30T精密四柱裁断机电气线路的改造与应用

国家职业资格全国统一鉴定维修电工论文（国家职业资格X级）论文题目：30T精密四柱裁断机电气线路的改造与应用姓名：身份证号：准考证号：所在省市：广东省佛山市所在单位：30T精密四柱裁断机电气线路的改造与应用姓名单位：摘要：本文解释了用PLC对我单位四柱液压裁断机的电气控制系统进行改造的原因，同时对生产过程中发现的某些不足之外予以修改或补充，从而改善设备的操控性能，安全系数和生产工艺，以及适应车间的工作环境。关键词：皮革机械，PLC控制，传感器，固态继电器前言四柱自动平衡液压裁断机实际是一种液压冲床，它主要用于皮革，人造革，珍珠棉等软性材料的冲裁下料。本单位是一家皮革制品的加工企业，每天需要冲裁数量较多的皮革工件供生产手袋和皮包所用。但随着原有设备电气线路的老化和机器精度达不到现代生产工艺水平的要求，决定对现有的十台裁断机的某项功能以及电气控制系统进行升级和改造，以达到有效地提高产品质量，降低设备故障率为目的。一、设备状况我单位的裁断机购于上世纪九十年代未，属于台湾地区制造的，机械性能至今还是不错的，冲裁力度较大。该机床主要是由电气控制系统、液压控制系统和机械传动系统三部分组成。工作时根据每批材料材质的不同，通过调节时间继电器调整裁断的深浅度，并要求每次的压力尽量均匀一致，使材料刚被裁断为止，即完成一个工作周期。该机的电气控制系统采用继电器、接触器、行程开关、电子定时器等元器件组成，由于工作环境以及元器件误差等原因，使机器时常出现各种故障。二、原因分析根据在单位多年的维修经验和对产品的工艺要求，以及结合车间操作该机器的人员反映的情况，认为此机床的电气控制系统存在以下几方面的问题：1、由于裁断机所处的开料车间杂物较多，而且削皮小组产生的粉尘较大，离裁断机的位置较近，所以机械表面的皮屑和灰尘较多，接触器的触点容易被粉尘污染而导致接触不良，形成缺相而损坏油泵电机，且易出现不能启动或启动后不能自锁现象。2、此机型原线路采用三个时间继电器，分别控制上压板的裁断深度、复位高度。但由于这类时间继电器大多采用晶体管或集成模块制造，使用时间一但久了，难免会出现误差。例如：裁断深度不一，或者裁完料后，上压板复不到设定的位置，有时候因为时间继电器计时不准确的缘故甚至连垫板也被截断等现象，严重降低了生产效率，材料的损耗也大。3、原机床在正常运行的时候，都是由三只行程开关来控制机器的行程复位和最高限制位置以及最低限制位置。但由于复位行程开关每天都要频繁工作，容易造成元件的触点部分接触不良，严重时甚至会使触点直接粘在一起，从而导至机器无法正常工作。三、设备改造方案我单位为了完善各台裁断机的操作性能，提高生产效率，更加重要的是为了操作人员的人身安全，决定对部分机台进行改造。考虑到成本问题，首先对机台的电气控制系统着手，本人负责该任务工作。具体整改内容如下：1、电气改造选用PLC为控制核心，对整个电气系统进行控制，代替原有的中间继电器和时间继电器。2、选用固态继电器代替交流接触器，减少因接触不良问题造成的故障，使机床更加稳定。3、使用接近开关代替原有的行程开关，并增加一个保护开关，避免因下压时间过长，而造成裁刀在重压下把塑胶垫板裁断的现象。4、全部电磁阀线圈并联续流二极管，延长PLC触头的使用寿命。四、主要器件选用：1、选用三菱FX1N-40MR型PLC为控制核心，对整个电气系统进行控制。2、接触部件选用国产型号为CJX-3J的三相固态继电器，控制端为AC220V,额定电流为20A。