欧姆龙PLC在J1116型卧式冷室压铸机的应用

1 引言：
　　无论国内或国外，可编程序控制器(Programmable Logic Controller)已成为工业控制领域中最主要的自动化装置之一。它代表了当前电气程序控制技术的世界先进水平。传统的继电器接触式控制正在逐渐退出工业控制领域市场。我单位主要的设备之一卧式冷室压铸机也不例外，其电气系统均由可编程序控制器（PLC）控制的。
　　2 问题的提出：
　　我单位原由某压铸机厂生产的J1116型卧式冷室压铸机。系采用从日本光洋电子工业株式会社引进的SR—20可编程序控制器。使用PC软件直接控制主机工作。设备进厂伊始，曾表现一定的稳定性和灵活性。但历经十年余的风雨沧桑。现在J1116型压铸机存在着电气过障率较高，且出现故障后难以查找，诸如：有时机床没有开型动作，电子尺记数误差大，集中润滑系统程序控制不太合理等等现象。针对3#J1116型卧式冷室压铸机的具体情况，决定对其电气部分进行全面改造的方案。将PLC控制技术与现场总线技术想结合，全面提高压铸机的自动化程度，使其性能更可靠更安全的运行。
　　3 系统配置及选型：
　　根据压铸机的过程控制系统特点的需求，和PLC输入，输出端子数的分配情况，以及可编程序控制器的性能价格比的综合因素考虑。首选的PLC型号为CPM2AE—60CDR—A。它具有价格低廉，结构紧凑的特性之外，还具有同步控制，高速处理包括50ms的快速响应输入，更短的扫描周期（0.64ms/LD）和1ms的定时器，高速计数器，这在很大程度上提高了压铸机的生产效率。而RS232端口能方便地连接可编程终端，确认操作环境和调试时能实现可视化。此外它还具有时钟（RTC）型，Compobus/s，I/O链接功能，PID功能，模拟量控制功能（MAD模块提供），温度控制功能（TS模块提供）等等。CPM2AE的具体技术性能指标如下所示。
　　

　　

　　4 卧式冷室压铸机的工艺和程序流程图：
　　J1116型卧式冷室压铸机适用于压铸铝，锌，镁等中小型铸件。主要由机身，合型，压射，液压，电气，冷却和润滑等部分组成。压铸机最基本的工艺流程图如下示：
　　

　　本机具有手动调整和联动两种工作制。前者即机器的每一动作，都需要操纵箱上的开关进行操，一般用于压铸机的试车和调整，不宜于正常生产。而后者是一种半自动程序控制工作，直接用于压铸机的正常生产。但是根据具体压铸工艺的需求本机有三种程序选择。
　　

　　

　　5 实施方案及问题的解决：
　　由于欧姆龙CPM2AE型PLC的I/O定义号分配（十二进制）与光洋SR—20型PLC I/O定义号分配（八进制）不同，且因原SR—20型PLC输入端口为38点，现选欧姆龙PLC输入端口是36点，故将原调整模具开度大小的4个输入接点和2个输出接点删除不用。以节省I/O点数，且能很好地满足压铸机正常工作的要求。由于输入/输出参数较多，故其硬件图省略。新的I/O点分配图如下示：
　　

　　

　　利用OMRON 3.1软件版本程序将新的梯形图写入。通过上位PC机监控，及调试程序。再把新的压铸机程序灌入OMRON可编程序控制器RAM区。而PLC的外围线路及配电柜内其他线路重新布线。完成后实验、调试效果理想。针对以前电气故障问题所做的软硬件具体改动部分如下：
　　（1）开档调节机构：它是为了满足不同模具压型厚度的需要而设置的，该机构是由电机，减速器齿轮副及拉杠螺母等组成。而先前是利用PLC程序控制的。通过分析认为，完全可通过利用一般的电动机正反转控制线路，即可实现此功能，另外也可节省I/O点数，以满足系统配置的需求。
　　（2）润滑系统：压铸机是采用集中润滑系统来实现机床的润滑。它是由润滑油泵，经过分配器分送至各润滑点。它对保养机床，延长其机械寿命有着至关重要的作用。有两种润滑方式：手动润滑和自动润滑。通过分析认为原J1116压铸机程序中自动润滑次数和时间设置的不合理，是导致压铸机机械各部分磨埙严重的重要原因之一。现程序设定为机器每循环20次，实现一次润滑，时间为40s。通过实验及生产，可完全达到要求，且润滑效果明显。其梯形图程序如下：
　　

　　（3）增设了模拟屏显示功能。通过发光二极管和PLC输入，输出相联的原理。主要反映机器工作时主要部位的电磁阀和接近开关的动作情况，使操作者更能直观地了解机器的运行状态。也使电气维修人员方便地判断一般故障所在，从而提高了压铸机自动化的操作水平，使操作更加人性化和简约化。
　　6 结束语：
　　通过对上海J1116型压铸机PLC电气控制系统的全面改造，从今年三月份完成至今，经过在线实践运行，证明达到了机床控制要求，线路简单，操作更加灵活方便，运行稳定可靠，原有电气故障不复存在，改造系统的性能价格比优越，对同类设备的技术改造有着较高的推广应用价值

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