2系統(tǒng)概述

    山東某液壓機械制造有限公司是國內(nèi)液壓打包機械的龍頭企業(yè),，其生產(chǎn)的液壓打包機行銷海內(nèi)外,，得到用戶的普遍好評,。液壓打包機廣泛應用于棉纖維、亞麻,、羊毛,、紙邊、服裝,、布匹,、毛巾、麥草等松散物資的打包,，為農(nóng)用物質(zhì)的倉儲和運輸提供了極大的方便,。由于液壓打包機一般應用在環(huán)境惡劣的室外或污染嚴重的生產(chǎn)現(xiàn)場,，故對控制產(chǎn)品提出了較高要求。以前曾有自動化公司采用某國外品牌PLC對液壓打包機的電氣控制部分進行改造,，但應用效果欠佳,。我們對機器運行環(huán)境進行了現(xiàn)場考察和反復研究，充分考慮到了現(xiàn)場環(huán)境的惡劣性,，在可靠性,、穩(wěn)定性等方面做了大量工作，提出了基于HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的控制系統(tǒng),。實際運行效果表明,，該控制方案達到了預期效果，大大提高了設備的自動化水平,。

    液壓打包機控制系統(tǒng)由核心控制單元PLC和用于操作的人機界面組成,，核心控制單元應用和利時公司的G3系列小型一體化PLC，人機界面采用深圳人機電子有限公司的新一代文本顯示器MD204L,。PLC包括1塊24點CPU模塊LM3107和1塊8路繼電器輸出模塊LM3222,，輸入、輸出信號詳見表1,。

表1　I/O地址分配表

3系統(tǒng)功能

    采用PLC控制的液壓打包機可以實現(xiàn)自動脫包,、自動提箱、自動轉(zhuǎn)體,、自動踩棉等功能,，并能對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，完成自動診斷,、自動報警和數(shù)據(jù)上傳等功能,。為提高電氣控制系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)客戶的實際需求,，將經(jīng)常出現(xiàn)故障的所有可以替換的開關(guān)按鈕全部轉(zhuǎn)移到人機界面上,，包括油泵的啟動/停止、踩箱的啟動/停止,、油缸的上升/下降/停止、提箱,、開門,、關(guān)門等操作按鈕。另外,，時間繼電器的時間也在人機界面上設定,，包括油泵電機啟動延時繼電器、踩箱電機避起延時繼電器,、踩箱電機斷電延時繼電器和油缸上升緩沖延時繼電器,。

    液壓打包機的控制部分包括油泵電機控制回路,、踩箱電機控制回路、升降控制回路,、提箱控制回路,、預缷控制回路和開關(guān)門控制回路等，下面對各控制回路分別進行介紹,。

    油泵電機控制回路：通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作,，按下“泵起”油泵電機的啟動按鈕，主接觸器C1和Y接觸器C2接通,，同時油泵電機啟動延時繼電器,，通過讀取文本顯示器上的時間值，并開始計時,。時間到則Y接觸器C2斷開,，同時△接觸器C3接通，PLC的C2與C3兩點互鎖,。按下“泵停”油泵電機的停止按鈕,，油泵電機正常停機。當電機發(fā)生過載或是有堵轉(zhuǎn)情況發(fā)生時,，主油泵熱保護繼電器RJ開關(guān)閉合,，通過PLC程序控制主接觸器C1立即斷開，處于保護狀態(tài),。故障排除后,，重新啟動、重新開機,。當油缸超過上限或下限時,，HC1和HC2都要在PLC程序控制中加以保護。通過設定油泵電機啟動延時繼電器的值可以任意改變Y—Δ啟動轉(zhuǎn)換的時間,，保證最佳轉(zhuǎn)換狀態(tài),。加上多重互鎖和自鎖，完成油泵電機的正常啟動和運轉(zhuǎn),，同時有指示燈顯示電機的運轉(zhuǎn)狀態(tài),。

    踩箱電機控制回路：通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作，按下“踩起”踩箱電機的啟動按鈕,，踩箱過程開始,，踩箱指示燈點亮，踩箱電機接觸器C4接通,，同時踩箱電機避起延時繼電器讀取文本顯示器上的時間值,，并開始計時。時間到,，觸發(fā)PLC內(nèi)部中間繼電器,，踩箱結(jié)束,，蜂鳴器H接通告知，同時踩箱電機斷電延時繼電器讀取文本顯示器上的時間值,，并開始計時,。時間到，循環(huán)結(jié)束,，踩箱電機與蜂鳴器H停止復位,。按下“踩停”踩箱電機的停止按鈕，所有的時間繼電器及中間繼電器均復位,，踩箱電機停止,。我們可以對精度高達1ms的踩箱電機避起延時繼電器和踩箱電機斷電延時繼電器任意調(diào)整，根據(jù)不同的工作狀況選取不同值,，極大地方便了用戶操作,，顯著提高了生產(chǎn)效率。

    上升,、下降控制回路：上升與下降是兩個相反的控制過程,，由程序設計為互鎖，以保證動作統(tǒng)一,、安全,。通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作，按下“上升”或“下降”按鈕,，箱體按程序動作,，開始上升或下降，達到工藝要求,。

    提箱控制回路：系統(tǒng)提箱的控制必須保證在上升結(jié)束后進行,，通過文本顯示器控制鍵盤的按鍵操作，按下“提箱”按鈕,，提箱開始,，當達到箱體上限位時，即為提箱結(jié)束,。

    卸控制回路：按照工藝要求,，預卸控制必須是在上升或提箱時間段以前進行。預卸全過程完全由PLC程序自動進行,，油缸上升時即為預卸工序開始,。讀取文本顯示器上的油缸上升緩沖延時繼電器的時間設定值，同時開始計時,，時間到預卸結(jié)束。

    開門,、關(guān)門控制回路：開門和關(guān)門是兩個相反的控制過程,，分別由文本顯示器上的“開門”和“關(guān)門”操作按鈕控制,，內(nèi)部中間繼電器ZJ6和ZJ7互鎖，分別完成開門和關(guān)門動作,。

    系統(tǒng)流程圖如圖1所示,。

    人機界面上的主操作畫面和時間設定畫面如圖2和圖3所示。

4結(jié)束語

    該控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應用在農(nóng)用液壓打包機上,，降低了操作人員的工作強度,，提高了設備運行效率和安全性，降低了能源消耗,，提高了產(chǎn)品質(zhì)量,。從液壓打包機在現(xiàn)場的運行情況來看，和利時的小型一體化PLC質(zhì)量可靠,、運行穩(wěn)定,、運行效果良好，能適應農(nóng)機現(xiàn)場的惡劣環(huán)境,，在提高農(nóng)機設備自動化方面取得了很好效果,，具有很好的推廣價值。