和利时LM PLC在液压式三辊卷板机上的应用

1 引言
卷板机（Rolling Machine）是对板料进行连续点弯曲的塑形机床，具有卷制O型、U型、多段R等不同的形状。为上调式对称式三辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件，本机种两下辊为主动辊，上辊为从动辊。它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。

适合用于金属板材的弯曲变形，可卷制圆形，弧形和一定范围内的锥形工件，并有板材端部预弯功能，本机型两个下辊为主动辊可水平移动，上辊为从动辊可上下移动，移动方式有机械式和液压式，传动轴均采用万向连轴器连接。
2 设备控制工艺介绍
三辊卷板机有机械式和液压式。液压式三辊对称卷板机主要特点：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，适用于超长规格各种截面形状罐。
液压式三辊卷板机完成卷板动作过程中全部采用液压传动，PLC 输出动作去控制液压气缸动作。上辊位置反馈有编码器计数，计数的数值反映移动的位置。并将相关数据传送到触摸屏上等。上辊的位置精准度取决于编码器的反馈精度和动作气缸的速度。
3 系统设计
液压式三辊卷板机系统一般由以PLC为核心的控制机柜、位置反馈传感器、动作执行机构、液压系统、动力传动装置和触摸屏组成，系统装置如图2-1所示。卷板机控制柜里配置有PLC、相序保护器、跳闸继电器、热继等。每一路输入、输出通道都有与之相对应的指示灯，可以检查某一通道的动作情况，且系统具有在线试验功能。
 

                                                              图  2-1  液压式三辊卷板机系统组成
由于系统对位置精度要求特别高，对计数的精准性有一定的要求，和利时LM3108可以接受单相计数器：3点，100KHz 和两相计数器：2点，100KHz 。所以液压式三辊卷板机采用和利时公司高性价比的LM系列PLC，由于LM3108有24DI和16DO。由CPU模块完成所有输入信号的逻辑处理和输出信号的逻辑控制，从硬件和软件上实现了上辊位置的精确控制，硬件结构如图2-2所示。
 

                                                     图  2-2  液压式三辊卷板机系统硬件结构示意图
以基本配置的液压式三辊卷板机与基于LM3108为列，输入输出信号清单如下：
表  3-1 输入输出信号清单

4 应用特点
基于LM系列PLC的液压式三辊卷板机系统具有如下特点：
 准确性及可靠性
准确性、可靠性是液压式三辊卷板机系统的关键，本系统采用了LM 3108 PLC运行方式，LM配置高性能的工业级处理器，具有纳秒级的处理速度以及大容量的内存，可使液压式三辊卷板机保护逻辑程序准确、快速地执行，这在硬件上也大大保证了系统的高可靠性。确保整套装置在任何情况下，都能正确可靠地实现液压系统跳闸功能。以往装置中重点关注的液压“拒跳”或“误跳”的情况，可在程序设计过程中得到充分合理的处理，这在技术上保证了系统的高可靠性。
 系统功能强
由于LM系列PLC体积小，集成化程度高，运算速度快，逻辑控制容量大，所以整套程序中除了状态报警、遮断停机等常规功能外，还可进行在线试验功能。该功能的作用在于机组正常运行时， 检查压力开关、电磁阀等外围元器件的状态，提高整套装置的自身安全系数。
增加卷板机首出原因记忆功能，帮助运行人员在第一时间知道停机的第一起因，避免了以往或者显示面板上有多项报警指示，分析不出第一起因，或者随着现场情况的瞬息变换，指示灯的熄灭，也找不到第一起因。同时，该功能的存在也为事故追忆系统（SOE）的记录提供了验证手段。该功能可通过程序编写完成，不需要增加任何硬件设备，而且完全应用编程技巧。在没有发生停机条件时，该功能不需要执行，不占用系统监测的时间，使系统的监测、停机功能得到最大程度的实现。
参考文献
[ 1 ]  胡虔生，胡敏强.电机学[M].  中国电力出版社
[ 2 ]  许贤良，王传礼.液压传动系统[M]. 国防工业出版社
[ 3 ]  方承远.工厂电器控制技术[M].机械工业出版社
[ 4 ]  顾战松.可编程控制器原理与应用[M].国防工业出版社