3、选用台湾产的电感型接近开关，其型号为TM-X1808E1,具有封闭性好，使用寿命长，感应范围8mm。4、续流二极管选用恢复二极管BA159。五、PLC控制系统的设计和改造（1）根据裁断机的控制要求，对各电气控制元件作PLC输入，输出点分配表，具体在附图1。（2）PLC系统控制对各电气控制元件的接线图在附图1。（3）按照裁断机的机械运行要求，同时根据PLC系统控制的接线图，对原电气控制部分进行改造，同时编制PLC系统控制梯形图（附图2），指令表（附表1），并将程序写入PLC控制器中进行保存。（4）电气控制改造方法：A．把原来的控制箱接线进行拆除，同时保留需要的一部分电气元件。B．选好合适的位置安装上新置的固态继电器、传感器、三菱PLC等元件。C．按照设计的电气接线图（附图1）用不同颜色导线连接发线路，用号码管签好线号，并用线槽封住。六、设备运行工作原理说明对改造后裁断机工作运行原理作下列分析，电气接线图如附图1所示，Y1-Y4分别控制二个三位四通的电磁阀，使上压板作上下运动，SQ1-SQ4分别负责上压板的复位以及行程位置。其具体工作原理分析如下：1．合上QS断路器，以及SA1控制开关，主电路通电。2．按SB1按钮，Y1接通，固态继电器SSR得电，其触头合，油泵工作，工作指示灯同时发出指示信号，上压板缓慢上升，为下面工作作好准备。3．如果是冲裁不同类型的新物料时，必要先进行裁断点的设定。首先按下SB2设定开关，交替输出指令ALT使辅助继电器MO接通，Y2控制的设定指示灯点亮，同时Y4和Y6控制的电磁阀线圈1和线圈3得电吸合，上压板缓缓下降至裁刀时，停止不动，然后再打开行程设定手柄，将手柄推至最下往复二次，再把手柄锁紧，整个设定工作基本完成。4．设定工作完后，再按一下SB2、MO的常闲触点复位，裁断机即可回复正常的工作状态。如工作时发现不能裁断材料时，可调整裁断深度，以往是用时间继电器来控制，时间一般设置在0.1到0.3秒之间。这次我分别使用三个带自锁的控制开关来设置三个裁断深度，SA2为0.1S，SA3为0.2S，S4为0.3S。操作人员可按照物料的厚度，分别选择合适的压力设法调整至工件刚被裁断为止。5．正式工作时，操作人员必须用双手把SB4和SB5两开关同时按下，PLC内部的辅助继电器M1接通，Y4和Y7控制的电磁阀线圈1和线圈4同时吸合，上压板快速下降至裁刀。当到达SQ3触发距离时，定时器T0(T1或T2)接通开始计时，上压板压力时间延长，使材料刚好被裁断，然后定时器的常闲触点断开，M1失电，YA1和YA4停止工作。同时T0的常开触点接通，M2和M3相继接通，使电磁阀线圈2和线圈3吸合工作，上压板回升，上升的高度由定时器T4决定。当T4时间到达后，两个电磁阀相继失电，上压板维持在所设定的高度，即为完成一次工作流程。6．当行程调整不当，上压板压下卡死工作不能回升时，按下复位按钮X2，上压板立即回升。结束语：设备电气系统改造完成后，经过几天时间的试机和参数调整，证明新的电气系统符合生产工艺要求，同时对整机外部进行清理，以及对控制箱加装散热风扇，降低电箱内部温度，有效地保护PLC及其它元件。通过近半年的生产实践证明，设备管理和维修也变得简单方便，故障率比改造前大幅减少，还提高了生产效率，减少不必要的材耗。由于PLC是购买二手的三菱机，整个电气控制线路的改造大概花费一千来块，但收到的效果是明显的，得到了单位的认同，也为公司创造了经济效益。参考文献及资料：1、《三菱可编程序控制器编程手册》三菱公司编2《电子报合订本2007》电子科技大学出版社