高线自动打包机PLC系列控制系统.pdf

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1、高线自动打包机PLC系列控制系统1．概述：自动打包机是现代高速线材生产线特有的设备，融机械、液压、电气控制为一体，动作准确、可靠。其精湛的动作过程，给参观者留下了深刻的印象，为现代高速线材生产线构筑了一道亮丽的风景线。它处于高线的精整区域，使由C型钩运来的盘卷（最大高度达2000mm）经过打包机压紧，沿线卷圆周方向成90度等分打四个平行结头。打包后线卷最小高度可达0.5m，大大方便了盘卷的储藏、运输。我厂的自动打包机，是从瑞典SUND—BIRSTA公司引进的PCH—4KNA型打包机。于1997年11月投入使用。本文首先结合瑞典方面提供的外文技术

2、资料及自己的理解，对自动打包机的结构、功能进行介绍。并根据几年来的实践经验，针对控制系统存在的问题、所采取的技改措施及故障诊断方法进行总结。2．控制系统的硬件配置：自动打包机的计算机系统，是由一台S5—135UPLC构成，其有关系统控制配置框图如（图1）。图中S5—135UPLC组成如下：（1）中央处理单元CPU6ES5928—3UA121块（2）模拟量输出模板6ES5470—4UB121块（3）高速计数器模板6ES5242—1AA321块（4）8位数字量输入模板6ES5421—8MA121块（5）8位数字量输出模板6ES5441—8MA111

3、1块（6）32位数字量输入模板6ES5430—4UA133块（7）16位数字量输出模板6ES5454—4UA135块（8）16位数字量输入模板6ES5451—4UA131块（9）接口模板6ES5308—3UB111块（10）接口模板6ES5318—8MB111块（11）16位数字量输入/16位数字量输出模板6ES5482—8MA133块4．控制系统存在的问题以及解决办法虽然SUND—BIRSTA公司的PCH—4KNA型打包机，是一套比较成熟的控制系统。但从几年来的使用情况看，仍然存在一些不完善的地方。笔者在全面分析控制系统软、硬件的基础上，对存

4、在的问题进行了完善，下面试举几例。4.1打包线抽紧的控制程序的改进打包线抽紧的动作过程，可分为两步进行：打包线刚开始抽紧的时候，压力瓣处于闭合状态。当被抽紧的打包线碰上压力瓣时，压力瓣张开，完成第一步抽紧。紧接着开始第二步抽紧，由于压力瓣的作用，第二步抽紧的拉力较小。在使用过程中发现，有时打包线的拉力损伤成品线材的表面，有时打包线无法完全被抽紧，形成“打大包”。从而影响成品的质量，用户对此反映强烈。通过对原程序的分析，发现压力瓣的张开是靠延时来控制的，是一个固定值，而打包线的抽紧是由液压马达来驱动。而在单位时间内，被抽紧的打包线的长度取决于液压

5、油的压力、温度、流量等因素，是一个不可预测的变量。因此靠延时来控制压力瓣何时张开，并不准确，就形成了以上弊病：压力瓣太早张开，则打包线的拉力将损伤成品线材的表面；压力瓣太迟张开，则打包线无法完全被抽紧，形成“打大包”。通过对打包线抽紧过程的反复观察，发现抽紧用编码器的变化率在碰到压力瓣前后有明显的区别，于是本人修改了控制程序，以编码器的值的变化率来控制压力瓣的张开：当被抽紧的打包线碰上压力瓣之前，编码器的值的变化率大于80；而当被抽紧的打包线碰上压力瓣时，编码器的值的变化率小于80。实践表明，这种改进，效果明显。4.2升降台的控制程序的完善在自

6、动打包过程中，升降台的提升分两次进行。第一次提升高度由延时来控制，第二次提升的高度由操作台的拨码开关来设置，靠编码器的值来控制。在使用过程中发现，第一次提升的时候，有一部分线卷会从C型钩上落下，而第二次提升的时候，盘卷又经常无法达到所要求的高度。它不仅影响了打包质量，而且也影响了打包头的机械、液压元件的使用寿命。经分析发现，部分线卷从C型钩上丢落，是由于第一次提升的高度太高造成的，为此修改了延时时间（由1秒改为0.5秒）。当操作台的拨码开关的设置值为最大时，升降台的液压缸还未能达到最大行程（还有50mm）。是由于程序中将最大提升高度锁定为200

7、mm，而这个值太小。改为250mm后，升降台的液压缸就能达到最大行程。4.4安全防护装置的完善99年1月，有一位工人在处理K2打包头故障时，由于主操作台操作工操作失误，导致打包线击中头部，引发一起重大工亡事故。究其原因，是控制系统的安全防护性能不完善造成的：控制系统未考虑现场故障检修时，现场与操作台的安全连锁问题。为了杜绝此类事故的再次发生，本人在打包机的东西两侧各增加了一套安全防护装置，防护装置由硬件组成，并与系统控制连锁，两套装置的功能完全相同。在检修的时候，安全防护装置处于就地状态，此时主操作台的操作不起作用，而只有就地箱才能完成打包机的

8、一系列动作，确保了检修人员的安全。5．故障诊断笔者自1997年起即在工厂从事西门子S5系列PLC的工作，积累了一定的实践经验。根据PLC的CPU状态来