基于PLC控制的真空壓力浸漆控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電機(jī)、小型變壓器、繼電器、接觸器上都需要用到線(xiàn)圈。這些設(shè)備要求線(xiàn)圈具有一些特殊的性能,比如機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性能、防潮、防腐、耐高溫等,一般在線(xiàn)圈表面加涂漆層以達(dá)到要求。真空壓力浸漆就是在真空加壓狀態(tài)下把漆涂到線(xiàn)圈表面。與一般的浸漆技術(shù)相比,它的主要優(yōu)點(diǎn)在于漆膜均勻致密,附著牢固,處理后的線(xiàn)圈絕緣性能較好。
PLC是以微處理器為核心,將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)自動(dòng)控制裝置。本文主要討論三菱公司的FX2N—80系列PLC在真空壓力浸漆設(shè)備控制中的應(yīng)用,以PLC為主控制器實(shí)現(xiàn)真空壓力浸漆全過(guò)程的自動(dòng)控制,操作簡(jiǎn)單,易于維護(hù)。
由PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成真空壓力浸漆實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用上下位機(jī)主從式結(jié)構(gòu),PLC作為下位機(jī)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分站控制;上位機(jī)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、報(bào)警等功能。組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件,本文由組態(tài)王6.0設(shè)計(jì)了真空壓力控制浸漆系統(tǒng)的監(jiān)控界面,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
電機(jī)、小型變壓器、繼電器、接觸器上都需要用到線(xiàn)圈。這些設(shè)備要求線(xiàn)圈具有一些特殊的性能,比如機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性能、防潮、防腐、耐高溫等,一般在線(xiàn)圈表面加涂漆層以達(dá)到要求。真空壓力浸漆設(shè)備就是在真空加壓狀態(tài)下把漆涂到線(xiàn)圈表面的一種設(shè)備。與一般的浸 漆技術(shù)相比,它的主要優(yōu)點(diǎn)在于漆膜均勻致密,附著牢固,處理后的線(xiàn)圈絕緣性能較好。PLC具有可靠性高、控制功能強(qiáng)、編程方便、易于使用、工作環(huán)境要求比較低,廣泛用于工業(yè)控制。本文主要討論三菱公司的PLC在真空壓力浸漆設(shè)備控制中的應(yīng)用。
一、真空壓力浸漆控制系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備控制要求
1、真空壓力浸漆的工藝流程
真空壓力浸漆過(guò)程的工藝流程如圖所示。
a、儲(chǔ)漆罐抽真空
在儲(chǔ)漆罐大氣閥、浸漆罐真空閥、干燥罐真空閥及通風(fēng)閥關(guān)閉的情況下,儲(chǔ)漆罐真空閥、真空機(jī)組真空閥自動(dòng)打開(kāi), 真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)打開(kāi),在冷卻水壓達(dá)到0.1MPa以上時(shí)真空機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng),開(kāi)始對(duì)儲(chǔ)漆罐抽真空,當(dāng)真空度達(dá)到1333~4000Pa 后,停止抽真空,儲(chǔ)漆罐真空閥、真空機(jī)組真空閥自動(dòng)關(guān)閉,真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉,真空機(jī)組停止運(yùn)行。保真空1~2h后,開(kāi)儲(chǔ)漆罐大氣閥, 罐內(nèi)外壓力平衡后,關(guān)儲(chǔ)漆罐大氣閥。
b、儲(chǔ)漆罐加熱(用于北方寒冷地區(qū),南方不使用此功能)
觸動(dòng)“啟動(dòng)加熱水”按鍵,加熱水管道泵啟動(dòng),觸動(dòng)“啟動(dòng)攪拌電機(jī)”按鍵,攪拌電機(jī)啟動(dòng),當(dāng)漆溫達(dá)到 30~50℃時(shí)停止加熱及攪拌。
