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摘 要：本文探讨了PLC在1600吨砂轮成型压机上的应用，介绍了其应用优势、工作流程及应用效果。
关键词：PLC 1600吨砂轮成型压机 应用
在磨具制造过程中，砂轮成型压机如630吨、1600吨、3150吨，是磨具制造过程中生产500～2000mm大直径砂轮的重要设备。鲁信创业投资集团股份有限公司对1600吨砂轮成型压机电气控制部分进行了技术改造，笔者参与了该技改项目，同时对定压成型装置和副机转盘定位装置采用PLC进行了技术改造，用PLC取代原来设备上的中间继电器、时间继电器等，提高了设备控制性能。
一、1600吨砂轮成型压机概况
1.结构组成
（1）主机由上横梁、活动横梁、下横梁、立柱、限位套、工作台组成。副机由两组转盘、两组顶出缸、小车、导轨、装卸模装置组成。
（2）控制系统由液压控制系统和电气控制系统两部分组成。液压控制系统由液压泵、换向阀、节流阀、单向阀、溢流阀组成；电气控制系统由电动机、按钮、接触器、中间继电器、时间继电器、限位开关、电磁阀组成。
2.动作顺序
按照工艺和设备要求，其动作顺序如下。
主机动作顺序：油泵电动机启动—活动横梁快速下行—减速下行—压制—保压—卸压—回程—静止。
副机的动作顺序：转盘启动—转动—减速—静止—定位—顶出缸顶出—静止—顶出缸回位。
3.生产工艺流程
砂轮生产制造工艺流程如下：混料—成型—干燥—粗加工—装窑—烧成—出窑—精加工—检查—入库。
用单轨吊车把混好的成型料装入砂轮成型模套中，使料车上的砂轮模套按24m/min速度转动，使模套中的成型料经过“搅匀—刮匀—料到中心”这个工艺过程，使成型料在模套中均匀分布；停止料车上的模套转动，将料车上的模套送入压机工作台下，经过活动横梁快速下行、减速下行、压制、保压、卸压、回程、静止等工作过程，把砂轮成型料压制成具有一定强度、硬度的砂轮毛坯半成品，然后用小车把砂轮模套从压机工作台下面移出。把成型的砂轮用液压控制的顶出杆顶出，用单轨吊把砂轮毛坯放置到干燥车上，顶出缸回位、静止，两个副机循环工作，完成砂轮成型过程。
4.系统特点
1600吨砂轮成型压机采用了多个中间继电器、时间继电器、限位开关，从控制逻辑方面看，利用继电器的机械触点的串并联及时间继电器的延时通断构成连锁，来完成砂轮成型压机的每一个动作，其连锁多、线路复杂，当发生故障时，电气、机械互相连锁给设备维修带来困难，影响了生产的正常进行，且继电器触点有限，灵活性及扩展性差。
二、采用PLC控制的必要性和优点
1.必要性
根据以上对1600吨砂轮成型压机的介绍，我们可以看到，砂轮成型压机控制系统采用继电器连锁控制的复杂性及故障率都是非常高的。为彻底解决长期存在的问题，改造砂轮成型压机控制系统，采用PLC是非常必要的。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入与输出的少量接线，一般为继电器控制系统接线的十分之一至百分之一，因触点接触不良造成的故障大幅减少，控制柜的体积也大大缩小。另外，可编程序控制器有完善的自诊断和显示功能，控制器本身或外部的输入装置和执行机构发生故障时，根据控制器提供的信息能迅速查明故障原因，尽快排除故障。
砂轮成型压机的操作控制大部分采用按钮开关（转换开关、限位开关等），这些开关适合作为PLC的输入口，而设备本身复杂的逻辑关系用程序取代既简单又可靠。PLC的定时器取代了时间继电器，提高了设备的精确性。工艺流程及工作顺序更加符合PLC的顺序控制。
2.优点
我们采用PLC控制后，砂轮成型压机具有如下优点。一是降低系统的故障频率，提高设备的生产效率；二是及时显示系统运行控制状态，使设备维护更加方便；三是提高电气系统的可靠性，设备档次得到了提高。
三、PLC的选择
根据对砂轮成型压机系统的分析，我们采用富士公司的FLEX—NB2系列可编程序控制器，该控制器有以下特点。
一是系统配置灵活，除基本单元还有扩展单元及扩展模块，能更好地满足设备控制要求。二是可靠性高，能够在恶劣的环境下长期可靠、无故障运行，并且易接线，易维护，隔离性好，能适应较宽的温度变化。三是用强大的功能，语言标准，易学、易懂、易用，提供各种功能模块，方便了设备各种功能的实现。
四、电气系统以外其他部分的PLC控制
在对1600吨砂轮成型压机进行PLC整体电气控制部分改造的同时，也充分利用PLC的控制功能，对电接点压力表采用光感应器，对砂轮转盘定位系统采用晶体管接近开关。
