棒料校直专机设计.doc

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1、基于PLC控制的5000KN棒料校直专机设计徐州压力机械有限公司技术中心孟凡谨连雪荣陆红摘要：根据棒料规格、材质及校直的工艺要求，开发一种通过数字化的形式来校直棒料的设备。该设备能实现棒料校直工艺过程的半自动化，操作简单可靠，从而提高了棒料校直的生产效率。关键词：PLC卧式液压机传感器变频器触摸屏前言：目前在棒料校直生产中，多采用手动操控的方式来完成，生产效率较低，且所采用液压系统较复杂，检修不方便，主机与辅机分离控制无法实现半自动生产。针对以上问题的存在，本文提出来并研制了一种通过PLC数字化的形式，对整套设备进行集中

2、控制的专用棒料校直的卧式液压专机。1.系统的总体结构及工作原理1.1棒料校直的总体结构该设备由卧式液压机主机、液压系统、光电传感器、压力监控系统、辊道传动装置、上料装置、下料装置、出料超行程自复位装置、操作监控台、电气控制等部分构成。部分功能简介如下：上料装置负责把棒料送入辊道，由送料辊道把棒料传送到液压机的模腔区，通过液压机工作对棒料校直，出料辊道把棒料送到下料位置，由下料装置把棒料送入棒料收集箱。一旦棒料超出下料区，自复位装置对棒料复位。光电传感器负责检测棒料位置及其它工艺需求。该结构示意图如图1：图1棒料校直的总体

3、结构示意图1.2该棒料校直设备的工作原理上料装置由上料缸驱动，下料装置由下料缸驱动，复位装置由顶料缸驱动。液压机、上料缸、下料缸、顶料缸由液压系统控制。具体工作如下：当光电传感器检测到棒料放到位后，按下启动按钮，上料缸顶出，棒料落入送料辊道，辊道运行到棒料预设位置后，送料辊道运行中断，此时有操作员手动操作液压机及辊道运行，调整棒料进行校直，完成后，棒料进入出料辊道，出料辊道启动运行，把棒料送到下料区，辊道运行停，下料缸顶出把棒料送入收集箱。若棒料超行程，此时，辊道运行停，同时报警器启动报警，顶料缸顶出复位，下料缸再顶出把

4、棒料送入收集箱。此时，一个工作循环结束，进行下一个工作循环。2.系统硬件设计2.1液压系统考虑到现场生产环境，该设备的油箱及动力站安装在隔音房里，管路采用高压软管连接，传送辊道能正反运转，该设备的各部分动作都能参与手动或半自动运行，由操作面板上的转换开关实现。该液压系统采用二通插装阀，该阀具有通油量大，抗污染能力强，性能可靠，控制方式灵活等一系列优点。整机液压系统由卧式液压机液压系统和辅机液压系统组成，该系统有电磁阀、溢流阀、压力传感器、检测压力表、光电传感器、调压阀等组成，如图2，图3所示：图2卧式液压机液压系统YV电

5、磁阀B2压力表Bp1压力传感器图3辅机液压系统YV电磁阀B1压力表SP光电传感器1）液压机动作：该压机工作压力25MPa，当压机超压时，压力继电器发讯，超压报警灯闪烁报警，压机停止工作。压头工进时，电磁阀YV7、YV9通电；压头回程时，电磁阀YV8先通电1.5S泄压当压力泄到设定的压力下限时，阀YV9再通电，压头回程。2）上料缸动作：电磁铁YV4通电，上料缸顶起；YV3通电，上料缸退回。3）下料缸动作：电磁铁YV2通电，下料缸顶起；YV1通电，下料缸退回。4）顶料缸动作：电磁铁YV6通电，顶料缸顶起；YV5通电，顶料缸退

6、回。2.2控制系统硬件设计可编程控制器PLC作为本系统的控制核心，接受控制面板按钮和各个传感器的输入信号，经过程序处理后，触发输出信号去控制电磁阀，来完成相应的工艺动作。同时在执行过程中输出显示信息，如超压报警等。触摸屏作为本系统外围监控系统工作时，使操作状态、当前过程值以及连续的PLC故障可视化，并通过组态变量建立触摸屏与PLC的通信，以使触摸屏上的各项设定值输入PLC。同时，PLC接收现场各状态检测信号，按预先编写的程序实现计算和控制输出功能，从而实现该系统对电气系统和液压系统的控制，最终完成该机的整体控制系统。本系

7、统用OMRON公司生产的CPM2AH-60CDR型号的PLC，这是一种小型的可编程控制器，适用于很多行业中的检测、监控及运行中实现复杂控制功能，DC24V输入，继电器输出，具有结构紧凑，运行稳定等优点。触摸屏采用OMRON公司生产的NT31C5吋真彩型号PT，通过RS-232口与PLC通信按照该设备控制功能的需要，该控制系统硬件设计框图如图4：图4控制系统硬件设计框图示意图3.系统软件设计3.1PLC程序该系统软件编程采用OMRON公司Cx-Programmer编程软件进行编程，由个人计算机通过专用RS-232C编程电缆

8、与PLC通信，把程序写入PLC的RAM区。按照工作过程，光电传感器检测到棒料安装到位，发出信号，按下启动按钮，PLC就开始工作，具体工艺流程如图5：图5系统软件设计流程图3.2触摸屏程序工业触摸屏作为人机界面的出现使控制监控环境可视化、智能化得以极大提高，由于触摸屏组态软件的不断完善，使得图形控件和功能组件更多、更完