常嫦

（太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024）

80MN热模锻压机电气控制系统设计

常嫦

（太原重工股份有限公司 技术中心，山西 太原 030024）

本文介绍了80MN热模锻压机电气控制系统的结构组成、电气调试以及应用经验。

热模锻压机；电气控制；调试；一次成型

热模锻压机是金属热成形的主要设备品种之一。近年来，由于其智能化、网络化、高精度、大吨位、全程数据跟踪等特点，在市场上占据了一席之地。由我公司为某合金轮毂企业研发生产的80MN热模锻压机，具有控制精度高、上下料衔接快速、一次成型等特点，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

本压机由压机本体、液压传动与控制系统、自动检测、控制装置和电气控制系统组成。

1 电气控制系统描述

本压机的电气控制系统采用人机界面MP370和工业可编程序控制器进行控制，控制器为当前先进的西门子S7－400，具有运算速度快、检测实时性强、指令功能丰富、可靠性高等特点，有效保证了对压机生产过程的控制。电气控制网络为Profibus－DP和工业以太网。

电气控制包含硬件系统和软件系统，硬件系统包括人机界面HMI、下位机、人机接口、传感器和执行元件；软件系统包括基于winCCflexible的HMI软件和基于PLC运行软件STEP 7的程序软件。

利用WinCCflexible软件做成HMI人机界面，可以实时显示压机的工作状态、各液压管路的信号状态、各传感器的信号状态，可以设定坯料数据、实时输出生产数据。本HMI人机界面集设备监控、故障诊断于一身，为压机生产、管理提供服务，可以存储生产数据。

下位机PLC主站采用西门子S7－400，S7－400是具有中高档性能的PLC，采用模块化无风扇设计，适用于对可靠性要求极高的大型复杂控制系统，具有强大的扩展能力和诊断功能。从站采用了WAGO的现场I/O系统。此现场I/O模块具有体积小、组态方便、灵巧耐用等特点，网络拓扑图如图1所示。

图1 80MN热模锻压机电气控制网络

计算机－PLC系统的协调工作，完全实现了对热模锻压机机组工作过程的在线智能管理和控制。本系统在设备控制、工艺过程控制方面以性能参数为目标，以电液配合控制为手段，使压机在轮毂一次性成形的工艺过程中发挥了优势，且其工作周期短，压力稳定，使产品产量和质量都得以保证。

1.1 压机位置控制

热模锻压机的位置控制选用磁滞式位移传感器，SSI接口，位置信号输入PLC实现位置控制，一个传感器上两个磁环，可同时采集两个梁的位置信号。其余重要位置采用限位开关、接近开关检测发讯，并且保护位置要做好机械限位。

1.2 压机速度控制

压力控制采用压力传感器送入PLC完成压力显示、控制及保护。通过PLC控制液压阀门开关的数量及比例阀和比例泵的流量，实现压力和位置的协调、速度的调节。

1.3 过程控制

压机工作方式有手动、半自动和自动三种，可以在不同工况下进行选择。设置状态为非生产模式，无连锁、无快速。手动工作方式下，各机构为双手操作。半自动工作方式下，满足初始条件后按启动按钮完成一次工作循环，在生产过程中，如需中断工作则按中断按钮，处理情况完毕后可中断恢复继续生产。全自动工作方式下，上下料机器人、坯料上下游处理设备的连锁条件满足后则可进行不间断循环生产，形成非常有效的配合。

2 电气设备组成描述

本压机的供电电源为三相五线制，AC220V/ DC24V，电压波动范围±10%，最大装机容量约为800kW。①总电源柜。负责对整机的动力电源供给和保护，能够实现与车间电源隔离，并为压机提供各种控制所需的电源；②传动柜。传动柜中装有各级别拖动设备的电气控制启动回路和保护装置，大于75kW的电动机采用星角启动降低冲击，其余小电机直接启动；③PLC控制柜。PLC控制柜中安装可编程控制器的CPU、网络交换机、部分I/O模块、直流稳压电源等用于PLC系统的配电和控制；④操作台。压机设有可旋转操作台，人机界面安装于此操作台上，操作台就近安装于设备正面，方便观察和操作；⑤控制箱。压机在设备各液压站和信号元件附近安装几个微型控制箱，箱内装有网络适配器和I/O模块，用于反馈信号的采集和动作指令的执行；⑥接线盒。压机设有两种不风规格的接线盒，对每个电气元件的接线进行就近安装接线，保护元件的电气接线。

3 压机调试

设备安装结束后，按照试车的有关标准、大纲、技术文件和图纸规定，对设备进行逐项参数的测试，对其主要技术参数、运行精度、速度、行程和位置，以及设备的控制和安全连锁要求进行测试和记录。在各项检验和试验中，如发现异常，应及时中止测试并进行有效的调整和处置，消除异常后方可继续调试。在重复实验各参数并确认合格后进行设备试生产，由生产轮毂的过程、周期和产品质量确认此设备的功能完好并交付用户。

4 总结

80MN热模锻压机的设计和投产，实现了金属合金轮毂的一次性成形，并且在生产过程中起动平稳、控制精度高、生产周期短，对提高合金轮毂的产量和质量保证起到非常重要的作用，也为公司此类产品的市场开拓起到示范作用。

[1]薛春兰.80MN热模锻压机轮毂生产线的网络控制系统[J].锻造与冲压，2009，（8）.

[2]赵德龙，娜仁莎.80MN热模锻压力机控制系统设计[J].电子技术与软件工程，2015，（5）.

[3]魏 军.金属挤压机[M].北京：化学工业出版社，2006.

[4]王 磊.新25MN电极挤压机电气系统设计与调试[J].一重技术，2001，（4）.

Electric control of 80MN hot die forging press

CHANG Chang
（Technical Center,Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan 030024,Shanxi China）

The structure and electric debugging of electric control system for 80MN hot die forging press have been introduced in the text,as well as the application experience.

Hot die forging press;Electric control;One-time forming

TG315.5+1

B

10.16316/j.issn.1672－0121.2016.04.007

1672－0121（2016）04－0023－02

2016－03－17；

2016－05－12

常 嫦（1983－），女，工程师，从事锻压设备电气设计。E－mail：171238811＠qq.com