拉伸液壓機的PLC改造

廣東省工商高級技工學校 黃南雄

拉伸液壓機系韶關陶瓷廠1991年從佛山市液壓機廠購進的設備。該液壓機是韶關陶瓷廠技術產品開發試制或制作磚坯樣板的主要成型設備。由于其電氣控制系統比較落后，與工作環境不適應，經常發生故障，給生產工作及機械安全帶來很大影響。

本液壓機以7.5KW的三相異步電動機為動力，驅動柱塞泵供油，由四個壓力閥、七個電磁方向控制閥來控制上、中、下三個活塞缸進行工作的。電氣控制主要由：空氣式時間繼電器、接觸器、行程開關、按鈕等組成。原來的電氣系統，由于工作繁復，系統落后，故障時有發生。公司曾作過多次檢修，但修后不久，又有新故障發生。對此，本人根據多年維修經驗結合韶關陶瓷廠實際情況作深入分析。本電氣控制系統存在有以下問題：

表1 根據本機控制要求對各電器作PLC輸入、輸出點分配

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圖1 PLC接線圖

1.與環境不適應

由于整個系統是利用布線邏輯來實現各種控制，需使用大量機械觸點。而陶瓷廠是一個高溫、多粉塵的場所，惡劣的環境對繼電器壽命影響很大，極易造成短路，觸點接觸不良等，故障很多。

2.行程定位不準

該機活塞升降行程靠行程開關定位，由于動作頻繁，行程開關容易損壞，造成定位不準，嚴重影響產品質量和機械安全。

3.設備管理不便

本機沒有固定操作工，操作者大多缺乏機電知識，在調整時間、壓力等參數時容易調錯，造成系統混亂，無法工作。

4.改變工作方式難

當產品需要而須改變系統工作方式時，需要改動各電器接線邏輯，工作量大。

5.維修不便

由于繼電控制系統線路繁雜，聯鎖較多，且沒有自檢功能，一旦發生故障，檢修耗時耗力。

一、改造方案

圖2 液壓機半自動控制的狀態流程圖

從以上分析可知，采用繼電順序控制很難滿足該液壓機在韶關陶瓷廠小型廣場磚及劈開磚的成型需要。對此，我與韶關陶瓷廠公司領導研究后決定，對60噸拉伸液壓機電氣控制系統作如下改造：

1.用可編程序控制器（PLC）代替原繼電順序控制。

2.行程開關定位改為無觸點接近開關定位。

3.為防粉塵，把原控制電磁鐵的接觸器改為防塵較好的中繼。

4.省去空氣式時繼，時間參數由PLC內部設定，方便設備管理。

二、器件選擇

由于PLC控制有著繼電順序控制無法比擬的優點，而三菱FX系列在可編程序控制器中具有領先地位，且在國內市場占有率很高，所以本液壓機電氣改造選用三菱FX2N-36MR型PLC為控制核心，對整個電氣系統作控制。

本次改造選用的接近開關為PM1/AN—2A型NPN無觸點開關，屬電感型，工作電壓為DC24V、最大輸出電流200mA，與機械式開關相比，具有速度快、壽命長、精度高和高可靠等優點，使用場合日益廣泛。

經測量，本機電磁鐵工作電流為0.2A，故采用omron MY2NJ型的中間繼電器控制即可。（注：MY2NJ中繼線圈工作電壓220V，觸點最大電流5A）

三、控制系統設計

1.根據本機控制要求，對各電器作PLC輸入、輸出點分配，具體如表1。

2.畫PLC接線圖如圖1所示。

3.根據韶關陶瓷廠陶瓷產品成型工藝要求，液壓機半自動控制的狀態流程圖如圖2所示。

四、工作原理說明

改造后電氣接線如圖1所示。為安全起見、采用380/220V變壓器作電氣隔離；電磁閥YA1～YA10和接觸器KM分別由中間繼電器KA1～KA9控制。急停開關SB8聯合中繼KA10控制PLC外部電源。手動—自動選擇開關SA1為一個三位選擇開關，左位為手動選擇，右位為自動選擇，中位時PLC輸出繼電器Y5置ON，系統閥YA8動作，驅動溢流閥卸壓，液壓系統無壓力。

GJ為紅外線光電開關，型號為：E3JKR4M2。它具有紅外線發射與接收功能。光電開關與反射板分別裝在工作臺前面兩端。安全手柄合上時，將遮住紅外線，X17置OFF，液壓機不能半自動工作；手動工作時，上缸活塞不能下降運行。在半自動工作中，當上缸活塞作下降運行時，如有人或物體進入紅外線區域，上缸活塞將立刻快速上升，起人身和設備安全保護作用。

在液壓原理圖中，YA3為上缸加壓閥。上缸下降閥YA1與YA3通電后，上缸活塞作慢速下降，YA3起加壓作用。當上缸上升閥YA2與YA3同時通電，上缸活塞作慢速上升，YA3起排油作用。

五、結束語

設備電氣系統經改造后，防塵較好，環境適應能力得到改善，控制性能大幅度提高。設備管理和改變工作方式也變得簡單方便，調整參數由專業人員對PLC調整，避免了過去的混亂現象。經過一年多的生產證明，故障率大為降低，產品成型質量大大提升，提高了工作效率，也為公司避免了購買新設備而節約了十多萬元，創造了良好的經濟效益。

[1]何錫伶.全自動壓機液壓系統原理分析匯編[J].佛山陶瓷,1998增刊.

[2]張柏清.全自動液壓壓磚機[M].江西科學技術出版社,2000.

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