c、浸漆罐裝工件
打開(kāi)浸漆罐的大氣閥,按下“液壓站油泵電機(jī)啟動(dòng)”按鈕,啟動(dòng)液壓站,按下“浸漆罐罐蓋開(kāi)蓋”按鈕,打開(kāi)浸漆罐 罐蓋,吊裝工件進(jìn)罐。按下“浸漆罐罐蓋關(guān)蓋”按鈕,將浸漆罐罐蓋關(guān)到位,按下“浸漆罐罐蓋旋緊”按鈕,轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)復(fù)位,按下“液壓站油泵電機(jī)停止”按鈕,停 止液壓站油泵電機(jī),關(guān)浸漆罐的大氣閥。
d、浸漆罐預(yù)抽真空
在浸漆罐罐蓋關(guān)閉并旋緊、大氣閥、儲(chǔ)漆罐真空閥、干燥罐真空閥及通風(fēng)閥關(guān)閉的情況下,浸漆罐真空閥、真空機(jī)組 真空閥自動(dòng)打開(kāi),真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)打開(kāi)。
在冷卻水壓達(dá)到0.1MPa以上時(shí)真空機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng),開(kāi)始對(duì)浸漆罐抽真空。當(dāng)真空度達(dá)到400~600Pa 后,真空機(jī)組自動(dòng)停止運(yùn)行,也可以觸動(dòng)“抽真空停止”按鍵,浸漆罐真空閥、真空機(jī)組真空閥自動(dòng)關(guān)閉,真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉,真空機(jī)組停止運(yùn)行,抽真空過(guò)程停止。保真空0.25~0.5h。
e、輸漆
開(kāi)儲(chǔ)漆罐和浸漆罐視孔燈,開(kāi)儲(chǔ)漆罐大氣閥,按下“輸漆”按鈕,輸漆閥打開(kāi),開(kāi)始輸漆。觀察漆面,當(dāng)?shù)竭_(dá)工藝規(guī)定值后,斷開(kāi)“輸漆”按鈕,輸漆閥關(guān)閉,停止輸漆,關(guān)視孔燈。
f、壓力浸漆
打開(kāi)浸漆罐的大氣閥破真空,完畢后關(guān)上浸漆罐的大氣閥。斷開(kāi)“輸漆”、“回漆”按鈕,使輸漆閥、回漆閥關(guān)閉。 手動(dòng)打開(kāi)浸漆罐旁邊的加壓閥開(kāi)始加壓。當(dāng)浸漆罐罐內(nèi)壓力達(dá)到0.3~0.4MPa時(shí),手動(dòng)關(guān)閉加壓閥。當(dāng)罐內(nèi)壓力下降到一定值后,又手動(dòng)打開(kāi)浸漆罐旁邊的加壓閥,加壓到0.3~0.4MPa,保壓0.5~1h后,壓力浸漆過(guò)程停止。
g、回漆
開(kāi)儲(chǔ)漆罐和浸漆罐視孔燈,開(kāi)儲(chǔ)漆罐大氣閥,控制浸漆罐大氣閥使浸漆罐泄壓至0.15~0.2MPa按下“回 漆”按鈕,回漆閥打開(kāi)開(kāi)始回漆。觀察漆面變化,當(dāng)漆面接近罐底時(shí),點(diǎn)動(dòng)“回漆”按鈕2~3次,防止壓縮空氣進(jìn)入儲(chǔ)漆罐。
h、滴漆
打開(kāi)浸漆罐的大氣閥滴漆,滴干凈后關(guān)閥。觸動(dòng)“排風(fēng)”按鍵,通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥自動(dòng)打開(kāi),排風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。按下“液壓站油泵電機(jī)啟動(dòng)”按鈕,啟動(dòng)液壓站。按下“浸漆罐罐蓋旋松”按鈕,轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)至開(kāi)位,按下“浸漆罐罐蓋開(kāi)蓋”按鈕,打開(kāi)浸漆罐罐蓋至10°,繼續(xù)滴漆并排除有害氣體。滴漆干凈后,觸動(dòng)“排風(fēng)停止”按鍵,通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥關(guān)閉,排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。
i、卸工件
