和利時LM PLC在液壓式三輥卷板機上的應用
1 引言
卷板機（Rolling Machine）是對板料進行連續(xù)點彎曲的塑形機床，具有卷制O型、U型、多段R等不同的形狀。為上調式對稱式三輥卷板機，可將金屬板材卷成圓形、弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，本機種兩下輥為主動輥，上輥為從動輥。它廣泛使用于造船、鍋爐、航空、水電、化工、金屬結構及機械制造行業(yè)。
適合用于金屬板材的彎曲變形，可卷制圓形，弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，并有板材端部預彎功能，本機型兩個下輥為主動輥可水平移動，上輥為從動輥可上下移動，移動方式有機械式和液壓式，傳動軸均采用萬向連軸器連接。
2 設備控制工藝介紹
三輥卷板機有機械式和液壓式。液壓式三輥對稱卷板機主要特點：該機上輥可以垂直升降，垂直升降的液壓傳動，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用活塞桿而獲得；下輥作旋轉驅動，通過減速機輸出齒輪嚙合，為卷板提供扭矩，下輥下部有托輥，并可調節(jié)。上輥呈鼓形狀，提高制品的直線度，適用于超長規(guī)格各種截面形狀罐。
液壓式三輥卷板機完成卷板動作過程中全部采用液壓傳動，PLC 輸出動作去控制液壓氣缸動作。上輥位置反饋有編碼器計數(shù)，計數(shù)的數(shù)值反映移動的位置。并將相關數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏上等。上輥的位置精準度取決于編碼器的反饋精度和動作氣缸的速度。
3 系統(tǒng)設計
液壓式三輥卷板機系統(tǒng)一般由以PLC為核心的控制機柜、位置反饋傳感器、動作執(zhí)行機構、液壓系統(tǒng)、動力傳動裝置和觸摸屏組成，系統(tǒng)裝置如圖2-1所示。卷板機控制柜里配置有PLC、相序保護器、跳閘繼電器、熱繼等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對應的指示燈，可以檢查某一通道的動作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗功能。
圖 2-1 液壓式三輥卷板機系統(tǒng)組成
由于系統(tǒng)對位置精度要求特別高，對計數(shù)的精準性有一定的要求，和利時LM3108可以接受單相計數(shù)器：3點，100KHz 和兩相計數(shù)器：2點，100KHz 。所以液壓式三輥卷板機采用和利時公司高性價比的LM系列PLC，由于LM3108有24DI和16DO。由CPU模塊完成所有輸入信號的邏輯處理和輸出信號的邏輯控制，從硬件和軟件上實現(xiàn)了上輥位置的精確控制，硬件結構如圖2-2所示。
圖 2-2 液壓式三輥卷板機系統(tǒng)硬件結構示意圖
以基本配置的液壓式三輥卷板機與基于LM3108為列，輸入輸出信號清單如下：
表 3-1 輸入輸出信號清單
| 序號 | 信號類型 | 輸入輸出信號說明 |
| 1 | DI | 固定側上輥--光柵尺A相 |
| 2 | DI | 固定側上輥--光柵尺B相 |
| 3 | DI | 翻倒側上輥_光柵尺A相 |
| 4 | DI | 翻倒側上輥_光柵尺B相 |
| 5 | DI | 移動架_光柵尺A相 |
| 6 | DI | 移動架_光柵尺B相 |
| 7 | DI | 上輥壓力 |
| 8 | DI | 固定側上輥接近開關 |
| 9 | DI | 復位到位 恢復接近開關 |
| 10 | DI | 翻倒到位 卸料接近開關 |
| 11 | DI | 上輥中心點 |
| 12 | DI | 上輥同進 降 |
| 13 | DI | 上輥同退 升 |
| 14 | DI | 翻倒側上輥單進 降 |
| 15 | DI | 固定側上輥單進 降 |
| 16 | DI | 前移 |
| 17 | DI | 后移 |
| 18 | DI | 下輥正轉 |
| 19 | DI | 下輥反轉 |
| 20 | DI | 卸料 |
| 21 | DI | 恢復 |
| 22 | DI | 油泵啟動 |
| 23 | DI | 油泵停止 |
| 24 | DO | 主電機正轉 |
| 25 | DO | 主電機反轉 |
| 26 | DO | 主電機前移 |
| 27 | DO | 主電機后移 |
| 28 | DO | 復位 |
| 29 | DO | 翻倒 |
| 30 | DO | 翻倒側上輥進（降） |
| 31 | DO | 翻倒側上輥進（升） |
| 32 | DO | 固定側上輥進（降） |
| 33 | DO | 固定側上輥進（升） |
| 34 | DO | 油泵 |
| 35 | DO | 頻敏電阻切換 |
4 應用特點
基于LM系列PLC的液壓式三輥卷板機系統(tǒng)具有如下特點：
? 準確性及可靠性
準確性、可靠性是液壓式三輥卷板機系統(tǒng)的關鍵，本系統(tǒng)采用了LM 3108 PLC運行方式，LM配置高性能的工業(yè)級處理器，具有納秒級的處理速度以及大容量的內(nèi)存，可使液壓式三輥卷板機保護邏輯程序準確、快速地執(zhí)行，這在硬件上也大大保證了系統(tǒng)的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實現(xiàn)液壓系統(tǒng)跳閘功能。以往裝置中重點關注的液壓“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設計過程中得到充分合理的處理，這在技術上保證了系統(tǒng)的高可靠性。
? 系統(tǒng)功能強
由于LM系列PLC體積小，集成化程度高，運算速度快，邏輯控制容量大，所以整套程序中除了狀態(tài)報警、遮斷停機等常規(guī)功能外，還可進行在線試驗功能。該功能的作用在于機組正常運行時， 檢查壓力開關、電磁閥等外圍元器件的狀態(tài)，提高整套裝置的自身安全系數(shù)。
增加卷板機首出原因記憶功能，幫助運行人員在第一時間知道停機的第一起因，避免了以往或者顯示面板上有多項報警指示，分析不出第一起因，或者隨著現(xiàn)場情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時，該功能的存在也為事故追憶系統(tǒng)（SOE）的記錄提供了驗證手段。該功能可通過程序編寫完成，不需要增加任何硬件設備，而且完全應用編程技巧。在沒有發(fā)生停機條件時，該功能不需要執(zhí)行，不占用系統(tǒng)監(jiān)測的時間，使系統(tǒng)的監(jiān)測、停機功能得到最大程度的實現(xiàn)。
參考文獻
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