现代电气控制系统在KOJIMAHSP1000/600油压机上的应用

2010-01-23刘向荣

中国新技术新产品 2010年16期

关键词：油压机人机界面滑块

刘向荣

（陕西重型汽车有限公司车身厂，陕西西安 710200）

现代电气控制系统在KOJIMAHSP1000/600油压机上的应用

刘向荣

（陕西重型汽车有限公司车身厂，陕西西安 710200）

本文介绍了进口日本KOJIMA（小岛公司）HSP1000/600油压机的电气控制系统。着重描述三菱Q系列高性能PLC和CCLINK现场总线的应用、组成结构以及新技术、新元件在现代化数控冲床的核心价值的体现。

PLC；CC-LINK；现场总线；AD/DA模块；远程I/O

1 引言

HSP1000/600双动油压机是陕西重型汽车有限公司2005年购置日本小岛KOJIMA公司的新设备，分内外滑块，可进行内外双动或者联结单动，内滑块输出最大压力1000T，外滑块输出最大压力600T，联结单动后可进行1600T压力输出，可满足各种拉延工艺需求。该设备属于新一代数控冲床，运行压力、加压速度、时间、位移等参数均可在人机界面触摸屏上进行设置和调整，设备操作方便，人工智能性强，拥有自动操作提示和故障自动诊断功能，在使用过程中，故障率低，电气配置先进。

2 HSP1000/600油压机电气控制系统

2.1 PLC

该压力机采用三菱公司新一代高性能Q06HPLC为控制核心，CC-LINK现场总线作为控制链路，包括本地主站1个，远程I/O从站3个，输入模块12个共384点，输出模块10个共320点，另外有以太网模块1个，高速计数单元模块1个，A/D模数转换模块1个，D/A数模转换模块一个。

PLC基板槽体上自左往右安插着触摸屏通讯模块、PLC电源模块、Q06HCPU模块、以太网通讯模块、CC-LINK现场总线模块、AD转换模块、DA转换模块、高速计数模块、输入模块、输出模块。这些基本单元组成了PLC控制中心站，CC-LINK现场总线模块通过专用CC-LINK总线电缆链接到远程3个从站，远程的输入输出I/O信号通过总线全双工的传递到CC-LINK模块再进入CPU进行处理。

2.2 CC-LINK总线

远程I/O模块的使用大大减少了现场设备布线的距离，同时也充分利用了现场总线响应时间快、数据传送量大的优势，元器件信号就近进站，执行器和传感器直接连到自动化系统，信号通过数据总线传送到CPU，这种方式既减少了中间环节也使得控制信号的响应时间达到≤20ms，通讯速率最大为10MB/S。

图2为CC-LINK现场总线的布局图

CC-LINK现场总线的三个远程从站分别位于配电柜内部、操作面板内和上横梁顶部，分别采集及输出油压机电柜内元器件的信号、操作面板控制信号以及机床顶部各类电磁阀、接近开关、压力开关及编码器等器件的动作。各个从站对输入输出信号进行处理，经过现场总线CC-LINK进入PLC主站CPU根据预加载程序进行控制。2.3特殊功能模块

油压机的压力、滑块速度设置并控制输出以及滑块位置的显示需要特殊功能模块，包括AD、DA模块和高速计数模块。

压力的显示功能是通过压力传感器将电压模拟信号输入AD转换模块变为数字信号，再通过PLC程序的计算转换输出到触摸屏来实现的。

压力、速度(流量)的控制功能是根据PLC程序计算结果通过DA模块将数字信号输入放大器单元进行变换为模拟电压信号，控制比例阀和比例泵的力矩电机偏角和比例电磁阀的阀芯转角来实现。

滑块位移的显示是通过绝对值旋转编码器将旋转脉冲信号输入高速计数单元读取累计圈数来实现的。图3为比例阀的控制机理。

3 先进的故障诊断系统

油压机的控制系统较为复杂，液压系统元件的执行都需要电气系统的控制，油压机作业为人工操作，其控制主要是对液压系统的控制，通过电磁阀来实现。其中包含有定位限位、检测等开关量信号，作业工艺较复杂，为了避免故障的频繁出现和降低操作难度，在人机界面上对加工人的树形操作条件、故障提示、I/O点通断的显示、各个从站故障均有显示，对加工人员和设备维护人员的工作难度大大降低。其实质就是将PLC程序中输入输出点和主要控制回路的条件通过人机界面编程软件绘制在触摸屏上，界面各个I/O点的信号与PLC信号同步处理显示。