收稿日期：２０１２－０７－０２基于PLC 控制的２０Kg 连续铸造机系统潘美君１，朱红梅１，黄嘉靖２(1.黄河鑫业有限公司,青岛 西宁 811600;2.青海省工业职业技术学校,青岛 西宁 810020)摘 要：为了有效控制20kg 连续铸造机的运行过程与监视,降低20kg 连续铸造机的运行故障,提高20kg 连续铸造机的生产效率的目的;采用成熟的PLC 控制技术,运用PLC 模块化编程的方法;获得了运用成熟的PLC 能实时有效的控制20kg 连续铸造机平稳运行的结果;得到了采用PLC 自动控制系统,可有效实现控制20kg 连续铸造机平稳运行的结论。
本文的创新点在于采用PLC 控制系统代替了传统的电气控制系统;采用本系统具有经济高效、稳定、维护方便、降低电能损耗等优点。
关键词：20kg 连续铸造机;Logix5000;ControlNet中图分类号:TM571.61 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2013)01-0092-04Control Foundry Machine System Based on PLCPAN Mei-Jun 1 , ZHU Hong-Mei 1 , HUANG Jia-jing2(1. Huanghe Xinye Co.,Ltd., Xining 811600 China;2. Qinghai industrial School, Xining 810020 China)Abstract: In order to effectively control the operation of the casting machine with the monitoring process,to reduce operatingfaults and improve production efficiency of casting machine, the mature PLC control technology and modular program-ming method are adopted. The PLC automatic control system can control the casting machine running smoothly. The control system can instead of the advantage of economic efficiency, stable, easy maintenance, reduce the electric power etc.Key words: 20 kg continuous casting machine; Logix5000; controlNet１ 引言20kg 铝锭铸造机是贵阳奥特机电有限公司在通过对同类产品的调研基础上,总结了目前国内外该产品的使用经验,并针对存在的问题,结合最新技术,本着“技术先进、高效可靠、操作维修方便”的原则开发的新一代产品。
随找工业现代化进程加快,对生产过程的自动控制和信息通信提出了更高的要求[1]。
工业自动化系统从单机的PLC 控制发展到多PLC 网络控制。
目前,PLC 技术已经广泛应用于“过程自动化”和“制造自动化”两大领域,通过本文的介绍说明PLC 在制造自动化领域的应用。
２ ２０Kg 连续铸造机工艺流程及控制要求２．１ 工艺流程20kg 连续铸造机为一普通铝锭连续铸造的自动化生产线。
金属铝水从混合炉出来,经溜槽和分配器注入水平式的铸造机上铸模而凝固成型。
铸锭、冷却及堆垛等工序全部为自动化操作,堆垛后采用气动打捆机对铝锭进行打捆。
生产工艺过程如图1。
２．２ 控制要求２．２．１ 设有手动，半自动，自动三种工作方式手动工作方式:用于对某一机构进行操作,并用于自动工作方式前协调各部动作;半自动工作方式:用于对铸造机、冷却输送机、堆垛机、成品输送机进行单体操图１ 生产工艺流程图作,并用于自动工作方式前协调各部分动作;自动工作方式:用于对整个生产线的自动操作。
２．２．２ 设有急停开关在三个操作盘C1、C2、C3上设有生产线急停开关,在生产线出现故障时,能在任一部位实现生产线急停。
２．２．３ 设有信号指示及报警装置在C1,C2操作面板上均设有运行状态指示灯,并在C1和C2操作柜内设有电笛报警装置,当生产线急停时(任一急停按钮按下),电笛均会鸣叫报警,通知各岗位操作人员注意和处理。
３ 控制系统硬件组成20Kg连续铸造机控制系统主要由PLC与人机界面HMI组成,配备以太网模块[2]。
