開式雙柱可傾式壓力機的自動化改造
文/姜鑫
摘要：本文對一種16t開式雙柱可傾式壓力機進行基于西門子PLC的自動化改造，通過改造可改變傳統結構中電氣接線復雜、可靠性差、接入端子少、升級改造困難等諸多問題，進一步提高設備的使用壽命和生產效率。利用PLC控制技術代替傳統的接觸器-繼電器控制系統具有一定的靈活性和可操作性，具有一定的應用價值。
關鍵詞：壓力機；控制系統；PLC；自動化改造
1 壓力機結構特點分析
開式雙柱可傾式壓力機，是采用曲柄滑塊機構作為工作機構的一種鍛壓機械，適用于板料的沖孔、落料彎曲、線拉伸及成形等工藝過程，特別在機加工、模具制造、熱處理工藝等方面有非常重要的應用。該機在制桶機械、農業機械、電氣工業、汽車、拖拉機工業等用途較為廣泛。
最近幾年，壓力機行業發展非常迅速。開式雙柱可傾式壓力機也暴露好出不少缺陷，主要有：品種短缺嚴重；產品技術水平低；產品機械化、自動水平低、成套性差。本文通過改造一種16t開式雙柱可傾式壓力機，集成PLC控制技術，進一步提升設備的自動化程度和沖壓精度，對落料、彎曲、成形切邊、拉延和沖裁等加工工序具有很高的使用價值。
2 壓力機設備改造
如圖1、2所示為改造后壓力機的外部結構圖，將原有16t開式雙柱可傾式壓力機的原有電氣控制系統全部拆除，將改造用PLC和接觸器、繼電器等元件安裝到電氣柜中，通過線纜將控制柜與壓力機機械主體進行連接，所有控制過程全部在電氣柜前面的按鈕操作下完成。
圖1 改造后壓力機側視圖
圖2 改造后壓力機主視圖
經過PLC改造后的設備代替了原有的接觸器-繼電器控制系統，具有以下優點：
（1）控制過程更加穩定可靠，不用擔心原有的接觸器-繼電器控制系統由于使用時間較長出現的老化、失靈等現象。
（2）PLC的輸入輸出觸點較原有的接觸器-繼電器控制系統要多，從而減少低壓電氣元件的使用數量，節省了大量的空間，也減輕了設備的重量。
（3）利用計算機編寫PLC程序快速方便，根據零件的工藝要求可以及時調整沖壓速度、滑塊行程和閉合高度等參數，簡單可靠。
3 電氣控制系統
如圖3所示為壓力機電氣控制系統，其工作過程為：合上閘刀開關QF1及QF2后，控制線路得電，經過變壓器TV后分別以6V和24V的電壓輸送給電源指示燈和照明指示燈，按下按鈕SB3后，接觸器線圈KM得電，帶動接觸器觸點KM閉合，電機開始旋轉，帶動沖頭下行，當沖頭行程達到最大閉合高度后，接觸到行程開關SQ，中間繼電器KA得電，帶動KA觸點閉合觸發互感器CT，完成壓力成形過程，此時按下按鈕SB1或SB2后，壓力機斷電，設備停止工作。
圖3 壓力機電氣控制系統原理圖
4 自動化PLC改造
經過PLC改造后的外部接線圖如圖4所示。采用西門子S7 -200型PLC為控制樞CPU226 AC/DC/RLY機型，該型號PLC共有40個輸入輸出觸點，完全能夠滿足對設備改造所需的觸點數量要求。將低壓控制電路的原理圖轉化為梯形圖程序，套用繼電器電路的結構設計梯形圖，采用這種方式不僅可以將復雜的電氣接線去除掉，還可有效提高整個工作系統的穩定性，將電路圖中的復雜結構化為程序語言，節省了大量人力，也不必擔心因長時間使用出現的線路老化、控制不穩定、工作不連續等問題。通過程序編制可以實現多道工序的加工要求，也可根據實際需要改變行程、閉合高度和輸出壓力等，具有良好的使用價值。
圖4 PLC改造后外部接線圖
5 結語
本文對一種16t開式雙柱可傾式壓力機進行，基于西門子PLC的自動化改造。改造后可改變傳統結構中電氣接線復雜、可靠性差、接入端子少、升級改造困難等諸多問題，進一步提高設備的使用壽命和生產效率。利用PLC控制技術代替傳統的接觸器-繼電器控制系統具有一定的靈活性和可操作性，有一定的應用價值，也可根據用戶要求增加HIMI人機交換界面、組態程序、工業網絡通信等內容，實現全過程、多工序、全工藝的自動化連續控制。
