壓制不銹鋼桶設備的改造

廣東省技師學院 張秋妍

廣東省飛月燈具廠委托我對本廠壓制不銹鋼桶模板設備進行改造升級，委托方對改造升級提出以下的要求。

（1）改造升級后的設備穩定性要好，用時要短，不能擔誤生產。

（2）改造升級最好采用PLC加觸摸屏相結合對設備進行改造，若采用PLC加觸摸屏相結合方案，PLC和觸摸屏指定為信捷品牌，且由企業方提供。

（3）改造升級后的設備可以適應工藝的變化。

（4）改造升級后可以長時間工作，使用壽命較長，降低故障發生率。

接到改造升級任務后，首先來到企業現場進行調研。原有壓制不銹鋼桶設備是采用繼電器接觸器控制的，是用對電氣元件進行接線從而實現邏輯控制。如果生產任務或生產工藝發生變化，就需要重新設計控制線路，改變其硬件結構，這樣就浪費了時間和資金。另外，大型控制系統用繼電器接觸控制，使用繼電器的數量多，控制系統的體積大，耗電多，且繼電器觸點為機械觸點，工作頻率低，在頻繁動作情況下會產生電弧，壽命較短，易造成系統故障，而且系統的可靠性和穩定性差。而PLC控制能改善繼電器控制器上述的不足，PLC可靠性高，抗干擾能力強，通用性強，控制程序可改變，使用方便，適應面廣，編程簡單，容易掌握；功耗低、維護方便，減少了控制系統的設計及施工的工作量等特點。從而滿足了廠家提出的升級后的設備穩定性要好這一要求。

在此設計上再加入工業觸摸屏，它是一種連接人和機器的人機界面，它代替了原始控制臺和顯示器，可用于數據顯示和參數設置，并且可以用動態曲線的形式描述系統的控制過程；擴展了PLC的功能，減少了按鈕、開關、儀表等儀器的使用。滿足了廠家提出的改造升級后的設備可以適應工藝的變化、可以長時間工作，使用壽命較長，降低故障發生率。

因原先的控制系統是用繼電器控制，年代久遠，它的控制原理圖已經找不到了，無法通過原來控制原理圖來實現對設備的改造。只能通過操作這臺設備的員工描述他的工作流程，將所需要的控制要求和功能羅列出來：壓制不銹鋼桶模板設備的自動控制系統要求能實現自動及手動兩種控制方式。

壓制不銹鋼桶模板設備手動動作包含：

（1）油泵的啟動停止；（2）點動/手動功能；（3）點動狀態下具有上升和下降功能；（4）自動狀態下具有保壓和定程兩種模式；（5）具有常規的保護措施。

壓制不銹鋼桶模板設備的自動運動過程：

（1）從原點開始，按下下降按鈕，下降電磁閥通電，液壓桿下降；下降到位時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，停止下降。

（2）按下上升按鈕，上升電磁閥通電，液壓桿上升；上升到位時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，停止上升。

（3）在定程狀態按壓制按鈕，下降電磁閥通電，快速電磁閥通電，液壓桿快速下降，當碰到位置開關X1，快速電磁閥斷電，碰到下限位X3，下降電磁閥斷電，上升電磁閥通電，液壓桿上升，當回原位時，上升電磁閥斷電，停止上升。

（4）在保壓狀態下按下壓制按鈕，下降電磁閥通電，快速電磁閥通電，液壓桿快速下降，當碰到位置開關X1，快速電磁閥斷電，碰到下限位X3，下降電磁閥斷電，再等待保壓時間到之后，上升電磁閥通電，液壓桿上升，當回到原位時，上升電磁閥斷電，停止上升。

表1 PLC輸入輸出分配表及觸摸屏按鈕分配

圖1 觸摸屏畫面

根據操作技術人員的描述，將壓制不銹鋼桶模板設備改造后控制系統的輸入輸出分配表及觸摸屏畫面上按鈕分配如表1所示，觸摸屏畫面如圖1所示，程序如圖2所示。

圖2 配套PLC程序

觸摸屏按鍵功能及配置：（1）手自動切換按鈕：切換手動或自動功能。（2）油泵啟動按鈕：用于油泵的啟動或停止。（3）滑塊上按鈕：在手動狀態下控制伸縮桿縮回。（4）滑塊下按鈕：在手動狀態下控制伸縮桿伸出。（5）滑塊上按鈕：在手動狀態下控制伸縮桿縮回。（6）保壓按鈕：在自動狀態下啟動保壓工作流程。（7）定程按鈕：在自動狀態下啟動定程工作流程。（8）壓制按鈕：在自動狀態下選擇好模式之后開始運行所選擇的模式。（9）停止按鈕：在自動運行狀態時按下停止按鈕后停止工作。（10）保壓時間：設定在保壓工作狀態時的保壓時間。

在基于原先的基本控制要求，我們出于生產效益為其增加了每天的日產量的統計和在保壓過程中保壓時間的設定。

腳踏開關的設計，有利于操作人員在進行日常生產中不用頻繁的去操作觸摸屏，只需要通過腳去踩腳踏開關便可進行生產制造，也提高了觸摸屏的使用壽命。

每天的日產量統計，有利于公司統計當天這臺設備生產了多少工件，以便日常的統計和月底或年底的數量統計。

保壓時間的設定有利于在壓制個過程中，使壓制的模型能更好的塑型，生產不同的型號設備時，也可以通過調節相應的保壓時間。

將上面程序下載到PLC當中去，畫面下載到觸摸屏，在現場進行調試，在技術人員的指導下對程序和畫面進行微調，直到符合生產實際產品的需要。

廣東省飛月燈具廠所用控制器都是信捷品牌所以廠家要求壓制不銹鋼桶模板設備采用信捷PLC控制。采用PLC控制具有功能強大、可靠性高以及抗干擾能力強等特點，無論是進行時間控制、行程控制以及混合控制等控制，都可通過修改信捷PLC程序來實現。可以根據壓制不銹鋼桶模板的動作順序修改程序，使壓制不銹鋼桶模板的通用性更強。在此基礎上加入了信捷觸摸屏，用它代替了原始控制臺和顯示器，用于數據顯示和參數設置，擴展了PLC的功能，減少了按鈕、開關、儀表等儀器的使用。兩者一起使用可以節省很多硬元件，還可以通過組態軟件將整個系統的現場數據集中在觸摸屏上顯示，方便觀察，自動記錄，另外體積相對較小，安裝方便，便于維護，成本也較低。改造設備所用時間為2天，用時也比較短，符合廠家所提出要求。