PLC在人造金剛石六面頂壓機設備中的應用

　　六面頂壓機為人造金剛石合成的關(guān)鍵性設備，它具有多規范、自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn)，過(guò)去采用繼電器-接觸器方式進(jìn)行控制，其邏輯關(guān)系繁瑣，所用繼電器數量較多（四十多個(gè)），因而鼓脹率較高，常由于繼電器動(dòng)作失靈導致壓塊撞碎，甚至損壞頂錘，增加了原輔材料消耗，影響到設備正常運行。另外，六面頂壓機對六只壓缸的定位精度及同步性能也有一定的要求，過(guò)去的繼電器-接觸器控制方式存在著(zhù)響應速度慢、動(dòng)作遲緩、銜鐵粘滯、接觸不良等現象、使得六缸定位及同步性能變差，增加了硬質(zhì)和金頂錘損壞的機會(huì )。所以，六面頂壓機對控制裝置提出了這樣的要求：

　　1、可靠性要高

　　2、六缸定位及同步控制性要好

　　針對以上二個(gè)基本要求，結合六面頂壓機的工藝特點(diǎn)，我們利用PLC控制壓機使之按以下的程序工作（如右圖所示）：

　　PLC機型選擇

　　PLC機型選擇的著(zhù)眼點(diǎn)不外乎有這樣幾個(gè)方面：1、確定控制規模，即I/O點(diǎn)數；2、價(jià)格；3、售后服務(wù)是否有保障，我們經(jīng)過(guò)充分調研，以及考慮日后維修上的便利后，最終確定選用中外合資無(wú)錫華光電子有限公司生產(chǎn)的SR-21PLC,這是一種性能價(jià)格比較高的小型PLC，最大I/O點(diǎn)數達168點(diǎn)，最大容量達1.7K~3.7K指令字，模塊化結構，配置靈活，有多種I/O模塊和特殊功能模塊。該PLC指令豐富，有數據處理功能，能和上位機連接，組成工業(yè)局部網(wǎng)。與之相配套的外圍設備也基本上能滿(mǎn)足用戶(hù)要求，有打印機接口、EPROM寫(xiě)入器，可接磁帶錄音機。

　　控制裝置的配置

　　根據壓機工藝特點(diǎn)和對控制裝置的基本要求以及整個(gè)裝置的成本所確立的配置原則，我們決定采用I/O點(diǎn)數80點(diǎn)這一規模的PLC,為了便于今后操作使用，還配置了編程器及打印機接口單元。

　　電路設計

　　我們將122~127六個(gè)定義號接上接近開(kāi)關(guān)輸入信號，分別作為右、前、上三缸活塞空程前進(jìn)時(shí)是否越位以及充液時(shí)六缸（此時(shí)包括左、右、下三缸活塞）是否同時(shí)運行（即同步動(dòng)作）的監測，其余的I/O接按鈕，行程開(kāi)關(guān)，外設時(shí)間繼電器、接觸器、220V交流電磁閥、指示燈等電氣元件。在實(shí)際安裝過(guò)程中，為了防止電磁干擾，所有輸入線(xiàn)與強電導線(xiàn)嚴格分開(kāi)；接近開(kāi)關(guān)輸入信號線(xiàn)用雙絞線(xiàn)；PLC電源側加裝隔離變壓器；所有電磁閥及接觸器線(xiàn)圈兩端并接R-C吸收器。由于考慮到成本及PLC對來(lái)自電源干擾抑制器。

　　軟件設計及數據處理功能的應用

　　1、 軟件設計：

　　為了敘述方便和節省篇幅起見(jiàn)，我們這里僅列出自動(dòng)工程流程圖。

　　分段工作程序與自動(dòng)工作程序基本相同，只是在保壓結束后不會(huì )立即自動(dòng)卸壓，需操作者掀壓增壓器卸壓（即分段卸壓）按鈕后才卸壓，然后直至程序結束。調整程序主要用于手動(dòng)調整六缸活塞的位置。

　　2、 數據處理功能的應用

　　由于篇幅，我們這里僅舉例說(shuō)明SR-21數據處理指令在六缸同步監測及調整時(shí)防止多個(gè)按鈕同時(shí)操作的用法，下面逐一說(shuō)明。

　?。?） 同步監測程序模塊

　　左圖為同步監測程序模塊的框圖，框圖中的延時(shí)是根據具體設備中六缸活塞運動(dòng)響應快慢來(lái)設定的，時(shí)間短要求六缸活塞在充液時(shí)基本上要求同時(shí)開(kāi)始運動(dòng)，時(shí)間長(cháng)則允許六缸活塞在充液瞬間是不會(huì )同時(shí)開(kāi)始運動(dòng)的，由于液壓系統的調整、高壓油路的長(cháng)短，活塞的摩擦阻力，流量的大小等因素均可能影響到每只缸活塞響應速度的快慢，總會(huì )有少數缸的活塞運動(dòng)出現滯緩運動(dòng)的現象，當這種現象比較嚴重時(shí)，就可能會(huì )產(chǎn)生六缸超壓時(shí)六只頂錘不在中心線(xiàn)上的現象，從而導致故障發(fā)生。同步監測的目的就在于：當滯緩現象較嚴重時(shí)，能發(fā)出不同步報警信號，同時(shí)停止六缸活塞運動(dòng)，讓操作者及時(shí)做出相應的處理。

　?。?） 同步監測梯形圖

　　梯形圖如圖所示，它是上面程序框圖的具體應用。值得提出的事，梯形圖中用772、773、774標志繼電器作為compare（比較）的結果，當六缸活塞同步時(shí)，與常數63（BCD數）比較結果相等，標志繼電器773建立，否則772獲774間里，不同步報警。

　?。?） 調整防誤操程序框圖

　　這部分框圖見(jiàn)下圖。需要說(shuō)明的事，這僅為上、前、右、下四缸活塞手動(dòng)調整時(shí)的程序，其它一些調整動(dòng)作屬不同組，原理相似。這種防誤操程序能有效的防止操作者在按某個(gè)按鈕，也有防止其它組的按鈕誤按而造成設備故障?！　?/font>

（4）防誤操作梯形圖

　　結束語(yǔ)

　　實(shí)踐證明，PLC在六面頂壓機改造中的應用是卓有成效的，所采用的數據處理功能使設計的監測及防誤操作程序達到了預期的要求，PLC能在工況較惡劣的環(huán)境中使用，而不必過(guò)多考慮電壓波動(dòng)、電磁干擾，環(huán)境溫度和濕度對它的影響，整個(gè)控制裝置能穩定可靠的運行。