压制不锈钢桶设备的改造

广东省技师学院 张秋妍

广东省飞月灯具厂委托我对本厂压制不锈钢桶模板设备进行改造升级，委托方对改造升级提出以下的要求。

（1）改造升级后的设备稳定性要好，用时要短，不能担误生产。

（2）改造升级最好采用PLC加触摸屏相结合对设备进行改造，若采用PLC加触摸屏相结合方案，PLC和触摸屏指定为信捷品牌，且由企业方提供。

（3）改造升级后的设备可以适应工艺的变化。

（4）改造升级后可以长时间工作，使用寿命较长，降低故障发生率。

接到改造升级任务后，首先来到企业现场进行调研。原有压制不锈钢桶设备是采用继电器接触器控制的，是用对电气元件进行接线从而实现逻辑控制。如果生产任务或生产工艺发生变化，就需要重新设计控制线路，改变其硬件结构，这样就浪费了时间和资金。另外，大型控制系统用继电器接触控制，使用继电器的数量多，控制系统的体积大，耗电多，且继电器触点为机械触点，工作频率低，在频繁动作情况下会产生电弧，寿命较短，易造成系统故障，而且系统的可靠性和稳定性差。而PLC控制能改善继电器控制器上述的不足，PLC可靠性高，抗干扰能力强，通用性强，控制程序可改变，使用方便，适应面广，编程简单，容易掌握；功耗低、维护方便，减少了控制系统的设计及施工的工作量等特点。从而满足了厂家提出的升级后的设备稳定性要好这一要求。

在此设计上再加入工业触摸屏，它是一种连接人和机器的人机界面，它代替了原始控制台和显示器，可用于数据显示和参数设置，并且可以用动态曲线的形式描述系统的控制过程；扩展了PLC的功能，减少了按钮、开关、仪表等仪器的使用。满足了厂家提出的改造升级后的设备可以适应工艺的变化、可以长时间工作，使用寿命较长，降低故障发生率。

因原先的控制系统是用继电器控制，年代久远，它的控制原理图已经找不到了，无法通过原来控制原理图来实现对设备的改造。只能通过操作这台设备的员工描述他的工作流程，将所需要的控制要求和功能罗列出来：压制不锈钢桶模板设备的自动控制系统要求能实现自动及手动两种控制方式。

压制不锈钢桶模板设备手动动作包含：

（1）油泵的启动停止；（2）点动/手动功能；（3）点动状态下具有上升和下降功能；（4）自动状态下具有保压和定程两种模式；（5）具有常规的保护措施。

压制不锈钢桶模板设备的自动运动过程：

（1）从原点开始，按下下降按钮，下降电磁阀通电，液压杆下降；下降到位时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，停止下降。

（2）按下上升按钮，上升电磁阀通电，液压杆上升；上升到位时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，停止上升。

（3）在定程状态按压制按钮，下降电磁阀通电，快速电磁阀通电，液压杆快速下降，当碰到位置开关X1，快速电磁阀断电，碰到下限位X3，下降电磁阀断电，上升电磁阀通电，液压杆上升，当回原位时，上升电磁阀断电，停止上升。

（4）在保压状态下按下压制按钮，下降电磁阀通电，快速电磁阀通电，液压杆快速下降，当碰到位置开关X1，快速电磁阀断电，碰到下限位X3，下降电磁阀断电，再等待保压时间到之后，上升电磁阀通电，液压杆上升，当回到原位时，上升电磁阀断电，停止上升。

表1 PLC输入输出分配表及触摸屏按钮分配

图1 触摸屏画面

根据操作技术人员的描述，将压制不锈钢桶模板设备改造后控制系统的输入输出分配表及触摸屏画面上按钮分配如表1所示，触摸屏画面如图1所示，程序如图2所示。

图2 配套PLC程序

触摸屏按键功能及配置：（1）手自动切换按钮：切换手动或自动功能。（2）油泵启动按钮：用于油泵的启动或停止。（3）滑块上按钮：在手动状态下控制伸缩杆缩回。（4）滑块下按钮：在手动状态下控制伸缩杆伸出。（5）滑块上按钮：在手动状态下控制伸缩杆缩回。（6）保压按钮：在自动状态下启动保压工作流程。（7）定程按钮：在自动状态下启动定程工作流程。（8）压制按钮：在自动状态下选择好模式之后开始运行所选择的模式。（9）停止按钮：在自动运行状态时按下停止按钮后停止工作。（10）保压时间：设定在保压工作状态时的保压时间。

在基于原先的基本控制要求，我们出于生产效益为其增加了每天的日产量的统计和在保压过程中保压时间的设定。

脚踏开关的设计，有利于操作人员在进行日常生产中不用频繁的去操作触摸屏，只需要通过脚去踩脚踏开关便可进行生产制造，也提高了触摸屏的使用寿命。

每天的日产量统计，有利于公司统计当天这台设备生产了多少工件，以便日常的统计和月底或年底的数量统计。

保压时间的设定有利于在压制个过程中，使压制的模型能更好的塑型，生产不同的型号设备时，也可以通过调节相应的保压时间。

将上面程序下载到PLC当中去，画面下载到触摸屏，在现场进行调试，在技术人员的指导下对程序和画面进行微调，直到符合生产实际产品的需要。

广东省飞月灯具厂所用控制器都是信捷品牌所以厂家要求压制不锈钢桶模板设备采用信捷PLC控制。采用PLC控制具有功能强大、可靠性高以及抗干扰能力强等特点，无论是进行时间控制、行程控制以及混合控制等控制，都可通过修改信捷PLC程序来实现。可以根据压制不锈钢桶模板的动作顺序修改程序，使压制不锈钢桶模板的通用性更强。在此基础上加入了信捷触摸屏，用它代替了原始控制台和显示器，用于数据显示和参数设置，扩展了PLC的功能，减少了按钮、开关、仪表等仪器的使用。两者一起使用可以节省很多硬元件，还可以通过组态软件将整个系统的现场数据集中在触摸屏上显示，方便观察，自动记录，另外体积相对较小，安装方便，便于维护，成本也较低。改造设备所用时间为2天，用时也比较短，符合厂家所提出要求。