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為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)效率的需求,必須設(shè)計出更高效、更智能、更安全的壓力機數(shù)字控制系統(tǒng)。數(shù)字控制(Numerical Control)是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術(shù),是用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。本論文中結(jié)合網(wǎng)絡(luò)組態(tài),可編程序控制器plc及可視化人機界面,并且運用數(shù)字控制技術(shù)設(shè)計了一套簡單的小型壓力機的電氣控制系統(tǒng)。 2 控制系統(tǒng)原理設(shè)計 2.1 小型壓力機工藝原理 機械壓力機的工作原理是利用曲柄滑塊機構(gòu),將電機的圓周運動轉(zhuǎn)換為滑塊的往復(fù)直線運動,從而實現(xiàn)對加工零件的沖壓。機械壓力機是工程制造業(yè)上廣泛采用的一種鍛壓設(shè)備,它可進行現(xiàn)制造業(yè)的所有的鍛壓工藝,如板料沖裁,拉延成形,冷熱擠壓,粉末冶金等。鍛壓工藝具有能達到工件質(zhì)量好,材料消耗少和生產(chǎn)率高的優(yōu)點[1]。 2.2 控制系統(tǒng)架構(gòu) 本小型壓力機電氣控制系統(tǒng)有三相380伏、50赫茲電源供電,電控系統(tǒng)主要布置在電控柜中,操作按鈕和儀器儀表集中在右前立柱的按鈕站上,壓力機的工作行程在移動按鈕站上進行操作。壓力機共有四個移動按鈕站,可分別插在壓力機的左前、左后、右前、右后立柱插銷盒上, 用戶可以根據(jù)實際需要同時操作或只用其中的一個,不用的移動按鈕站則插上短路插頭。壓力機控制系統(tǒng)的核心是西門子歐姆龍CS系列可編程控制器和PILZ(皮爾茲)安全繼電器。應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù),電控柜、地坑、操縱站、橫梁及滑塊均設(shè)有操作站。圖1所示為壓力機控制系統(tǒng)分部原理圖。預(yù)留HMI的通信接口,通信頻率為100Mbit/s。本壓力機采用了一系列機電一體化技術(shù),主電機采用交流變頻調(diào)速電機,行程控制和其它輔助動作的控制則應(yīng)用了電子凸輪開關(guān),具備潤滑次數(shù)檢測功能,可以在觸摸屏上顯示關(guān)鍵潤滑點的供油次數(shù);應(yīng)用數(shù)字測控技術(shù),具有裝模高度,氣墊行程自動調(diào)整等功能。 圖1 壓力機控制系統(tǒng)分部原理圖 2.3 PLC控制系統(tǒng) 小型壓力機的電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用歐姆龍CS1H可編程序控制器作為該系統(tǒng)的核心控制單元,電柜內(nèi)安裝兩個歐姆龍導(dǎo)軌機架,用內(nèi)部連接線連接兩部分掛接的模塊[2]。圖(2)PLC可編程序控制器結(jié)構(gòu)原理圖。CS 系列PLC 是中型尺寸的可編程控制器,通過將程序分成若干任務(wù)來提高編程效率,并具有處理迅速,高容量、多端口支持協(xié)議宏,優(yōu)異的三級網(wǎng)絡(luò)無縫通信等顯著特點,同時使其作為FA 控制器的核心能靈活處理高級信息能力。一個CPU 機架由一個CPU 單元,一個電源單元,一個CPU 底板,基本 I/O 單元,特殊I/O 單元和CPU 總線單元組成。而串行通信板和存儲器卡可選。安裝模塊包括有數(shù)字量輸入/輸出模塊、溫度模塊、模擬量輸入/輸出模塊。 整個電氣控制的信號都輸入進PLC,然后通過中央處理單元進行進行信號綜合匯總處理,例如:壓機軸溫檢測正常通過PT100白金測溫體可實時監(jiān)控飛輪軸承溫度,超溫主電機停止,以此來保護機械機構(gòu)。當(dāng)軸溫度過高時,通過軸溫傳感器接收信號,輸送進CPU進行處理,在程序中給于溫度報警設(shè)定指令,通過程序處理后,編程好人機界面程序,對應(yīng)好位地址在人機界面的程序中
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