PLC在割草機(jī)試驗(yàn)臺中的應(yīng)用

2013-05-23 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

葉益民來源:中國工控網(wǎng)
關(guān)鍵字:PLC 割草機(jī)試驗(yàn)臺

本文介紹通過PLC對割草機(jī)試驗(yàn)臺進(jìn)行改造。

1、引言

我公司在開發(fā)研制生產(chǎn)割草機(jī)變速器的過程中,為試驗(yàn)割草機(jī)變速器的工況狀態(tài),專為割草機(jī)變速器設(shè)計(jì)生產(chǎn)了試驗(yàn)臺。試驗(yàn)臺能夠模擬變速箱實(shí)際工作狀態(tài),并測量和顯示出其轉(zhuǎn)速、扭矩、振動(dòng)、徑向壓力和箱體溫度等性能參數(shù),經(jīng)系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)處理和綜合分析后生成測試報(bào)表。用戶可以方便地完成各種類型試驗(yàn),并得到相應(yīng)報(bào)表。系統(tǒng)功能齊全,人機(jī)界面良好,操作簡單,抗干擾能力強(qiáng),目前已投入實(shí)際應(yīng)用。該試驗(yàn)臺的離合裝置試驗(yàn)是針對帶有離合機(jī)構(gòu)的變速器而增加的功能,主要用于離合裝置壽命試驗(yàn)。開始設(shè)計(jì)的線路為用JS7時(shí)間繼電器控制線路,控制線路多,接線復(fù)雜,且繼電器長期帶電工作,繼電器觸點(diǎn)易老化,繼電器機(jī)械壽命也不能達(dá)到要求。隨著設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間越來越長,故障點(diǎn)相應(yīng)增加,維護(hù)工作量越來越大,嚴(yán)重影響割草機(jī)試驗(yàn)臺的安全運(yùn)行。為保障試驗(yàn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,需對原繼電控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2、項(xiàng)目的實(shí)施簡介

該項(xiàng)目為適應(yīng)工況要求增加的試驗(yàn)帶離合裝置的割草機(jī)變速器離合壽命試驗(yàn)。試驗(yàn)要求:連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)150小時(shí),離合齒輪嚙合10秒/次,離合齒輪分離5秒/次,即離合周期為15秒。150小時(shí)的離合周期數(shù)為36000次。該試驗(yàn)?zāi)康臑?(1)試驗(yàn)離合彈簧拉力和壽命能否保證36000次離合試驗(yàn);(2)試驗(yàn)割草機(jī)變速箱在加載的條件下變速器的離合齒輪離合及磨損狀況。這兩項(xiàng)達(dá)標(biāo),才能保證離合裝置安全可靠。經(jīng)方案設(shè)計(jì),項(xiàng)目與2004年實(shí)施后,通過輕載試驗(yàn)、加載試驗(yàn)證明試驗(yàn)效果良好。功能齊全、穩(wěn)定可靠,投入試驗(yàn)至今,已取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3、系統(tǒng)組成

割草機(jī)變速器試驗(yàn)臺離合裝置PLC控制系統(tǒng)是以可編程序控制器PLC為核心的控制、執(zhí)行、聲光報(bào)警和一次、二次外圍元件組成。CPM系列PLC在編程環(huán)境等方面,它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能,就是作為小型控制器或在傳感控制器應(yīng)用,也能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場不同的需求。因此我們選用可編程序控制器的型號為CPM2A—20CDR-D。該機(jī)型體積小、可與計(jì)算機(jī)通訊,便于監(jiān)控、調(diào)試和排除故障,豐富和完善了對試驗(yàn)臺的檢修、維護(hù)手段,提高了自動(dòng)化水平。本系統(tǒng)共需5個(gè)輸入點(diǎn)和5個(gè)輸出點(diǎn),PLC電源電壓選用AC220V, 輸入額定電壓為PLC內(nèi)部電源DC24V, 輸出額定電壓為PLC外部電源DC24V,輸出電流為2A/點(diǎn),采用繼電器輸出方式,程序表達(dá)使用梯形圖形式,本系統(tǒng)僅設(shè)置自動(dòng)工作方式。下圖為PLC外部I/O接口(見圖1)和梯形圖(見圖2)。

