Automatyczne sterowanie maszyny hydraulicznej za pomocą

PLC

Abstrakcyjny

  W większości branż automatyzacja ma być realizowana w wielu dziedzinach w celu skrócenia czasu przetwarzania i siły roboczej. Projekt ten wdraża technikę automatyzacji, która przeprowadza proces automatyzacji hydraulicznej maszyny prasującej za pomocą PLC (programowalny sterownik logiczny). Obecnie do montażu i demontażu części silnikowych służy półautomatyczna maszyna hydrauliczna. Tutaj wysokie ciśnienie jest podawane dla wszystkich obiektów podczas procesu. Z powodu tego samego poziomu ciśnienia wystąpią wysokie uszkodzenia. W tej pracy projektowej proponuje się automatyczne sterowanie maszyną hydrauliczną za pomocą programowalnego sterownika logicznego (PLC). Wyłącznik krańcowy jest połączony z jednostką sterującą PLC. Ten wyłącznik krańcowy służy do sterowania ruchem elektromagnesu w górę iw dół elektromagnesu. Dzięki temu automatycznemu systemowi sterowania części silnika zostaną usunięte bez uszkodzeń. Słowa kluczowe: PLC, układ hydrauliczny

I. WSTĘP

  Automatyzacja jest jednym z procesów rozwojowych w dzisiejszym scenariuszu. Można to zrobić w branżach, w których w dziedzinie ochrony zaangażowanych jest więcej prac. To powoduje popyt na pracę, a także pewne straty produkcyjne. W celu zarządzania powyższymi problemami wprowadzono PLC, w którym wiele wejść można przetwarzać za pomocą pojedynczych wyjść. We wcześniejszych dniach PLC był używany do sterowania maszyn poprzez naciśnięcie przełącznika, ale dzisiaj HMI jest używany do zmniejszenia liczby portów. Do połączenia programu używa się kabla RS232, kodowanego zgodnie z potrzebami. Specyfikacja ogranicza również pracę i porty we / wy. Może działać na różnych urządzeniach, programując logikę drabinkową w oparciu o limit czasowy. PLC może być w stanie programować od małych obwodów do skomplikowanych obwodów za pomocą logiki drabinkowej. W tej metodzie analizy omówiono istniejącą metodę i przeanalizowano, jak przezwyciężyć tę wadę. Proponowana metoda pokonuje wadę istniejącej metody. Półautomatyczna maszyna używana jest w pompach CRI do demontażu części silnika. Ciśnienie jest wysokie dla wszystkich obiektów. Z powodu wysokiego ciśnienia powstają uszkodzenia podczas zdejmowania części. Jest to system istniejący w pompach CRI.

Maszyna hydrauliczna służy do montażu i demontażu części silnika. To jest półautomatyczna maszyna. Ruch solenoidu dla celów montażu i demontażu jest na tym samym poziomie. Tak więc poziom ciśnienia jest taki sam. Silnik uruchamia się, naciskając przełącznik. Następnie przycisk w dół musi naciskać w dół solenoidu. Do ruchu w górę przycisk w górę musi nacisnąć. Prędkość elektromagnesu nie może kontrolować. Prędkość elektromagnesu jest kontrolowana przez kontrolowanie prędkości silnika, a także prędkości płynu hydraulicznego. Jest to działanie maszyny hydraulicznej.

  Automatyczna kontrola maszyny hydraulicznej jest zakończona. Blokowanie pomiędzy przyciskiem w górę i w dół wykonuje się w celu wykonania jednej operacji. Wyłącznik krańcowy służy do kontrolowania ruchu solenoidu maszyny hydraulicznej w górę i w dół i czekania na czas. Kabel RS232 służy do połączenia programu ze sterownikiem PLC za pomocą odpowiedniego kodowania. W tej technice czas opóźnienia konwersji jednej na inną wartość można zmienić w dowolnym momencie, kodując wartość opóźnienia czasowego w sekundach lub milisekundach. Jest on uniwersalny i przyjazny dla użytkownika we wszystkich aplikacjach. Zmniejsza liczbę portów używanych w PLC dla istniejącego wyjścia.