为了满足本系统的控制要求,采用Rockwell 公司的Compact Logic系列PLC,触摸屏采用Rockwell公司的PanelView Sandard系列人机界面。
Compact Logic采用模块化设计。
硬件系统包括电源模块、CPU模块、ControlNet通讯模块、触摸屏、以太网通讯模块及模拟量I/O模块等。
⑴人机界面(HMI)采用Rockwell 公司Panel View系列2711P-T7C4D1彩色触摸屏。
⑵电源模块:1769-PA4电源,输入120~240VAC/输出24VDC,4A,单独安装。
⑶C P U模块:采用R o c k w e l l公司的C o m p a c tLogic 系列PLC FlexLogix1769-L35CR。
⑷16点1769-I Q16/模拟量输入模块1个,32点1769-IQ32/A模拟量输入模块4个,16点模拟输出模块图２ 铸造机运行控制流程图图３ 铸造机码垛机运行控制流程图1756-OW16/A 模拟量输入模块5个。
⑸以太网通讯模块:M V 169-M N E T 以太网通讯模块1块,通过以太网模块实现CPU 与人机界面的数据通讯。
４ 系统控制过程本文将20Kg 连续铸造机的控制分为两个部分进行介绍,即铸造机运行控制和码垛机运行控制。
４．１ 铸造机运行控制铸造机的组成大致可分为铸模、运输、冷却、打印、脱模等几个部分。
从混合炉中流出的铝液经出铝溜槽和浇注溜槽流入分配器,从而使铝水均匀地注入安装在水平铸造机的铸模内。
对铸模的底部进行水浴冷却,直到使受到间接冷却的铝锭内部达到充分冷却而凝固后,再经过打印、脱模装置移到冷却运输机上进行二次直接水冷却。
４．２ 码垛机运行控制这是一个将从冷却运输机送来的铝锭按照事先设图４ 铸造机运行控制部分程序计好程序控制的。
码垛机它可分为翻转减速机装置、整列机构、堆垛夹具装置等部分。
①翻转减速机装置按照堆垛形状的要求对铝锭进行180°翻转、或不翻转,同时对铝锭进行对中。
翻转时用两个压紧气缸将铝锭的两端沿轴向夹紧,然后由摆动气缸将其翻转180°而停止。
堆垛时凡第一层4块全数翻转,其中第1、3块正转,第2、4块反转。
第二至十一层中第2、4块翻转,其中第2块正转,第4块反转。
②整列机构当接收到冷却输送机铝锭到位的信号后,导向升降机构升起,导向接受机构将冷却输送机上的铝锭拉入翻转减速机,同时将翻转减速机上的铝锭拉上整列架;到位后,导向升降机构下降,导向接受机构伸出,进入下一循环;这样将铝锭一个靠一个地排列在整列架上。
③堆垛夹具装置由夹具小车、夹具回转、夹具等部分组成。
夹具小车安装在堆垛机架上,能使夹具作平移和升降运动。
夹具的上升和下降是由两根平行的导杆导向,靠一个下腔进油上腔进气的油(气)缸来完成的。
小车的前进与后退是在油缸的作用下完成的,缸运动到端头时均有一段减速行程,使其作者简介：潘美君（１９７９－），男，本科，电气工程师，从事电气专业技术管理工作。
速度渐渐地减小到零,这一动作是由液压系统中调速阀来完成的。
４．３ 系统软件控制根据20K g 连续铸造机的控制要求,按照不同的功能要求把程序分开来,在主程序加一调用。
对控制功能相同的一类设备进行模块化编程,在程序中需要反复调用,模块化设计使程序的调试和维护简单方便,并使软件具有良好的可移植和可扩展性。
铸造机运行控制部分程序如下。
５ 结束语可知,20K g 连续铸造机控制系统运用了成熟的PLC 技术、网络通信技术[3]。
采用软硬件结合,较好的解决了20Kg 连续铸造机系统中出现的问题。
针对用户来说本系统可靠性高,容易设置,操作简单。
软件编程简单清晰容易读懂,它还有足够的模块选择可以满足实际生产的需要。
因此通过采用先进的自动化技术能大大提高生产效率、降低设备故障率、节约企业生产成本等优点。
作者简介：毕楚瑜（１９８６－），男，硕士研究生，研究方向：控制工程。
（上接第73页）３ 结束语现有的制袋机加入主机速度周期性伺服控制后,在袋长增加的情况下,其制袋机速度显著提高,定位精度可达0.5mm ．系统运行可靠,操作简便而且操作的安全性大大提高．具有良好的推广应用前景,经济、技术效益明显。
交流伺服系统的应用,使制袋机的控制系统具备了高稳速精度、快速动态响应、宽调速范围的技术性能,伺服系统组成的多轴驱动,成为系统的无形传动链,减少了设备的损耗和传动误差,降低了机器噪音。
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