1600吨砂轮成型压机成型方式分定压成型和定模成型两种。定压成型是通过电接点压力表触点的断开、导通控制电磁阀来控制系统压力的。电接点压力表具有测量控制功能，有测量系统、指示装置、磁助电接点装置、外壳、调节装置及接线盒组成。可任意设置上下控制压力值。由于是用液压系统的压力作为传动动力，存在误差大、不稳定、灵敏度差、精度低、调整时视觉误差大等问题。
我们对电接点压力表的这些缺陷进行了改进，采用了光传感器和活动标尺来替代电接点压力表，控制砂轮厚度。光感应器是以光纤为基础，感测外界物理量变化的一种传感技术。光感应器具有灵敏度、精确度高及误差小等特性，便于和PLC连接。光传感器采集数据输入PLC控制系统，PLC控制电磁阀动作来控制活动横梁下行高度，以控制砂轮厚度，使砂轮的厚度、组织、硬度得到了精确控制，更加符合生产工艺要求，取得了良好的效果，创造了价值，增加了效益。
1600吨砂轮成型压机副机转盘是砂轮制造过程中的重要设备，转盘以24m/min的速度转动。由于制动系统存在设计缺陷，在按停止按钮后转盘不能立即停止。我们采用加装晶体管接近开关和PLC连接的方式对砂轮转盘制动。按停止按钮后，在转盘转动过程中，转盘上的挡块接近晶体管接近开关时，接近开关动作发信号给PLC控制器，PLC控制器控制节流阀，使节流阀动作，快速制动转盘，使转盘停止，迅速定位。这样制动效果良好，节约了时间，提高了工作效率。
五、电气控制部分PLC改造效果及要注意的问题
1600吨砂轮成型压机电气控制系统经过PLC改造后，提高了设备性能，成品率由原来的89%提高到98%，增加了产量，提高了产品质量。事实证明，PLC功能很好地满足了设备的控制要求，极具推广价值。
在安装PLC时，也要注意以下几个问题：
首先，PLC的安装地点应避免太阳光直接照射，保证有足够的散热空间和通风条件。其次，动力电缆和控制电缆要分开铺设，避免干扰，PLC要接专用地线，接地点要与动力设备接地点分开。另外，砂轮成型压机大部分元件是电磁阀，其本身故障率远远高于PLC本身故障率，如果连接输出元件的负载短路，将会烧毁PLC的印刷电路板，因此需要选择适当容量的熔丝，保护输出元件，切忌盲目更换。
参考文献：
[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]华勇，李亚萍.磨料磨具导论[M].北京：中国标准出版社，2004.
[3]何衍庆，黎冰，黄海燕.可编程序控制器编程语言及应用[M].北京：电子工业出版社，2006.
（作者单位：山东省淄博市技师学院）
关键词：PLC 1600吨砂轮成型压机 应用
在磨具制造过程中，砂轮成型压机如630吨、1600吨、3150吨，是磨具制造过程中生产500～2000mm大直径砂轮的重要设备。鲁信创业投资集团股份有限公司对1600吨砂轮成型压机电气控制部分进行了技术改造，笔者参与了该技改项目，同时对定压成型装置和副机转盘定位装置采用PLC进行了技术改造，用PLC取代原来设备上的中间继电器、时间继电器等，提高了设备控制性能。
一、1600吨砂轮成型压机概况
1.结构组成
（1）主机由上横梁、活动横梁、下横梁、立柱、限位套、工作台组成。副机由两组转盘、两组顶出缸、小车、导轨、装卸模装置组成。
（2）控制系统由液压控制系统和电气控制系统两部分组成。液压控制系统由液压泵、换向阀、节流阀、单向阀、溢流阀组成；电气控制系统由电动机、按钮、接触器、中间继电器、时间继电器、限位开关、电磁阀组成。
2.动作顺序
按照工艺和设备要求，其动作顺序如下。
主机动作顺序：油泵电动机启动—活动横梁快速下行—减速下行—压制—保压—卸压—回程—静止。
副机的动作顺序：转盘启动—转动—减速—静止—定位—顶出缸顶出—静止—顶出缸回位。
3.生产工艺流程
砂轮生产制造工艺流程如下：混料—成型—干燥—粗加工—装窑—烧成—出窑—精加工—检查—入库。
用单轨吊车把混好的成型料装入砂轮成型模套中，使料车上的砂轮模套按24m/min速度转动，使模套中的成型料经过“搅匀—刮匀—料到中心”这个工艺过程，使成型料在模套中均匀分布；停止料车上的模套转动，将料车上的模套送入压机工作台下，经过活动横梁快速下行、减速下行、压制、保压、卸压、回程、静止等工作过程，把砂轮成型料压制成具有一定强度、硬度的砂轮毛坯半成品，然后用小车把砂轮模套从压机工作台下面移出。把成型的砂轮用液压控制的顶出杆顶出，用单轨吊把砂轮毛坯放置到干燥车上，顶出缸回位、静止，两个副机循环工作，完成砂轮成型过程。
4.系统特点
1600吨砂轮成型压机采用了多个中间继电器、时间继电器、限位开关，从控制逻辑方面看，利用继电器的机械触点的串并联及时间继电器的延时通断构成连锁，来完成砂轮成型压机的每一个动作，其连锁多、线路复杂，当发生故障时，电气、机械互相连锁给设备维修带来困难，影响了生产的正常进行，且继电器触点有限，灵活性及扩展性差。