II. SYSTEM HYDRAULICZNY

  Podkładki hydrauliczne są stosowane zarówno na prasach mechanicznych, jak i hydraulicznych. Mają wiele zalet w porównaniu z poduszką powietrzną. Należą do nich: 1) Znacznie większe siły mogą być uzyskane w tej samej przestrzeni łóżka prasy. 2) Czasowe blokowanie poduszki lub opóźnienie powrotu: ta funkcja służy do unikania deformacji części podczas otwierania prasy. 3) Zdolność do kontrolowania chwilowego ciśnienia poduszki przy pomocy zaworu serwo. Ta funkcja może być wykorzystana do optymalizacji siły pustego uchwytu podczas operacji głębokiego tłoczenia. Kontrolując ciśnienie poduszki ciśnieniowej w układzie hydraulicznym za pomocą serwomotoru, można osiągnąć optymalizację siły półwyrobu. Zazwyczaj nacisk poduszek dyszowych uruchamianych powietrzem wzrasta o 10% lub więcej między początkowym kontaktem a końcem ruchu. Wzrost ciśnienia do 40% jest typowy dla samodzielnych butli z azotem i niektórych systemów kolektorowych. Ruch metalu na pustym uchwycie może być poważnie opóźniony na końcu cyklu formowania przez ten wzrost ciśnienia. Wynik może być niepowodzeniem z powodu złamań. Programowalna hydrauliczna poduszka matrycowa może zoptymalizować siły chwytaka pustego przez sekwencję formowania.

III. PROPONOWANA METODA

  W maszynie hydraulicznej płyn hydrauliczny podawany jest w cylindrach hydraulicznych i staje się pod ciśnieniem zgodnie z obecną rezystancją. Płyn jest sterowany automatycznie przez zawory regulacyjne i rozprowadzany przez węże i rury. Popularność maszyn hydraulicznych wynika z bardzo dużej ilości mocy, którą można przenosić przez małe rurki i elastyczne węże, oraz wysoką gęstość mocy i szeroki zakres siłowników, które mogą korzystać z tej mocy. Maszyny hydrauliczne obsługiwane są za pomocą hydrauliki, w której cieczą jest medium zasilające.

A.Principle:

  Prawo Pascala stanowi, że "Ciśnienie zastosowane do jakiejkolwiek części zamkniętego płynu przepływa do każdej innej części bez utraty. Ciśnienie działa z jednakową siłą na wszystkie równe obszary ścianek ograniczających i prostopadle do ścian ". Jest to podstawowa zasada dla każdego układu hydraulicznego.

B.Operacja:

  Ponieważ prasa hydrauliczna działa na podstawie Prawa Pascala, jej działanie jest podobne do pracy układu hydraulicznego. Prasa hydrauliczna składa się z podstawowych komponentów stosowanych w układzie hydraulicznym, który obejmuje Cylinder, tłoki, przewody hydrauliczne itp. Praca tej prasy jest bardzo prosta. System składa się z dwóch cylindrów, płyn (zwykle olej) jest wlewany cylinder o małej średnicy. Ten cylinder jest znany jako cylinder niewolnika. Tłok w tym cylindrze jest popychany w taki sposób, że spręża on płyn, który przepływa przez rurę do większego cylindra.

C. Budowa maszyny hydraulicznej:

  Większy cylinder jest znany jako cylinder główny. Nacisk wywierany jest na większy cylinder, a tłok w cylindrze głównym przesuwa płyn z powrotem do pierwotnego cylindra. Siła wywierana na płyny przez mniejszy cylinder skutkuje większą siłą po wciśnięciu do cylindra głównego. Prasa hydrauliczna jest najczęściej wykorzystywana do celów przemysłowych, gdzie wymagany jest duży nacisk w celu sprasowania metali w cienkie arkusze. W przemysłowej prasie hydraulicznej materiał jest obrabiany za pomocą płytek prasujących w celu zmiażdżenia lub przebicia materiału w cienki arkusz. Jest to działanie maszyny hydraulicznej.