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圖1 PLC外部I/O接口

4、編程技巧

許多延時(shí)電路和計(jì)數(shù)電路都要按照一定的步驟進(jìn)行,各動(dòng)作間的連鎖和互動(dòng)關(guān)系必然復(fù)雜,如果用一般的邏輯進(jìn)行程序設(shè)計(jì),會(huì)使程序變得冗長和復(fù)雜。用可編程序控制器(PLC)里提供的計(jì)數(shù)器指令,也可完成長延時(shí)電路。不僅編制的程序簡潔、直觀,而且編程方法簡單,容易掌握。下面就本程序的編制方法作簡要說明:

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圖2 離合試驗(yàn)程序梯形圖

該梯形圖中,長延時(shí)電路采用1.0秒時(shí)鐘脈沖和計(jì)數(shù)器CNT000、CNT001、CNT002組成,分別為秒計(jì)時(shí)、分計(jì)時(shí)、和小時(shí)計(jì)時(shí),小時(shí)數(shù)設(shè)定為150小時(shí)。齒輪離合時(shí)間控制有TIM003、TIM004組成,采用聯(lián)鎖方式,離合周期為15S/T,實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合時(shí)間10秒和分離時(shí)間5秒的互換。動(dòng)作原理:運(yùn)行條件鈕子開關(guān)閉合,按起動(dòng)按鈕,運(yùn)行指示燈亮,長延時(shí)電路開始計(jì)時(shí),實(shí)現(xiàn)秒、分、小時(shí)計(jì)數(shù);同時(shí)TIM003、TIM004輪流10S、5S定時(shí)交替工作,實(shí)現(xiàn)齒輪離合,離合計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù),以便試驗(yàn)人員監(jiān)視離合次數(shù)。齒輪離合電磁鐵開始通電、斷電工作,由電磁鐵拉動(dòng)彈簧使離合齒輪離合。試驗(yàn)過程中如主電機(jī)停轉(zhuǎn)或冷卻水壓低,報(bào)警指示燈亮,提醒試驗(yàn)人員排除故障,故障排除后,按報(bào)警接除按鈕,報(bào)警指示燈滅。試驗(yàn)時(shí)間到即開機(jī)150小時(shí)(或計(jì)數(shù)器顯示36000次),1002試驗(yàn)時(shí)間到指示燈亮,運(yùn)行停止。運(yùn)行條件鈕子開關(guān)置關(guān)?？蛇M(jìn)行下一次試驗(yàn)。PLC控制接線圖見圖3。

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圖3 PLC控制接線圖

5、安裝和使用注意事項(xiàng)

安裝和調(diào)試、使用時(shí),一定要注意水壓繼電器的工作情況。因?yàn)槲覀兊募虞d試驗(yàn)使用了磁粉制動(dòng)器。磁粉制動(dòng)器是根據(jù)電磁原理和利用磁粉傳遞轉(zhuǎn)矩的,它具有激磁電流和傳遞轉(zhuǎn)矩基本成線性關(guān)系,在同滑差無關(guān)的情況下能夠傳遞一定的轉(zhuǎn)矩,響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。由于電磁作用,長時(shí)間運(yùn)行會(huì)使磁粉制動(dòng)器表面溫度升高,所以必須通入冷卻水冷卻,磁粉離合器運(yùn)轉(zhuǎn)后即通水(水壓不大于1.5/cm2)冷卻,使其表面溫度不得超過80℃。使用過程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)管道堵塞、冷卻水壓低,造成報(bào)警指示燈LD2亮,應(yīng)著重檢查冷卻水水壓,或定期用除垢劑清除磁粉制動(dòng)器內(nèi)結(jié)垢的冷卻管路。

6、結(jié)束語

割草機(jī)變速器試驗(yàn)臺離合裝置改造兩年來,運(yùn)行非常穩(wěn)定、軟件設(shè)計(jì)合理、操作簡便易行,并由醒目的輸入、輸出指示,計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確,自動(dòng)化程度高。經(jīng)該試驗(yàn)臺試驗(yàn)出廠的變速器產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量都有很大提高。

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