自動(dòng)打包機(jī)PLC控制系統(tǒng)控制原理及功能

摘要：主要從控制功能、PLC系統(tǒng)、日常故障等幾方面介紹了承鋼引進(jìn)的進(jìn)口打包機(jī)系統(tǒng)。通過具體的說明,闡述了該設(shè)備在現(xiàn)代高線廠的重要作用。

1、引言

自動(dòng)打包機(jī)是現(xiàn)代高速線材生產(chǎn)線特有的設(shè)備，它集機(jī)械、電氣、液壓控制為一體，動(dòng)作準(zhǔn)確，為現(xiàn)代化的線材生產(chǎn)線構(gòu)筑了一道靚麗的風(fēng)景線。

我廠的自動(dòng)化打包機(jī)，是2004年9月從瑞典SUND - BIRSTA公司引進(jìn)的PCH - 4KNB/5000P型打包機(jī)，于2004年底投入使用。該設(shè)備位于高線的精整區(qū)，對(duì)由P-F線的C型勾輸送過來的水平盤卷（卷重800~2800Kg,外徑/內(nèi)徑為61250/ 850mm）進(jìn)行自動(dòng)水平壓實(shí),并用打包線沿線卷方向成90°等分打四個(gè)平行接頭。打包后的線卷最小長度大約為600mm,大大方便了盤卷的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸。

本文首先結(jié)合瑞典方面提供的外文技術(shù)資料及自己的理解，對(duì)自動(dòng)打包機(jī)的自動(dòng)化構(gòu)成及動(dòng)作過程進(jìn)行介紹。然后根據(jù)近兩年的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)經(jīng)驗(yàn), 對(duì)該打包機(jī)日常維護(hù)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié)分析。

2、控制系統(tǒng)的硬件配置

打包機(jī)的PLC系統(tǒng)是由一套S7315-2DP和七套ET200S及一套E900組成,具體配置如圖1。

PLC主站釆用西門子公司S7 - 300系列的CPU315-2DP,通過DP網(wǎng)與其它從站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。高速計(jì)數(shù)器模板型號(hào)為6ES7138 -4DA03- OABO,共7塊，擁有脈沖編碼器7個(gè)。其中,G1、G2分別為1#、2#壓實(shí)車位置和速度反饋;G3為升降臺(tái)位置反饋；1S18、2S18、3S18、4S18為送線裝置的位置反饋。

3、控制系統(tǒng)軟件配置 3.1、PLC?軟件采用西門子的?STEP7 V5.2DESIGNER——V6.13 3.2、HMI軟件釆用Beijer Electronics公司的E_圖2為打包機(jī)的主畫面。

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(1)通過畫面可以看到打包機(jī)各部分的基本狀態(tài)。使用時(shí)只需通過畫面邊上的功能鍵即可進(jìn)行相應(yīng)操作和畫面的切換,簡(jiǎn)單實(shí)用。

(2)具備調(diào)整功能，可對(duì)許多參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，例如壓實(shí)力、升降高度等。

(3)可提供打包機(jī)的診斷信息，當(dāng)打包機(jī)出 現(xiàn)故障時(shí),該系統(tǒng)將顯示有關(guān)的HMI畫面。

4、控制原理及功能 4.1、液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)為打包機(jī)的核心部分,其工作的可靠性直接決定了打包機(jī)動(dòng)作是否正?？煽?，這其中油溫控制就成為打包機(jī)液壓控制部分的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用PT100作為測(cè)量元件，測(cè)量值直接送入8#站的模擬量輸入模板的第一個(gè)通道PIW248。在PLC程序中，該溫度值每5s檢測(cè)一次，經(jīng)過程序工程量化后傳入數(shù)據(jù)塊DB80中的DBWO。

油溫的控制要求： a：油溫T>65Y：報(bào)警并停泵 b：油溫TN60T：報(bào)警但不停泵 c：油溫T<20P：報(bào)警但不停泵 d：油溫T<15Y：報(bào)警并停泵 e：油溫T<30T：加熱器啟動(dòng) f：油溫TN35幻：加熱器停止 4.2、打包機(jī)主體

（1）升降臺(tái)在単個(gè)液壓缸的推動(dòng)下,可沿垂直方向上下移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)壓實(shí)、打包操作期間，支撐盤卷并使其對(duì)正中心的功能，動(dòng)作共分兩步。接近開關(guān)S1O（升降臺(tái)初始位檢測(cè)）、編碼器G3?（檢測(cè)升降臺(tái)高度）。升降臺(tái)的兩次升降高度均可由畫面更改。