打開(kāi)浸漆罐大氣閥,觸動(dòng)“排風(fēng)”按鍵,通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥自動(dòng)打開(kāi),排風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。按下“浸漆罐罐蓋旋 松”按鈕,轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)至開(kāi)位,按下“浸漆罐罐蓋開(kāi)蓋”按鈕,打開(kāi)浸漆罐罐蓋,吊出工件。按下“浸漆罐罐蓋關(guān)蓋”按鈕,將浸漆罐罐蓋關(guān)到位,按下“浸漆罐罐蓋 旋緊”按鈕,轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)復(fù)位,按下“液壓站油泵電機(jī)停止”按鈕,停止液壓站油泵電機(jī)。觸動(dòng)“排風(fēng)停止”按鍵,通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥關(guān)閉,排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。
j、儲(chǔ)漆罐降溫保存
啟動(dòng)制冷機(jī)組,然后觸動(dòng)“啟動(dòng)攪拌電機(jī)”按鍵,攪拌電機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)漆溫降到要求溫度值后,觸動(dòng)“攪拌停止”按 鍵,停止攪拌,停止制冷機(jī)組。
k、干燥罐固化
啟動(dòng)液壓站,打開(kāi)干燥罐的大氣閥,打開(kāi)干燥罐罐蓋,工件吊入罐內(nèi),關(guān)閉干燥罐罐蓋,關(guān)閉干燥罐的大氣閥,關(guān)閉 液壓站,然后工件在干燥罐里進(jìn)行固化,固化完后,啟動(dòng)液壓站,打開(kāi)干燥罐的大氣閥,打開(kāi)干燥罐罐蓋,工件吊出干燥罐,然后再關(guān)閉干燥罐罐蓋,關(guān)閉干燥罐的大氣閥,關(guān)閉液壓站。
二、真空壓力浸漆控制系統(tǒng)的PLC選型和I/O地址分配
從工藝流程可看出真空壓力浸漆控制系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)關(guān)量順序控制系統(tǒng),共有輸入信號(hào)33點(diǎn),輸出信號(hào)30點(diǎn)。本系 統(tǒng)選用三菱公司的FX2N-80MR整體式PLC。FX2N-80MR控制著整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊的運(yùn)行。同時(shí)FX2N-80MR采用交流 220V供電,并且自帶40個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和40個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn),完全能滿(mǎn)足真空壓力浸漆設(shè)備控制的要求,因此不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量輸入/輸出 模塊。模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是X000~X047,輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是Y000~Y047。該系統(tǒng)I/O點(diǎn)沒(méi)有用完,留有余量,以備系統(tǒng) 擴(kuò)展功能用。I/O地址分配如表所示。
三、真空壓力浸漆系統(tǒng)的PLC控制及程序設(shè)計(jì)
真空壓力浸漆控制系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)關(guān)量順序控制系統(tǒng)。三菱公司的FX2N系列PLC有兩條步進(jìn)順控指令,并且有大 量的狀態(tài)元件,可用順序控制設(shè)計(jì)法,用SFC語(yǔ)言的順序功能圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程。當(dāng)機(jī)組無(wú)故障時(shí),由PLC控制開(kāi)機(jī)組,然后儲(chǔ)漆罐抽真空、儲(chǔ)漆罐加 熱、儲(chǔ)漆罐降溫保存、干燥罐固化,完成真空壓力浸漆工藝流程,最后停機(jī)組。如系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中由于水環(huán)泵過(guò)載、冷卻水壓低,整個(gè)系統(tǒng)停止。
四、結(jié)語(yǔ)
真空壓力浸漆設(shè)備采用PLC控制,由用戶(hù)程序代替繼電器控制電路,可以靈活方便地通過(guò)用戶(hù)程序的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能的改變,接線(xiàn)簡(jiǎn)單,故障點(diǎn)減少,可靠性大大增強(qiáng)。