热压机是胶合板生产的关键设备,直接决定胶合板生产的产量和产品质量。传统胶合板热压机的控制系统是以继电器为主控元件,很难满足热压工艺所需的压力和流量的控制,也直接影响热压机的可靠性和安全性。为此,提出采用可编程控制器(PLC)替代现有控制线路,使之系统设计尽量简化,满足企业生产的需求。
1 、PLC在热压机控制系统中的应用
胶合板生产是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木,再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料,通常用奇数层单板,并使相邻层单板的纤维方向互相垂直热压胶合而成。使用多层框架式热压机,为使压制的胶合板板面平整、厚度均匀,热压板需采用多只油缸提升,压板过程的闭合、加压、保压及装板机的升降,都是通过液压系统和油缸得以实现,使得控制油路的电磁阀增多,设备中的温度、压力、流量均采用中间继电器、接触器、时间继电器等控制,使控制线路更为复杂。由于胶合板的热压板采用蒸汽加热,难免有蒸汽泄漏,使车间内湿度增大,造成控制线路故障率高。
为提高生产效益,保证胶合板的质量,必须要求热压机控制系统的自动化程度高、可靠性强、安全性好。在热压机控制系统中采用PLC控制,可省去几乎全部的时间继电器、中间继电器,接触器之间的触点联锁也可由PLC内部实现。而且,PLC采用了现代大规模集成电路,及技术严格的生产制造工艺,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,平均无故障时间高达30万h。PLC的使用,使得热压机控制系统的可靠性大为提高。
2、 PLC控制系统的设计思路
首先要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多,控制线复杂,排查故障非常困难,为此,可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制,在满足要求的情况下,尽量减少输入点和输出点,使得整体设备可靠性提高,另外,考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产,需要在控制线路中加入手动、自动转换开关;在检修时,为防止升起的压板因误操作发生位移,加装了保护开关,当开关置于保护状态,即使发生误操作,因有电气互锁,也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路,根据压机工作流程,确定了17个输入点和14个输出点,共31个点,采用矩形科技N80M40产品(该型产品有24个输入点,16个输出点)。图示出胶合板热压机的PLC输人输出点分配情况。
结合该系列压机特点,设计了控制线路,并编制了控制程序,输入和输出量编址见表。
输入地址 功能 输出地址 功能
10001 启动 00001 油泵电源
10002 停止 00002 星型输出
10003 急停 00003 三角形输出
10004 手自动切换 00004 1DT输出
10005 手动上行 00005 2DT输出
10006 机上限位 00006 3DT输出
10007 小车启动 00007 4DT输出
10008 前进限位 00008 5DT输出
10009 减速开关 00009 6DT输出
10010 后退限位 00010 正转前进
10011 压板开关 00011 快速45HZ
10012 手动下行 00012 慢速25HZ
10013 保护开关 00013 反转后退
10014 压力上限 00014 去外部时间继电器
10015 机下限位
10016 外部继电器输入
10017 压力下限
3、工作原理与控制过程
以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸,油缸顶置,液压油路需用6只电磁阀控制,因设计的热压机规格不同,油泵电机的功率从10~22 kW不等,为减小电机起动电流,设计为Y/△起动。胶合板板坯采用小车载入,小车承载部分可单方向运动,小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制,可实现小车快进、慢出。
控制油缸的电磁阀有6只,其中1只1DT为总进油阀,每2个油缸上部、下部油路各自并联,分2组,每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT,还有一只总回油阀6DT。
油缸下部进油,柱塞上移,其上部进油,柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时,压板上升,1DT、3DT、5DT工作,压板下降并加压,6DT工作时,油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动,为降低起动电流需要降压,采用Y/△方式起动,转换时间为2~5 s。油泵工作正常3 s时,压板上升到位(设上限位开关)后,压板停止上升,此时装板小车载板坯快速进入,到达设定位置后,小车卸板坯并开始后退,碰到后退限位开关后停止后退。在小车卸板后退的同时,压板开始下降,当碰到下限位开关后,停止下降,开始保压并计时,随着油压的升高,动、定压板之间压力增大,当达到设定上限压力时,电接点压力表上限开关断开,停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力,实现保压直到热压结束,开始卸荷,3 s后压板上升。由人工完成卸板。