（2）打包機(jī)的4套彎曲線道系統(tǒng)安裝在2#壓實(shí)車上，并由一根中心軸導(dǎo)向。打包機(jī)動(dòng)作時(shí)，線道系統(tǒng)在液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，向1#壓實(shí)車水平移動(dòng)。接近開關(guān)S13（線道最前位）、S14（線道初始位）、S15（線道向前減速位）、S16（線道向后減速位）。

（3）2#壓實(shí)車依靠車輪在軌道中移動(dòng)，支撐可移動(dòng)線道系統(tǒng)。壓實(shí)動(dòng)作是由固定在軌道上的兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)。接近開關(guān)S6（2#壓實(shí)車初始位）、編碼器G2（2#壓實(shí)車前進(jìn)速度和位置）、光電開關(guān)S8（檢測(cè)2#壓實(shí)車進(jìn)入待打包線卷區(qū)）。

（4）1#壓實(shí)車與2#壓實(shí)車結(jié)構(gòu)相似,但其上 面裝有4個(gè)送線機(jī)構(gòu),4個(gè)打包頭。接近開關(guān)S3（l#壓實(shí)車初始位）、編碼器G1（1#壓實(shí)車前進(jìn)速度 和位置）、接近開關(guān)S12（檢測(cè)線道閉合）。

送線機(jī)構(gòu)主要由送線輪和導(dǎo)輪組成，通過液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。接近開關(guān)S4（檢測(cè)送線機(jī)構(gòu)中是否有線）,編碼器S18?（送線長度，控制送線/拉直捆線）。

打包頭主要由扭結(jié)、剪切和夾緊機(jī)構(gòu)組成。整個(gè)打包頭可整體由送線位置S20（打包頭初始位）移至打包位置。S1（扭結(jié)裝置在扭結(jié)位），S2（扭結(jié)裝置在送線位），S3（扭結(jié)是否結(jié)束），S5（夾緊機(jī)構(gòu)中是否有線夾緊）。

4.3、打包過程

當(dāng)帶有盤卷的鉤子停在打包機(jī)中心線位置，定位夾緊器閉合鎖定，并發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)打包機(jī)的工作循環(huán)：

（1）線架電磁閥得電，氣動(dòng)抱閘打開；

（2）1#、2#壓實(shí)車在液壓缸的驅(qū)動(dòng)下同時(shí)向 盤卷移動(dòng)。同時(shí),升降臺(tái)提升；

（3）1#、2#壓實(shí)車壓實(shí)盤卷的同時(shí)線道系統(tǒng) 閉合；

（4）送線機(jī)構(gòu)送出捆線；

（5）當(dāng)捆線經(jīng)過S4時(shí),編碼器S18開始記?8700個(gè)脈沖，當(dāng)線經(jīng)過S2后,再記395個(gè)脈沖，并且開始減速，一直到捆線夾緊位，線被夾住不動(dòng)；

（6）捆線拉緊并將剩余的捆線送回線庫；

（7）完成扭結(jié)，剪切裝置切斷打包線；

（8）線道系統(tǒng)后退；

（9）線道系統(tǒng)和壓實(shí)車返回初始位。同時(shí)升降臺(tái)下降至初始位，打包好的盤卷掛在C型鉤上。

對(duì)于最大盤卷整個(gè)過程大約32S。

5、安全防護(hù)裝置

4KNB型打包機(jī)在安全方面借鑒了以往的經(jīng)驗(yàn)，采取了一系列手段，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

（1）操作臺(tái)設(shè)置了檢修用鑰匙開關(guān),當(dāng)此開關(guān)被按下并拔下鑰匙后，則主操作臺(tái)不能進(jìn)行操作。

(2)?四個(gè)送線機(jī)構(gòu)上的機(jī)旁箱均設(shè)置急停按鈕。

(3)?一個(gè)便攜式操作箱，維修時(shí)可用來操作打包頭，此時(shí)，主操作臺(tái)上的一切操作都被禁止。只有當(dāng)操作箱插入主操作臺(tái)插座時(shí)，主操作臺(tái)才能進(jìn)行操作，否則，主操作臺(tái)上除緊急停車指令外，其它指令都被鎖定。

6、日常故障分析見表1

? 7、結(jié)束語

打包機(jī)自瑞典SUND BIRETA引進(jìn)以來，雖然在使用中也曾出現(xiàn)過許多問題，但基本上滿足了當(dāng)初的合同要求，平均扭結(jié)失敗率小于0.4%，扭結(jié)抗拉強(qiáng)度大于原線材抗拉力的92%。系統(tǒng)采用S7-300與E900相結(jié)合的DP網(wǎng)通訊方式，控制精度高，可靠性強(qiáng)，同時(shí)增強(qiáng)的系統(tǒng)自診斷功能，方便了維護(hù)，提高了設(shè)備作業(yè)率。

審核編輯：黃飛

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