝模高度調(diào)整過扭矩開關(guān)信號和上下限位信號,上模夾緊器到位開關(guān)信號(或壓力繼電器)等輸入信號;輸出上模夾緊器動作執(zhí)行等信號。根據(jù)需要的輸入輸出點數(shù)選用合適的輸入輸出單元。5)裝模高度編碼器站配置采用多圈絕對值編碼器作為一個分站,主要作用是負(fù)責(zé)采集滑塊裝模高度的數(shù)據(jù),一邊在相應(yīng)的高度實現(xiàn)相應(yīng)的功能(如裝模高度上下軟限位,裝模高度自動調(diào)整,高度數(shù)值顯示等)。選型時要考慮兼容性。6)操作站分站配置主要作用是采集操作面板上各按鈕開關(guān)的開關(guān)信號,移動工作臺各行程開關(guān)及接近開關(guān)信號,安全栓開關(guān)信號,光電保護(hù)裝置開關(guān)信號,移動按鈕站開關(guān)信號等輸入信號;輸出面板上各指示燈執(zhí)行信號。根據(jù)需要的輸入輸出點數(shù)選用合適的輸入輸出單元。7)油箱分站配置主要作用是采集潤滑與液壓保護(hù)等液壓系統(tǒng)壓力繼電器開關(guān)信號,油箱油位和溫度開關(guān)信號,平衡氣缸和氣墊氣壓系統(tǒng)壓力傳感器開關(guān)信號或模擬量信號等輸入信號;輸出液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)電磁閥執(zhí)行信號;根據(jù)需要的輸入輸出點數(shù)及特殊信號選用合適的輸入輸出單元及特殊單元。8)程序的設(shè)計和編寫應(yīng)在硬件選配前根據(jù)要實現(xiàn)的動作需求完成,完成程序的設(shè)計后,根據(jù)需要的輸入輸出點數(shù),程序文件的大小,特殊信號的處理等內(nèi)容選配硬件。9)硬件選型完成后根據(jù)PLC和總線各單元及執(zhí)行元件的情況設(shè)計接線圖紙,要注意預(yù)留備用線和備用點。10)總線通訊電纜和終端電阻要嚴(yán)格按照所選品牌型號的要求執(zhí)行,建議采用原廠配套的總線電纜和終端電阻。11)硬件安裝及接線完成后,使用編程PC及相應(yīng)的配置軟件連接PLC總線通訊單元配置總線組態(tài),根據(jù)實際需要設(shè)置主站和分站地址編號(與各分站通訊單元的撥碼開關(guān)設(shè)置一致),分配各分站輸入輸出點數(shù);連接PLC處理器單元,下載程序文件。12)準(zhǔn)備調(diào)試階段再次檢查程序及接線,杜絕程序及接線失誤導(dǎo)致的短路等危害發(fā)生。13)調(diào)試階段,試驗壓力機(jī)的各種動作,對程序及接線進(jìn)行為微調(diào)整。4當(dāng)前和改進(jìn)措施4.1因壓力機(jī)震動大,地下主副線網(wǎng)連接點本出現(xiàn)總線報警,故障代碼顯示從站沒有連接上。原因分析:1)由于壓力機(jī)震動大,總線與耦合器連接點松動;2)總線通訊電纜有斷點。改進(jìn)措施:1)在從站箱體與壓力機(jī)之間加防震墊,加強(qiáng)從站模塊的緊固裝置;2)加強(qiáng)電纜的外層保護(hù)。4.2終端電阻穩(wěn)定性無原因分析:1)總線電纜選擇不正確,可能距離遠(yuǎn)而線徑過小;2)終端電阻不穩(wěn)定。改進(jìn)措施:1)根據(jù)距離選擇較粗的通訊電纜,保證終端電壓24V,網(wǎng)絡(luò)通訊速率為125kb/s;2)選擇品質(zhì)優(yōu)良的金屬膜終端電阻。5電柜站plc組成在機(jī)械壓力機(jī)控制系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線技術(shù),不但提高了壓力機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、擴(kuò)展性,而且降低了安裝調(diào)試周期及維修成本,減少了故障的發(fā)生率,不但滿足了壓力機(jī)的使用要求,而且使其控制系統(tǒng)得以大大的提高,也使得維修安裝人員的技術(shù)得到了提高。考慮到各分站位置的可利用空間有限,大功率器件的電源輸出一般配置在電柜站(包括主電機(jī),微動電機(jī),滑塊調(diào)整電機(jī),油箱泵站電機(jī),移動工作臺電機(jī)以及油箱加熱電阻)。電柜站PLC組成包括的處理器單元,總線通訊單元,輸入單元,輸出單考慮到各分站位置的可利用空間有限,大功率器件的電源輸出一般配置在電柜站(包括主電機(jī),微動電機(jī),滑塊調(diào)整電機(jī),油箱泵站電機(jī),移動工作臺電機(jī)以及油箱加熱電阻)。電柜站PLC組成包括的處理器單元,總線通訊單元,輸入單元,輸出單元以及特殊單元。處理器單元主要作用是按照配置的工作程序處理整機(jī)的輸入及輸出信號,所以選型時要考慮整機(jī)的輸入輸出點數(shù),特殊單元的作用及數(shù)量,是否使用其他終端(如觸摸屏),編制程序文件的大小,與總線單元是否兼容等因素;總線通訊單元主要作用是與各分站的通訊單元實現(xiàn)總線通訊;輸入單元的主要作用是采集各電源保護(hù)開關(guān)的反饋信號,主電機(jī)控制器的開關(guān)量反饋信號等信號;輸出單元主要作用是輸出各大功率器件控制器的開關(guān)量控制信號;特殊單元依照功能采集或輸出模擬量信號等特殊信號。總線通訊單元,輸入單元,輸出單元及特殊單元的選型要與處理器單元兼容。處理器單元主要作用是按照配置的工作程序處理整機(jī)的輸入及輸出信號,所以選型時要考慮整機(jī)的輸入輸出點數(shù),特殊單元的作用及數(shù)量,是否使用其他終端(如觸摸屏),編制程序文件的大小,與總線單元是否兼容等因素;總線通訊單元主要作用是與各分站的通訊單元實現(xiàn)總線通訊;輸入單元的主要作用是采集各電源保護(hù)開關(guān)的反饋信號,主電機(jī)控制器的開關(guān)量反饋信號等信號;輸出單元主要作用是輸出各大功率器件控制器的開關(guān)量控制信號;特殊單元依照功能采集或輸出模擬量信號等特殊信號。總線通訊單元,輸入單元,輸出單元及特殊單元的選型要與處理器單元兼容。2)橫梁站配置橫梁站的作用主要是采集主電機(jī)溫度和轉(zhuǎn)速反饋信號,潤滑系統(tǒng)開關(guān)反饋信號,飛輪制動限位反饋信號,離合器結(jié)合剎車電磁氣閥狀態(tài)反饋信號等輸入信號,輸出離合器結(jié)合剎車電磁氣閥執(zhí)行信號,飛輪制動電磁氣閥執(zhí)行信號等執(zhí)行信號。根據(jù)需要的輸入輸出點數(shù)及