熱壓機是膠合板生產的關鍵設備,直接決定膠合板生產的產量和產品質量。傳統膠合板熱壓機的控制系統是以繼電器為主控元件,很難滿足熱壓工藝所需的壓力和流量的控制,也直接影響熱壓機的可靠性和安全性。為此,筆者提出采用可編程控制器(PLC)替代現有控制線路,使之系統設計盡量簡化,滿足企業生產的需求。
  1 PLC在熱壓機控制系統中的應用
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      技術頻道

      PLC在膠合板熱壓機電氣控制中的應用

        熱壓機是膠合板生產的關鍵設備,直接決定膠合板生產的產量和產品質量。傳統膠合板熱壓機的控制系統是以繼電器為主控元件,很難滿足熱壓工藝所需的壓力和流量的控制,也直接影響熱壓機的可靠性和安全性。為此,筆者提出采用可編程控制器(PLC)替代現有控制線路,使之系統設計盡量簡化,滿足企業生產的需求。
        1 PLC在熱壓機控制系統中的應用
        國內膠合板生產一般都采用多層框架式熱壓機,為使壓制的膠合板板面平整、厚度均勻,熱壓板需采用多只油缸提升,壓板過程的閉合、加壓、保壓及裝板機的升降,都是通過液壓系統和油缸得以實現,使得控制油路的電磁閥增多;設備中的溫度、壓力、流量均采用中間繼電器、接觸器、時間繼電器等控制,使控制線路更為復雜。由于膠合板的熱壓板采用蒸汽加熱,難免有蒸汽泄漏,使車間內濕度增大,造成控制線路故障率高。
        為提高生產效益,保證膠合板的質量,必須要求熱壓機控制系統的自動化程度高、可靠性強、安全性好。在熱壓機控制系統中采用PLC控制,可省去幾乎全部的時間繼電器、中間繼電器,接觸器之間的觸點聯鎖也可由PLC內部實現。而且,PLC采用了現代大規模集成電路,及技術嚴格的生產制造工藝,內部電路采用了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性,平均無故障時間高達30萬h。PLC的使用,使得熱壓機控制系統的可靠性大為提高。
        2 PLC控制系統的設計思路
        首先要滿足設備在生產中的可靠性。因原設備控制部分元件多,控制線復雜,排查故障非常困難,為此,可以考慮熱壓機油缸升降的控制部分采用PLC控制,在滿足要求的情況下,盡量減少輸入點和輸出點,使得整體設備可靠性提高;另外,考慮到設備檢修、保養和對新的板種的試生產,需要在控制線路中加入手動、自動轉換開關;在檢修時,為防止升起的壓板因誤操作發生位移,加裝了保護開關,當開關置于保護狀態,即使發生誤操作,因有電氣互鎖,也不至于使壓板發生下移。基于以上設計思路,根據壓機工作流程,確定了17個輸入點和14個輸出點,共31個點,采用歐姆龍C40P產品(該型產品有24個輸入點,16個輸出點)Ez3。圖1示出膠合板熱壓機的PLC輸人輸出點分配情況。


        結合該系列壓機特點,設計了控制線路,并編制了控制程序;輸入和輸出量編址見表1。


        3工作原理與控制過程
        以快速貼面壓機為例。該系列熱壓機共裝有4個油缸,油缸頂置,液壓油路需用6只電磁閥控制,因設計的熱壓機規格不同,油泵電機的功率從10~22 kW不等,為減小電機起動電流,設計為Y/△起動。膠合板板坯采用小車載入,小車承載部分可單方向運動,小車退出時板坯自動滑落在壓板上。小車驅動電機由變頻器控制,可實現小車快進、慢出。

      圖2為快速貼面膠合板熱壓機工藝流程,圖3為 PLC控制的部分梯形圖。


        控制油缸的電磁閥有6只,其中1只1DT為總進油閥;每2個油缸上部、下部油路各自并聯,分2組,每組各有1只上部進油閥3DT、5DT和1只下部進油閥2DT、4DT,還有一只總回油閥6DT。
        油缸下部進油,柱塞上移;其上部進油,柱塞下移。即當1DT、2DT、4DT工作時,壓板上升,1DT、3DT、5DT工作,壓板下降并加壓;6DT工作時,油缸卸荷。液壓油泵用三相交流異步電動機驅動,為降低起動電流需要降壓,采用Y/△方式起動,轉換時間為2~5 s。油泵工作正常3 s時,壓板上升到位(設上限位開關)后,壓板停止上升;此時裝板小車載板坯快速進入,到達設定位置后,小車卸板坯并開始后退,碰到后退限位開關后停止后退。
        在小車卸板后退的同時,壓板開始下降,當碰到下限位開關后,停止下降,開始保壓并計時,隨著油壓的升高,動、定壓板之間壓力增大,當達到設定上限壓力時,電接點壓力表上限開關斷開,停止加壓。由各組電磁閥自動控制熱壓時所需壓力,實現保壓直到熱壓結束,開始卸荷,3 s后壓板上升。由人工完成卸板。
        為了安全起見,在控制線路中加裝轉換開關,在壓機上升控制電路中要加入保護裝置,當壓板上升到位時,手動合上此開關,檢修設備時不會因誤動作而使動壓板下降傷人。同時,在加壓保壓控制電路中,加入了超壓保護開關,目的是防止油壓達到壓力上限后繼續加壓。若超壓,此開關自動斷開,電磁閥失電關閉,停止加壓。當壓力下降到許可值時,此開關重新閉合,系統控制恢復正常。

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