J1116型卧式冷室压铸机控制系统的改进

可编程序控制器(Programmable Controller)，简称PLC（或PC），1969年在美国DEC公司出现以来，经过30多年的发展，现已成为一种应用很广泛的新一代工业自动控制装置。除应用在其他领域外，也广泛应用于有色金属加工业，生产铝、镁、锌、铜合金压铸件用的卧式冷室压铸机也不例外，其液压、机械、电气动作均由可编程序控制器控制。 1、 压铸机设备现状 我单位原有某压铸机厂90年代初生产的J1116型卧式冷室压铸机，其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。由于使用年限太长、设备老化，J1116型压铸机曾一度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现象。针对J1116型卧式冷室压铸机存在的上述故障，决定对其电气部分进行全面改造。将PLC控制技术与计算机现场通讯相结合，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。 2、改造后系统配置及选型： 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见表1。 表1 CPM2AE的技术性能指标 3、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铜、铝、锌、镁合金压铸件。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见图1： 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作，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。根据具体压铸工艺的需求本机有三种程序选择。程序表见表2。 表2 J1116型压铸机工作程序表 4、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点分配图见表3： 表3 J1116型压铸机接I/O接口 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。其梯形图见图2： 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。其梯形图见图2：