二、采用PLC控制的必要性和优点
1.必要性
根据以上对1600吨砂轮成型压机的介绍，我们可以看到，砂轮成型压机控制系统采用继电器连锁控制的复杂性及故障率都是非常高的。为彻底解决长期存在的问题，改造砂轮成型压机控制系统，采用PLC是非常必要的。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入与输出的少量接线，一般为继电器控制系统接线的十分之一至百分之一，因触点接触不良造成的故障大幅减少，控制柜的体积也大大缩小。另外，可编程序控制器有完善的自诊断和显示功能，控制器本身或外部的输入装置和执行机构发生故障时，根据控制器提供的信息能迅速查明故障原因，尽快排除故障。
砂轮成型压机的操作控制大部分采用按钮开关（转换开关、限位开关等），这些开关适合作为PLC的输入口，而设备本身复杂的逻辑关系用程序取代既简单又可靠。PLC的定时器取代了时间继电器，提高了设备的精确性。工艺流程及工作顺序更加符合PLC的顺序控制。
2.优点
我们采用PLC控制后，砂轮成型压机具有如下优点。一是降低系统的故障频率，提高设备的生产效率；二是及时显示系统运行控制状态，使设备维护更加方便；三是提高电气系统的可靠性，设备档次得到了提高。
三、PLC的选择
根据对砂轮成型压机系统的分析，我们采用富士公司的FLEX—NB2系列可编程序控制器，该控制器有以下特点。
一是系统配置灵活，除基本单元还有扩展单元及扩展模块，能更好地满足设备控制要求。二是可靠性高，能够在恶劣的环境下长期可靠、无故障运行，并且易接线，易维护，隔离性好，能适应较宽的温度变化。三是用强大的功能，语言标准，易学、易懂、易用，提供各种功能模块，方便了设备各种功能的实现。
四、电气系统以外其他部分的PLC控制
在对1600吨砂轮成型压机进行PLC整体电气控制部分改造的同时，也充分利用PLC的控制功能，对电接点压力表采用光感应器，对砂轮转盘定位系统采用晶体管接近开关。
1600吨砂轮成型压机成型方式分定压成型和定模成型两种。定压成型是通过电接点压力表触点的断开、导通控制电磁阀来控制系统压力的。电接点压力表具有测量控制功能，有测量系统、指示装置、磁助电接点装置、外壳、调节装置及接线盒组成。可任意设置上下控制压力值。由于是用液压系统的压力作为传动动力，存在误差大、不稳定、灵敏度差、精度低、调整时视觉误差大等问题。
我们对电接点压力表的这些缺陷进行了改进，采用了光传感器和活动标尺来替代电接点压力表，控制砂轮厚度。光感应器是以光纤为基础，感测外界物理量变化的一种传感技术。光感应器具有灵敏度、精确度高及误差小等特性，便于和PLC连接。光传感器采集数据输入PLC控制系统，PLC控制电磁阀动作来控制活动横梁下行高度，以控制砂轮厚度，使砂轮的厚度、组织、硬度得到了精确控制，更加符合生产工艺要求，取得了良好的效果，创造了价值，增加了效益。
1600吨砂轮成型压机副机转盘是砂轮制造过程中的重要设备，转盘以24m/min的速度转动。由于制动系统存在设计缺陷，在按停止按钮后转盘不能立即停止。我们采用加装晶体管接近开关和PLC连接的方式对砂轮转盘制动。按停止按钮后，在转盘转动过程中，转盘上的挡块接近晶体管接近开关时，接近开关动作发信号给PLC控制器，PLC控制器控制节流阀，使节流阀动作，快速制动转盘，使转盘停止，迅速定位。这样制动效果良好，节约了时间，提高了工作效率。
五、电气控制部分PLC改造效果及要注意的问题
1600吨砂轮成型压机电气控制系统经过PLC改造后，提高了设备性能，成品率由原来的89%提高到98%，增加了产量，提高了产品质量。事实证明，PLC功能很好地满足了设备的控制要求，极具推广价值。
在安装PLC时，也要注意以下几个问题：
首先，PLC的安装地点应避免太阳光直接照射，保证有足够的散热空间和通风条件。其次，动力电缆和控制电缆要分开铺设，避免干扰，PLC要接专用地线，接地点要与动力设备接地点分开。另外，砂轮成型压机大部分元件是电磁阀，其本身故障率远远高于PLC本身故障率，如果连接输出元件的负载短路，将会烧毁PLC的印刷电路板，因此需要选择适当容量的熔丝，保护输出元件，切忌盲目更换。
参考文献：
[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]华勇，李亚萍.磨料磨具导论[M].北京：中国标准出版社，2004.
[3]何衍庆，黎冰，黄海燕.可编程序控制器编程语言及应用[M].北京：电子工业出版社，2006.
（作者单位：山东省淄博市技师学院）