基于PLC控制的真空壓力浸漆控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電機(jī)、小型變壓器、繼電器、接觸器上都需要用到線圈。這些設(shè)備要求線圈具有一些特殊的性能，比如機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性能、防潮、防腐、耐高溫等，一般在線圈表面加涂漆層以達(dá)到要求。真空壓力浸漆就是在真空加壓狀態(tài)下把漆涂到線圈表面。與一般的浸漆技術(shù)相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于漆膜均勻致密，附著牢固，處理后的線圈絕緣性能較好。
PLC是以微處理器為核心，將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來的一種工業(yè)自動(dòng)控制裝置。本文主要討論三菱公司的FX2N—80系列PLC在真空壓力浸漆設(shè)備控制中的應(yīng)用，以PLC為主控制器實(shí)現(xiàn)真空壓力浸漆全過程的自動(dòng)控制，操作簡單，易于維護(hù)。
由PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成真空壓力浸漆實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用上下位機(jī)主從式結(jié)構(gòu)，PLC作為下位機(jī)完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分站控制;上位機(jī)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、報(bào)警等功能。組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，本文由組態(tài)王6.0設(shè)計(jì)了真空壓力控制浸漆系統(tǒng)的監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。
電機(jī)、小型變壓器、繼電器、接觸器上都需要用到線圈。這些設(shè)備要求線圈具有一些特殊的性能，比如機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性能、防潮、防腐、耐高溫等，一般在線圈表面加涂漆層以達(dá)到要求。真空壓力浸漆設(shè)備就是在真空加壓狀態(tài)下把漆涂到線圈表面的一種設(shè)備。與一般的浸 漆技術(shù)相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于漆膜均勻致密，附著牢固，處理后的線圈絕緣性能較好。PLC具有可靠性高、控制功能強(qiáng)、編程方便、易于使用、工作環(huán)境要求比較低，廣泛用于工業(yè)控制。本文主要討論三菱公司的PLC在真空壓力浸漆設(shè)備控制中的應(yīng)用。
一、真空壓力浸漆控制系統(tǒng)的工藝流程及設(shè)備控制要求
1、真空壓力浸漆的工藝流程
真空壓力浸漆過程的工藝流程如圖所示。
a、儲漆罐抽真空
在儲漆罐大氣閥、浸漆罐真空閥、干燥罐真空閥及通風(fēng)閥關(guān)閉的情況下，儲漆罐真空閥、真空機(jī)組真空閥自動(dòng)打開， 真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)打開，在冷卻水壓達(dá)到0.1MPa以上時(shí)真空機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，開始對儲漆罐抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到1333～4000Pa 后，停止抽真空，儲漆罐真空閥、真空機(jī)組真空閥自動(dòng)關(guān)閉，真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉，真空機(jī)組停止運(yùn)行。保真空1～2h后，開儲漆罐大氣閥， 罐內(nèi)外壓力平衡后，關(guān)儲漆罐大氣閥。
b、儲漆罐加熱(用于北方寒冷地區(qū)，南方不使用此功能)
觸動(dòng)“啟動(dòng)加熱水”按鍵，加熱水管道泵啟動(dòng)，觸動(dòng)“啟動(dòng)攪拌電機(jī)”按鍵，攪拌電機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)漆溫達(dá)到 30～50℃時(shí)停止加熱及攪拌。
c、浸漆罐裝工件
打開浸漆罐的大氣閥，按下“液壓站油泵電機(jī)啟動(dòng)”按鈕，啟動(dòng)液壓站，按下“浸漆罐罐蓋開蓋”按鈕，打開浸漆罐 罐蓋，吊裝工件進(jìn)罐。按下“浸漆罐罐蓋關(guān)蓋”按鈕，將浸漆罐罐蓋關(guān)到位，按下“浸漆罐罐蓋旋緊”按鈕，轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)復(fù)位，按下“液壓站油泵電機(jī)停止”按鈕，停 止液壓站油泵電機(jī)，關(guān)浸漆罐的大氣閥。
d、浸漆罐預(yù)抽真空
在浸漆罐罐蓋關(guān)閉并旋緊、大氣閥、儲漆罐真空閥、干燥罐真空閥及通風(fēng)閥關(guān)閉的情況下，浸漆罐真空閥、真空機(jī)組 真空閥自動(dòng)打開，真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)打開。
在冷卻水壓達(dá)到0.1MPa以上時(shí)真空機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，開始對浸漆罐抽真空。當(dāng)真空度達(dá)到400～600Pa 后，真空機(jī)組自動(dòng)停止運(yùn)行，也可以觸動(dòng)“抽真空停止”按鍵，浸漆罐真空閥、真空機(jī)組真空閥自動(dòng)關(guān)閉，真空機(jī)組水環(huán)泵進(jìn)水閥、進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉，真空機(jī)組停止運(yùn)行，抽真空過程停止。保真空0.25～0.5h。
e、輸漆
