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[木工机械设计] 木材加工机的设备自动化改造 顺德区胡宝星职业技术学校 林俊耀

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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-4-12 07:53:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    木材加工机的设备自动化改造
    顺德区胡宝星职业技术学校 林俊耀

    [size=1em]本文通过一个设备改造实例来说明利用PLC对设备进行改造的步骤,首先要确定设备的工作流程,根据设计要求确定PLC输入输出分配表,再确定实现整个控制电气原理图,编制好控制程序后,做好控制柜,将程序下载到PLC进行调试,与原先的设备动作相比较,动作一致则改造完成。

    [size=1em]木材加工机主要运用于短木材接长,可以大大提高木材的利用率,减少木材资源的浪费,达到短木材变成长木材的目的。通过改造后的木材所做板材,在后续加工中变形比较小,性能优。原来木材加工机都是采用的继电器来控制,由于木材加工的现场环境比较差,设备会经常出故障,为了减少故障的发生率,现在对原来木材加工机进行改设备造。

    [size=1em]接到改造任务后,我首先通过观察,确定原来木材加工机设备的整个工作流程为,首先要确定木材加工设备工作台的位置,只有其在原点位置,加上气泵内的气压过到要求,依次启动加工电动机,锯料电动机,油泵电动机后,再按下启动按钮,压料汽缸得电将要加工的木料压紧,通过压料检测开关检测后,确认处于压紧状态,木材加工工作台前进阀得电,木材加工工作台开始前进,在前进过程中首先由锯料电机带动的锯片将木材前端锯齐,然后再由加工电机对锯齐头的木材进行加工,加工完成后,木材加工工作台碰到工作台前进限位开关,木材加工工作台停止,松料汽缸得电开始松料,通过松料检测开关检测后,确认处于放松状态,松料汽缸断电,与此同时,推料汽缸得电开始推料,将已经完成加工的木材推出来,当推料汽缸前进到碰到推料前限开关时,推料汽缸由于断电后自动后退并碰到推料后限开关,木材加工工作台的后退阀开始得电,完成木材加工工作台后退动作,木材加工工作台后退,木材加工工作台碰到后限限位开关时,木材加工工作台后退阀断电停止运行,整个木材加工过程完成。

    [size=1em]由于要对木材加工设备进行全新改造升级,原来继电控制将改成PLC控制,原来控制电路所能提供担所有保护,在改造后设备当中全部都要有,另外要增加手动调试功能和故障提示功能,并要尽可能的减少PLC的输入输出点数。

    [size=1em]根据厂家的设计要求首先确定了改造采用的控制核心为三菱PLC,点数为32点。外部I/O分配表如表1所示。

    [size=0.8em]表1
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    [size=1em]由于厂家提出了原来继电控制当中的所有的保护功能全部都要有,还要加上故障提示功能。原来继电控制当中,提供了原位保护,气压不足保护,欠压保护,失压保护,过载保护等。所以我将电气原理图更改成下图所示。原来的主电路没有变化,按下启动按钮SB2,接触器KM0闭合并自锁,接触器KM0的主触点闭合给控制核心PLC供电。欠压产生时,则接触器KM0线圈失电,断开系统电源,当电源电压消失时,由接触器KM0的自锁触点提供失压保护;当系统气压不足,气压开关SP断开,主接触器KM0失电释放,让整个控制系统断电,当系统出现特殊情况时,可以直接按下急停按钮SB0,让接触器KM0失电释放,让整个控制系统断电,设备停止运行。另外根据厂家设计要求,要求增加故障提示指示灯,在进行电路设计时,我采用了一个用9V电池控制的指示灯,用二个开关对其控制,其中一个开关为QF的常开触点,当电源开关QF闭合时,其常开触点闭合,EL指示灯开始工作,代表电源开关已经闭合,当按下启动按钮SB2,交流接触器KM0闭合自锁,其常闭触点断开,EL指示灯断开,代表PLC已经正常工作,当由于电源电压消失或电源电压下降到接触器线圈额定电压的 85%以下会导制接触器失电或释放,EL指示灯亮代表有故障产生。减少I/O只能采用程序与硬件相配合,在程序分析中分析。

    a3b3720fd317aa508e7a163ed957adb7.jpg

    [size=1em]根据外部电气原理图,配合下面的程序可以实现整个控制系统的控制,经过设备操作人员的现场操作确认与原先设备操作一致。另外厂家提出要求减少PLC的I/O,我通过软件与硬件结合的方式实现。在电气原理图当中我设计了二个控制按钮,一个是手动与自动选择开关SA1,另外一个手动操作按钮SB3。SA1这个开关为旋钮,在任意一个时间内只能有一个工作状态,当SA1处于闭合状态时,则代表选择手动操作,此时,每一次按下操作按钮SB3,执行一个操作。按下SB3操作按钮第一次,则工作台前进,前进到位自动断开;按下SB3操作按钮第二次,则工作台后退,后退到位自动断开;按下SB3操作按钮第三次,则压料,压料到位自动断开;按下SB3操作按钮第四次,则松料,松料到位自动断开;按下SB3操作按钮第五次,则推料,推料到位自动断开。在手动过程中,只要旋动手动与自动选择开关SA1,让SA1处于断开状态,则进入到自动执行程序,当检测到加工电动机,锯料电动机,油泵电动机全部启动后,在原位检测到有木料,按下启动按钮SB4,木料自动按照指定流程动作。

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    [size=1em]改造后的木材加工机利用机、电、液、气结合的方式实现木材加工工作台全自动进给送料,压料与退料,实现木材加工全自动化加工,既提高了木材加工的生产效率,又提高木材加工的良品率。



    [size=1em]作者简介:林俊耀(1976—),男,大学本科,中学物理一级教师,十三年电工电气领域研究。



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