D. Prasy hydrauliczne:

  Prasy hydrauliczne są potężną klasą obrabiarek; czerpią energię dostarczaną przez ciśnienie hydrauliczne. Ciśnienie płynu w danej komorze można zwiększyć lub zmniejszyć za pomocą pomp i zaworów. Czasami można użyć urządzeń i systemów w celu zwiększenia wydajności pomp w mocniejszych prasach. Prasy te mogą działać na duże odległości i ze stałą prędkością. Prasy hydrauliczne są generalnie wolniejsze w porównaniu z innymi typami pras. To wymaga dłuższego kontaktu z pracą; w związku z tym chłodzenie pracy może stanowić problem podczas formowania na gorąco części za pomocą siły hydraulicznej. Prasy hydrauliczne mogą być najmocniejszą klasą pras. Niektóre mogą być tak duże jak budynki i mogą dostarczać niesamowitą presję. Największe prasy hydrauliczne są w stanie przyłożyć 75 000 ton (150 000 000 funtów) siły. Przedstawiona prasa hydrauliczna służy do produkcji odkuwek metalowych.

  Wyciskanie jest również bardzo powszechnym zastosowaniem dla takiej prasy, chociaż wytłaczanie często wykonuje się w poziomie. Podstawowe zasady działania prasy hydraulicznej są proste i polegają na różnicach w ciśnieniu płynu. Płyn pompowany jest do cylindra poniżej tłoka, co powoduje wzrost ciśnienia płynu pod tłokiem. Jednocześnie płyn jest wypompowywany z górnego kanału, powodując spadek ciśnienia płynu nad tłokiem. Wyższe ciśnienie płynu poniżej tłoka niż płyn powyżej powoduje wzrost tłoka. W następnym etapie płyn jest wypompowywany spod tłoka, powodując spadek ciśnienia pod tłokiem. Jednocześnie płyn jest pompowany do cylindra od góry, co zwiększa ciśnienie płynu nad tłokiem. Wyższe ciśnienie płynu nad tłokiem, niż znajdujący się pod nim płyn, przesuwa tłok w dół.

E.Hydrauliczne prędkości prasy:

  Większość użytkowników prasy jest przyzwyczajona do opisywania prędkości prasy w kategoriach skoków na minutę. Prędkość jest łatwo określana za pomocą prasy mechanicznej. Jest zawsze częścią specyfikacji maszyny. Liczbę uderzeń na minutę wykonaną przez prasę hydrauliczną określa się, obliczając oddzielny czas dla każdej fazy suwu tłoka. Najpierw obliczany jest szybki czas wyprzedzenia.

F. Sceny prasy hydraulicznej:

  Następnie określa się czas prasowania lub skok roboczy. W przypadku użycia czasu, który jest również dodawany. Wreszcie czas powrotu powrotu jest dodawany w celu określenia całkowitego czasu cyklu.

  Czas opóźnienia reakcji zaworu hydraulicznego jest również czynnikiem, który należy uwzględnić w celu dokładnego obliczenia całkowitego czasu. Czynniki te są obliczane w celu ustalenia teoretycznych wskaźników produkcji podczas oceny nowego procesu. W przypadku zadań, które są w użyciu, wystarczające jest mierzenie szybkości cyklu za pomocą stopera. Większość pras hydraulicznych nie jest uważana za maszyny o wysokiej prędkości. W trybie automatycznym prasy hydrauliczne pracują w zakresie od 20 do 100 skoków na minutę lub więcej. Prędkości te są zwykle wystarczające do pracy ręcznej. Uzyskane szybkości szybkości produkcji są porównywalne z prędkościami wykorzystywanymi w prasach mechanicznych OBI i OBS używanych w pojedynczym uderzeniu. W tym przypadku nie ma potrzeby dodatkowego zużycia sprzęgła i hamulca w przypadku maszyny hydraulicznej.

