1前言
在工業(yè)應用領域,,大部分機械設備都采用先進、實用的控制產(chǎn)品對生產(chǎn)過程進行控制,,以提高設備運行的可靠性和生產(chǎn)效率,。但是,在農(nóng)業(yè)應用領域,,由于農(nóng)機設備運行環(huán)境惡劣,、操作人員技術水平偏低,絕大部分機械設備沒有采用先進的控制產(chǎn)品,,而是采用傳統(tǒng)的手工操作和繼電器控制,。
中國是個農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)機設備遍布大江南北,。把性能穩(wěn)定,、質(zhì)量可靠、功能強大的控制產(chǎn)品應用到市場巨大的農(nóng)機設備中,,對提高我國農(nóng)業(yè)的自動化水平和農(nóng)機企業(yè)的市場競爭力將會產(chǎn)生十分積極的影響,。
本文介紹了和利時公司新一代小型一體化PLC" title="PLC">PLC在農(nóng)用液壓打包機上的應用,該應用在提高農(nóng)機設備自動化方面取得了很好效果,,具有很好的推廣價值,。
2系統(tǒng)概述
山東某液壓機械制造有限公司是國內(nèi)液壓打包機械的龍頭企業(yè),,其生產(chǎn)的液壓打包機行銷海內(nèi)外,,得到用戶的普遍好評。液壓打包機廣泛應用于棉纖維,、亞麻,、羊毛、紙邊,、服裝,、布匹、毛巾、麥草等松散物資的打包,,為農(nóng)用物質(zhì)的倉儲和運輸提供了極大的方便,。由于液壓打包機一般應用在環(huán)境惡劣的室外或污染嚴重的生產(chǎn)現(xiàn)場,故對控制產(chǎn)品提出了較高要求,。以前曾有自動化公司采用某國外品牌PLC對液壓打包機的電氣控制部分進行改造,,但應用效果欠佳。我們對機器運行環(huán)境進行了現(xiàn)場考察和反復研究,,充分考慮到了現(xiàn)場環(huán)境的惡劣性,,在可靠性、穩(wěn)定性等方面做了大量工作,,提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的控制系統(tǒng),。實際運行效果表明,該控制方案達到了預期效果,,大大提高了設備的自動化水平,。
液壓打包機控制系統(tǒng)由核心控制單元PLC和用于操作的人機界面組成,核心控制單元應用和利時公司的G3系列小型一體化PLC,,人機界面采用深圳人機電子有限公司的新一代文本顯示器MD204L,。PLC包括1塊24點CPU模塊LM3107和1塊8路繼電器輸出模塊LM3222,輸入,、輸出信號詳見表1,。
表1 I/O地址分配表
3系統(tǒng)功能
采用PLC控制的液壓打包機可以實現(xiàn)自動脫包、自動提箱,、自動轉(zhuǎn)體,、自動踩棉等功能,并能對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控,,完成自動診斷,、自動報警和數(shù)據(jù)上傳等功能。為提高電氣控制系統(tǒng)的可靠性,,根據(jù)客戶的實際需求,,將經(jīng)常出現(xiàn)故障的所有可以替換的開關按鈕全部轉(zhuǎn)移到人機界面上,包括油泵的啟動/停止,、踩箱的啟動/停止,、油缸的上升/下降/停止、提箱,、開門,、關門等操作按鈕。另外,,時間繼電器的時間也在人機界面上設定,,包括油泵電機啟動延時繼電器、踩箱電機避起延時繼電器、踩箱電機斷電延時繼電器和油缸上升緩沖延時繼電器,。
液壓打包機的控制部分包括油泵電機控制回路,、踩箱電機控制回路、升降控制回路,、提箱控制回路,、預缷控制回路和開關門控制回路等,下面對各控制回路分別進行介紹,。
油泵電機控制回路:通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作,,按下“泵起”油泵電機的啟動按鈕,主接觸器C1和Y接觸器C2接通,,同時油泵電機啟動延時繼電器,,通過讀取文本顯示器上的時間值,并開始計時,。時間到則Y接觸器C2斷開,,同時△接觸器C3接通,PLC的C2與C3兩點互鎖,。按下“泵停”油泵電機的停止按鈕,,油泵電機正常停機。當電機發(fā)生過載或是有堵轉(zhuǎn)情況發(fā)生時,,主油泵熱保護繼電器RJ開關閉合,,通過PLC程序控制主接觸器C1立即斷開,處于保護狀態(tài),。故障排除后,,重新啟動、重新開機,。當油缸超過上限或下限時,,HC1和HC2都要在PLC程序控制中加以保護。通過設定油泵電機啟動延時繼電器的值可以任意改變Y—Δ啟動轉(zhuǎn)換的時間,,保證最佳轉(zhuǎn)換狀態(tài),。加上多重互鎖和自鎖,完成油泵電機的正常啟動和運轉(zhuǎn),,同時有指示燈顯示電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài),。
踩箱電機控制回路:通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作,按下“踩起”踩箱電機的啟動按鈕,,踩箱過程開始,,踩箱指示燈點亮,,踩箱電機接觸器C4接通,,同時踩箱電機避起延時繼電器讀取文本顯示器上的時間值,并開始計時。時間到,,觸發(fā)PLC內(nèi)部中間繼電器,,踩箱結(jié)束,蜂鳴器H接通告知,,同時踩箱電機斷電延時繼電器讀取文本顯示器上的時間值,,并開始計時。時間到,,循環(huán)結(jié)束,,踩箱電機與蜂鳴器H停止復位。按下“踩停”踩箱電機的停止按鈕,,所有的時間繼電器及中間繼電器均復位,,踩箱電機停止。我們可以對精度高達1ms的踩箱電機避起延時繼電器和踩箱電機斷電延時繼電器任意調(diào)整,,根據(jù)不同的工作狀況選取不同值,,極大地方便了用戶操作,顯著提高了生產(chǎn)效率,。
上升,、下降控制回路:上升與下降是兩個相反的控制過程,由程序設計為互鎖,,以保證動作統(tǒng)一,、安全。通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作,,按下“上升”或“下降”按鈕,,箱體按程序動作,開始上升或下降,,達到工藝要求,。
提箱控制回路:系統(tǒng)提箱的控制必須保證在上升結(jié)束后進行,通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作,,按下“提箱”按鈕,,提箱開始,當達到箱體上限位時,,即為提箱結(jié)束,。
卸控制回路:按照工藝要求,預卸控制必須是在上升或提箱時間段以前進行,。預卸全過程完全由PLC程序自動進行,,油缸上升時即為預卸工序開始。讀取文本顯示器上的油缸上升緩沖延時繼電器的時間設定值,,同時開始計時,,時間到預卸結(jié)束,。
開門、關門控制回路:開門和關門是兩個相反的控制過程,,分別由文本顯示器上的“開門”和“關門”操作按鈕控制,,內(nèi)部中間繼電器ZJ6和ZJ7互鎖,分別完成開門和關門動作,。
系統(tǒng)流程圖如圖1所示,。
人機界面上的主操作畫面和時間設定畫面如圖2和圖3所示。
4結(jié)束語
該控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應用在農(nóng)用液壓打包機上,,降低了操作人員的工作強度,,提高了設備運行效率和安全性,降低了能源消耗,,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,。從液壓打包機在現(xiàn)場的運行情況來看,和利時的小型一體化PLC質(zhì)量可靠,、運行穩(wěn)定,、運行效果良好,能適應農(nóng)機現(xiàn)場的惡劣環(huán)境,,在提高農(nóng)機設備自動化方面取得了很好效果,,具有很好的推廣價值。