为了安全起见,在控制线路中加装转换开关,在压机上升控制电路中要加入保护装置,当压板上升到位时,手动合上此开关,检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。同时,在加压保压控制电路中,加入了超压保护开关,目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压,此开关自动断开,电磁阀失电关闭,停止加压。当压力下降到许可值时,此开关重新闭合,系统控制恢复正常。
总结:此系统经过多年客户的测试,性能温度可靠,性价比高,深受客户欢迎。
1 、PLC在热压机控制系统中的应用
胶合板生产是由木段旋切成单板或由木方刨切成薄木,再用胶粘剂胶合而成的三层或多层的板状材料,通常用奇数层单板,并使相邻层单板的纤维方向互相垂直热压胶合而成。使用多层框架式热压机,为使压制的胶合板板面平整、厚度均匀,热压板需采用多只油缸提升,压板过程的闭合、加压、保压及装板机的升降,都是通过液压系统和油缸得以实现,使得控制油路的电磁阀增多,设备中的温度、压力、流量均采用中间继电器、接触器、时间继电器等控制,使控制线路更为复杂。由于胶合板的热压板采用蒸汽加热,难免有蒸汽泄漏,使车间内湿度增大,造成控制线路故障率高。
为提高生产效益,保证胶合板的质量,必须要求热压机控制系统的自动化程度高、可靠性强、安全性好。在热压机控制系统中采用PLC控制,可省去几乎全部的时间继电器、中间继电器,接触器之间的触点联锁也可由PLC内部实现。而且,PLC采用了现代大规模集成电路,及技术严格的生产制造工艺,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,平均无故障时间高达30万h。PLC的使用,使得热压机控制系统的可靠性大为提高。
2、 PLC控制系统的设计思路
首先要满足设备在生产中的可靠性。因原设备控制部分元件多,控制线复杂,排查故障非常困难,为此,可以考虑热压机油缸升降的控制部分采用PLC控制,在满足要求的情况下,尽量减少输入点和输出点,使得整体设备可靠性提高,另外,考虑到设备检修、保养和对新的板种的试生产,需要在控制线路中加入手动、自动转换开关;在检修时,为防止升起的压板因误操作发生位移,加装了保护开关,当开关置于保护状态,即使发生误操作,因有电气互锁,也不至于使压板发生下移。基于以上设计思路,根据压机工作流程,确定了17个输入点和14个输出点,共31个点,采用矩形科技N80M40产品(该型产品有24个输入点,16个输出点)。图示出胶合板热压机的PLC输人输出点分配情况。
结合该系列压机特点,设计了控制线路,并编制了控制程序,输入和输出量编址见表。
输入地址 功能 输出地址 功能
10001 启动 00001 油泵电源
10002 停止 00002 星型输出
10003 急停 00003 三角形输出
10004 手自动切换 00004 1DT输出
10005 手动上行 00005 2DT输出
10006 机上限位 00006 3DT输出
10007 小车启动 00007 4DT输出
10008 前进限位 00008 5DT输出
10009 减速开关 00009 6DT输出
10010 后退限位 00010 正转前进
10011 压板开关 00011 快速45HZ
10012 手动下行 00012 慢速25HZ
10013 保护开关 00013 反转后退
10014 压力上限 00014 去外部时间继电器
10015 机下限位
10016 外部继电器输入
10017 压力下限
3、工作原理与控制过程
以快速贴面压机为例。该系列热压机共装有4个油缸,油缸顶置,液压油路需用6只电磁阀控制,因设计的热压机规格不同,油泵电机的功率从10~22 kW不等,为减小电机起动电流,设计为Y/△起动。胶合板板坯采用小车载入,小车承载部分可单方向运动,小车退出时板坯自动滑落在压板上。小车驱动电机由变频器控制,可实现小车快进、慢出。
控制油缸的电磁阀有6只,其中1只1DT为总进油阀,每2个油缸上部、下部油路各自并联,分2组,每组各有1只上部进油阀3DT、5DT和1只下部进油阀2DT、4DT,还有一只总回油阀6DT。
油缸下部进油,柱塞上移,其上部进油,柱塞下移。即当1DT、2DT、4DT工作时,压板上升,1DT、3DT、5DT工作,压板下降并加压,6DT工作时,油缸卸荷。液压油泵用三相交流异步电动机驱动,为降低起动电流需要降压,采用Y/△方式起动,转换时间为2~5 s。油泵工作正常3 s时,压板上升到位(设上限位开关)后,压板停止上升,此时装板小车载板坯快速进入,到达设定位置后,小车卸板坯并开始后退,碰到后退限位开关后停止后退。在小车卸板后退的同时,压板开始下降,当碰到下限位开关后,停止下降,开始保压并计时,随着油压的升高,动、定压板之间压力增大,当达到设定上限压力时,电接点压力表上限开关断开,停止加压。由各组电磁阀自动控制热压时所需压力,实现保压直到热压结束,开始卸荷,3 s后压板上升。由人工完成卸板。
为了安全起见,在控制线路中加装转换开关,在压机上升控制电路中要加入保护装置,当压板上升到位时,手动合上此开关,检修设备时不会因误动作而使动压板下降伤人。同时,在加压保压控制电路中,加入了超压保护开关,目的是防止油压达到压力上限后继续加压。若超压,此开关自动断开,电磁阀失电关闭,停止加压。当压力下降到许可值时,此开关重新闭合,系统控制恢复正常。
总结:此系统经过多年客户的测试,性能温度可靠,性价比高,深受客户欢迎。