IV. PROPONOWANA KONTROLA SYSTEMU ZA POMOCĄ PLC

  PLC jest nazywany programowalnym kontrolerem logicznym. Jest to komputer cyfrowy służący do automatyzacji typowo przemysłowych procesów elektromechanicznych, takich jak sterowanie maszynami na liniach montażowych fabryki, przejażdżki rozrywkowe. Jest stosowany w wielu gałęziach przemysłu. Osiem wejść i cztery wyjścia są używane w proponowanym systemie. Blokada między wyłącznikiem krańcowym jest podana dla ciągłego ruchu maszyny. W tym automatycznym procesie sterowania silnik jest uruchamiany przez naciśnięcie przycisku start. Podczas uruchamiania silnika solenoid znajduje się zawsze w górnym położeniu. Za pomocą działania kontrolera solenoid zaczyna poruszać się w dół. Ruch elektrozaworu sterowany jest przez wyłączniki krańcowe, które są połączone z jednostką sterującą PLC, otwierają i zamykają styki. Po zakończeniu procesu montażu lub demontażu silnik zostaje wyłączony. To jest działanie systemu. Gdy solenoid osiągnie określone położenie, wyłącznik krańcowy otwiera styk. Po zdjęciu łożyska silnika z wału wyłącznik krańcowy zamknął styk. Teraz solenoid porusza się w górę. Jest to ciągły proces, który następuje automatycznie. Wyłącznik krańcowy steruje ruchem elektromagnesu poprzez otwarcie i zamknięcie.

A. Diagram blokowy proponowanego systemu:

  Schemat blokowy jest pokazany dla proponowanego systemu. Aby zapewnić prawidłową i wydajną pracę prasy, konieczne jest utrzymanie ciśnienia w cylindrze jako stałej, co pomaga w płynnym przepływie ciśnienia w cylindrze hydraulicznym. Jego może być za pomocą PLC. Automatyczne sterowanie maszyny hydraulicznej odbywa się poprzez PLC. Zablokowanie pomiędzy przyciskiem w górę i w dół. Wyłącznik krańcowy służy do sterowania ruchem w górę i w dół solenoidu maszyny hydraulicznej i czekania na czas. W trybie ręcznym przycisk jest WŁĄCZONY i pozostaje taki sam do momentu zakończenia operacji. Silnik w maszynie hydraulicznej pracuje do momentu zatrzymania lub stanu awaryjnego.

B.Programowalne sterowniki logiczne (PLC) wykorzystujące układ drabinkowy:

  Przed pojawieniem się układów logicznych półprzewodnikowych, logiczne układy sterowania zostały zaprojektowane i zbudowane wyłącznie wokół przekaźników elektromechanicznych. Przekaźniki dalekie są od przestarzałości w nowoczesnym designie, ale zostały zastąpione w wielu z nichodgrywa rolę urządzeń sterujących na poziomie logiki, najczęściej zdegradowanych do aplikacji wymagających przełączania wysokiego i / lub wysokiego napięcia.

  Systemy i procesy wymagające sterowania "on / off" obfitują w nowoczesny handel i przemysł, ale takie systemy sterowania rzadko budowane są z przekaźników elektromechanicznych lub dyskretnych bramek logicznych. Zamiast tego komputery cyfrowe wypełniają potrzebę,które mogą być zaprogramowane do wykonywania różnych funkcji logicznych. Pod koniec lat sześćdziesiątych amerykańska firma Bedford Associates wypuściła urządzenie komputerowe, które nazwali MODICON. Jako akronim oznaczało to Modular Digital Controller, orazpóźniej stała się nazwą działu firmy zajmującego się projektowaniem, produkcją i sprzedażą tych specjalnych komputerów sterujących. Inne firmy inżynieryjne opracowały własne wersje tego urządzenia i ostatecznie stały się znanew niezastrzeżony sposób jako PLC lub programowalny kontroler logiczny. Zadaniem sterownika PLC było bezpośrednie zastąpienie przekaźników elektromechanicznych jako elementów logicznych, zamiast tego zastąpienie półprzewodnikowego komputera cyfrowego z zapamiętanym programem,emulować połączenie wielu przekaźników w celu wykonania określonych zadań logicznych. Sterownik PLC ma wiele terminali "wejściowych", dzięki którym interpretuje "wysoki" i "niski" stan logiczny z czujników i przełączników. Ma również wiele wynikówZaciski, przez które wyprowadzane są sygnały "wysoki" i "niski" do lampek zasilania, solenoidów, styczników, małych silników i innych urządzeń, które umożliwiają sterowanie włączaniem / wyłączaniem. Starając się, aby sterowniki PLC były łatwe do zaprogramowania, ich programowaniejęzyk został zaprojektowany tak, aby przypominał schematy drabinkowe. Tak więc, elektryk przemysłowy lub inżynier elektryk przyzwyczajony do czytania schematów drabinkowych logicznych czułby się komfortowo programując PLC, aby wykonywał te same funkcje kontrolne.