開儲漆罐和浸漆罐視孔燈，開儲漆罐大氣閥，按下“輸漆”按鈕，輸漆閥打開，開始輸漆。觀察漆面，當(dāng)?shù)竭_(dá)工藝規(guī)定值后，斷開“輸漆”按鈕，輸漆閥關(guān)閉，停止輸漆，關(guān)視孔燈。
f、壓力浸漆
打開浸漆罐的大氣閥破真空，完畢后關(guān)上浸漆罐的大氣閥。斷開“輸漆”、“回漆”按鈕，使輸漆閥、回漆閥關(guān)閉。 手動(dòng)打開浸漆罐旁邊的加壓閥開始加壓。當(dāng)浸漆罐罐內(nèi)壓力達(dá)到0.3～0.4MPa時(shí)，手動(dòng)關(guān)閉加壓閥。當(dāng)罐內(nèi)壓力下降到一定值后，又手動(dòng)打開浸漆罐旁邊的加壓閥，加壓到0.3～0.4MPa，保壓0.5～1h后，壓力浸漆過程停止。
g、回漆
開儲漆罐和浸漆罐視孔燈，開儲漆罐大氣閥，控制浸漆罐大氣閥使浸漆罐泄壓至0.15～0.2MPa按下“回 漆”按鈕，回漆閥打開開始回漆。觀察漆面變化，當(dāng)漆面接近罐底時(shí)，點(diǎn)動(dòng)“回漆”按鈕2～3次，防止壓縮空氣進(jìn)入儲漆罐。
h、滴漆
打開浸漆罐的大氣閥滴漆，滴干凈后關(guān)閥。觸動(dòng)“排風(fēng)”按鍵，通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥自動(dòng)打開，排風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。按下“液壓站油泵電機(jī)啟動(dòng)”按鈕，啟動(dòng)液壓站。按下“浸漆罐罐蓋旋松”按鈕，轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)至開位，按下“浸漆罐罐蓋開蓋”按鈕，打開浸漆罐罐蓋至10°，繼續(xù)滴漆并排除有害氣體。滴漆干凈后，觸動(dòng)“排風(fēng)停止”按鍵，通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥關(guān)閉，排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。
i、卸工件
打開浸漆罐大氣閥，觸動(dòng)“排風(fēng)”按鍵，通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥自動(dòng)打開，排風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)。按下“浸漆罐罐蓋旋 松”按鈕，轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)至開位，按下“浸漆罐罐蓋開蓋”按鈕，打開浸漆罐罐蓋，吊出工件。按下“浸漆罐罐蓋關(guān)蓋”按鈕，將浸漆罐罐蓋關(guān)到位，按下“浸漆罐罐蓋 旋緊”按鈕，轉(zhuǎn)箍旋轉(zhuǎn)復(fù)位，按下“液壓站油泵電機(jī)停止”按鈕，停止液壓站油泵電機(jī)。觸動(dòng)“排風(fēng)停止”按鍵，通風(fēng)閥、浸漆罐真空閥關(guān)閉，排風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。
j、儲漆罐降溫保存
啟動(dòng)制冷機(jī)組，然后觸動(dòng)“啟動(dòng)攪拌電機(jī)”按鍵，攪拌電機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)漆溫降到要求溫度值后，觸動(dòng)“攪拌停止”按 鍵，停止攪拌，停止制冷機(jī)組。
k、干燥罐固化
啟動(dòng)液壓站，打開干燥罐的大氣閥，打開干燥罐罐蓋，工件吊入罐內(nèi)，關(guān)閉干燥罐罐蓋，關(guān)閉干燥罐的大氣閥，關(guān)閉 液壓站，然后工件在干燥罐里進(jìn)行固化，固化完后，啟動(dòng)液壓站，打開干燥罐的大氣閥，打開干燥罐罐蓋，工件吊出干燥罐，然后再關(guān)閉干燥罐罐蓋，關(guān)閉干燥罐的大氣閥，關(guān)閉液壓站。
二、真空壓力浸漆控制系統(tǒng)的PLC選型和I/O地址分配
從工藝流程可看出真空壓力浸漆控制系統(tǒng)是一個(gè)開關(guān)量順序控制系統(tǒng)，共有輸入信號33點(diǎn)，輸出信號30點(diǎn)。本系 統(tǒng)選用三菱公司的FX2N-80MR整體式PLC。FX2N-80MR控制著整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊的運(yùn)行。同時(shí)FX2N-80MR采用交流 220V供電，并且自帶40個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和40個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全能滿足真空壓力浸漆設(shè)備控制的要求，因此不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量輸入/輸出 模塊。模塊上的輸入端子對應(yīng)的輸入地址是X000～X047，輸出端子對應(yīng)的輸出地址是Y000～Y047。該系統(tǒng)I/O點(diǎn)沒有用完，留有余量，以備系統(tǒng) 擴(kuò)展功能用。I/O地址分配如表所示。
三、真空壓力浸漆系統(tǒng)的PLC控制及程序設(shè)計(jì)
真空壓力浸漆控制系統(tǒng)是一個(gè)開關(guān)量順序控制系統(tǒng)。三菱公司的FX2N系列PLC有兩條步進(jìn)順控指令，并且有大 量的狀態(tài)元件，可用順序控制設(shè)計(jì)法，用SFC語言的順序功能圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程。當(dāng)機(jī)組無故障時(shí)，由PLC控制開機(jī)組，然后儲漆罐抽真空、儲漆罐加 熱、儲漆罐降溫保存、干燥罐固化，完成真空壓力浸漆工藝流程，最后停機(jī)組。如系統(tǒng)在運(yùn)行過程中由于水環(huán)泵過載、冷卻水壓低，整個(gè)系統(tǒng)停止。
四、結(jié)語
真空壓力浸漆設(shè)備采用PLC控制，由用戶程序代替繼電器控制電路，可以靈活方便地通過用戶程序的改變來實(shí)現(xiàn)控制功能的改變，接線簡單，故障點(diǎn)減少，可靠性大大增強(qiáng)。