  Sterowniki PLC są komputerami przemysłowymi i jako takie ich sygnały wejściowe i wyjściowe mają zwykle napięcie 120 V, podobnie jak elektromechaniczne przekaźniki sterujące, które zostały zaprojektowane w celu zastąpienia. Chociaż niektóre sterowniki PLC mają możliwość wprowadzania i wyprowadzanianiskonapięciowe sygnały napięcia stałego o wielkości stosowanej w obwodach logicznych, jest to wyjątek, a nie reguła.

  Połączenia sygnałów i standardy programowania różnią się nieco pomiędzy różnymi modelami PLC, ale są na tyle podobne, aby umożliwić "ogólne" wprowadzenie do programowania PLC tutaj. Poniższa ilustracja przedstawia prosty sterownik PLC, jako takimoże pojawić się z widoku z przodu. Dwa zaciski śrubowe umożliwiają podłączenie 120-woltowego prądu zmiennego do zasilania wewnętrznego obwodu sterownika PLC, oznaczonego jako L1 i L2. Sześć zacisków śrubowych po lewej stronie zapewnia połączenie z urządzeniami wejściowymi, każdyterminal reprezentujący inny wejściowy "kanał" z własną etykietą "X". Dolny lewy zacisk śrubowy jest połączeniem "wspólnym", który jest zwykle podłączony do L2 (neutralny) źródła zasilania 120 VAC.

C.Limitations i następcy języków:

  Zapis notacji najlepiej nadaje się do kontrolowania problemów, w których wymagane są tylko zmienne binarne, a głównym problemem kontrolnym jest blokowanie i sekwencjonowanie binarne. Jak wszystkie równoległe języki programowania, kolejność rzęduoperacje mogą być nieokreślone lub niejasne; warunki wyścigu logicznego są możliwe, co może przynieść nieoczekiwane rezultaty. Złożone szczeble najlepiej podzielić na kilka prostszych kroków, aby uniknąć tego problemu. Niektórzy producenci unikają tego problemu przezjednoznaczne i całkowite zdefiniowanie kolejności wykonywania szczebla, jednak programiści mogą nadal mieć problemy z pełnym zrozumieniem wynikowej złożonej semantyki. Ilości analogowe i operacje arytmetyczne są niezdarne do wyrażenia na drabinielogiki i każdy producent ma różne sposoby rozszerzania notacji dla tych problemów. Zwykle jest ograniczona obsługa tablic i pętli, co często powoduje duplikowanie kodu w celu wyrażenia spraw, które w innych językach byłyby możliwewezwanie do użycia zmiennych indeksowanych, ponieważ mikroprocesory stały się silniejsze, notacje, takie jak sekwencyjne wykresy funkcyjne i diagramy bloków funkcyjnych, mogą zastąpić logikę drabinkową w niektórych ograniczonych zastosowaniach. Niektóre nowsze sterowniki PLC mogą mieć wszystkolub część programowania realizowana w dialekcie przypominającym BASIC, C lub inny język programowania z powiązaniami odpowiednimi dla środowiska aplikacji w czasie rzeczywistym.

V. WNIOSEK

  Proponowany system zapewnia automatyczną i półautomatyczną kontrolę maszyny hydraulicznej. Prasy są kontrolowane, a demontaż części odbywa się bez żadnego uszkodzenia. Zmniejsza się zużycie czasu i moc człowieka. CzasOpóźnienie można wykonać zgodnie z warunkami obciążenia. Ten proces może być również wykorzystany do obróbki części silnika. Ten proces może być skutecznie stosowany w każdej branży automatyzacji. Prześwit obiektu po demontażu jest taki sam.