鋁擠壓技術(shù)、擠壓設(shè)備已經(jīng)有近100年的發(fā)展歷程了，出現(xiàn)了德國的西馬克(SMS)，德馬克(DEMAG)，日本的宇部興業(yè)(UBE)，美國的沙頓(SUTTON)，法國的克萊希姆(CLECIM)等知名公司。我國企業(yè)的發(fā)展也令人矚目．出現(xiàn)了太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司(簡稱太重)，沈陽重型機(jī)器廠，上海重型機(jī)械廠，西安重型機(jī)械研究所等，對(duì)擠壓機(jī)的發(fā)展和進(jìn)步都起了重要的推動(dòng)作用。本文主要介紹了27MN的鋁擠壓機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，控制采用西門子S7—400系列PLC。

1 主要控制對(duì)象

　　27MN臥式單動(dòng)短行程前上料鋁擠壓機(jī)采用臥式三梁四柱預(yù)應(yīng)力組合框架結(jié)構(gòu)，短行程前上料正向擠壓方式，油泵直接驅(qū)動(dòng)，配置世界先進(jìn)的機(jī)電液控制元件和系統(tǒng)，以及配套齊全的機(jī)械化輔助設(shè)備，采用PLC與計(jì)算機(jī)兩級(jí)控制，使壓機(jī)的速度、位置和壓力得到精確的控制，所采用的主要技術(shù)集中體現(xiàn)了當(dāng)代擠壓機(jī)的發(fā)展趨勢和先進(jìn)技術(shù)水平．適宜生產(chǎn)制造、利于操作維護(hù)，提高生產(chǎn)效率、降低使用成本。本系統(tǒng)共由1個(gè)s7—400主站(采用CPU 412-2DP，用于具有對(duì)編程、處理度和通信有額外要求的中型設(shè)備)，3個(gè)ET200M站，1個(gè)WAGO站，1個(gè)OP7站構(gòu)成系統(tǒng)。數(shù)字量輸入模塊直接同電氣發(fā)訊元件即按鈕、限位開關(guān)、壓力繼電器等連接。數(shù)字量輸出模塊(WAGO)直接控制電磁閥、控制繼電器、指示燈等。模擬量輸入模塊直接同壓力傳感器、速度給定電位器等相連。模擬量輸出模塊直接給比例閥放大器信號(hào)。STEP7硬件組態(tài)如圖1所示。

2 程序設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)采用STEP7組態(tài)編程，根據(jù)鋁擠壓機(jī)控制有壓力控制、位置控制、速度控制、模擬等溫控制、擠壓筒溫度控制等控制系統(tǒng)，分別為每部分控制編寫相應(yīng)的FC(功能Function)、FB(功能塊Function Block)、DB(數(shù)據(jù)塊Data Block)等，由于系統(tǒng)比較龐大和復(fù)雜，這里就不一一介紹詳細(xì)的編程細(xì)節(jié)，只對(duì)編碼器控制和泵起停控制的程序予以具體說明。

　　2.1 編碼器控制

　　本系統(tǒng)選用TWK拉線式編碼器(選用磁致伸縮位移傳感器)，程序設(shè)計(jì)方法相同，只是參數(shù)有所變化，處理數(shù)據(jù)程序(STL語句表statement list)如下：

　　其中PID516是編碼器采集回來的SSI信號(hào)，首先減去初值(程序中是雙整數(shù)常數(shù)2089731，根據(jù)現(xiàn)場采集回來的數(shù)字設(shè)定初值)，經(jīng)過雙整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，再與系數(shù)相乘(程序中是35.255，此系數(shù)為傳感器的固有系數(shù))，這樣就得到了實(shí)際的行程，放在DBl01．DBD0中，當(dāng)DBl01.DBD0小于0時(shí)，行程被賦值為0。

2.2 泵起?？刂?/strong>

　　本系統(tǒng)所有泵的程序類似，這里寫出一段，其他程序以此類推。程序如下：

　　其中M70.0是泵啟動(dòng)的中間變量，當(dāng)它通電時(shí)，M70.1(泵停止命令)沒有得電，并且M30.3(泵站工作正常)得電的情況下，Q1.2(該泵啟動(dòng)，并且Q1．2命令自保，只有在泵停止命令或泵站工作不正常時(shí)斷開)，泵啟動(dòng)的同時(shí)，延時(shí)接通定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，在5 s內(nèi)如果泵啟動(dòng)命令發(fā)出而泵的運(yùn)行接觸器的輔助觸頭沒有閉合，表明泵有故障，馬上停機(jī)，如果輔助觸頭閉合，M70.0(泵啟動(dòng)指示燈)燈開始常亮。

3 工藝流程

　　鋁擠壓機(jī)生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。首先啟動(dòng)控制泵，啟動(dòng)控制泵后才有控制油可以控制其他動(dòng)作，當(dāng)延時(shí)加載后如果壓力繼電器不發(fā)訊，表明有故障停止，如發(fā)訊，順序啟動(dòng)主泵，此時(shí)如果壓機(jī)不在各自原始位，手動(dòng)調(diào)整至原始位，操作擠壓桶閉合，如果根據(jù)拉線式編碼器測定到了減速位，減速后到了鎖緊位鎖緊，如果不到鎖緊位，壓機(jī)停止等待到位再動(dòng)作，如到位供錠器供錠，到位后才可供錠器供墊，到位后穿孔針前進(jìn)，接著穿孔針到挑墊位置，挑墊片位到位后擠壓桿前進(jìn)同時(shí)穿孔針停止，到供墊器下降位后供墊器下降或到供錠器退回位后供錠器退回，此時(shí)判斷供墊器下降到位了沒有，沒有則擠壓桿停，有則判斷供錠器是否退回到位，到位后如果可以穿孔了，則穿孔針前進(jìn)，充液閥關(guān)閉到位后，填充擠壓，結(jié)束后突破擠壓，完成后開始正常擠壓，編碼器取值到終端減速位后停止擠壓；如未到，開始終端擠壓，到了擠壓結(jié)束位后主側(cè)缸卸壓，到達(dá)設(shè)定壓力值后停止，如壓力值還高繼續(xù)卸壓。當(dāng)擠壓桶卸壓完成后穿孔針退回，到位后擠壓筒松開脫料，脫料到位，充液閥打開到位，擠壓桿退回，到位，擠壓桶松開到剪切位，墊片接收器上升到位，主剪打墊，到打墊位，墊片接收器下降，到下位，主剪剪切，同時(shí)墊片回送，墊片潤滑。主剪到下位后主剪上升，穿孔針潤滑裝置下降，穿孔針前進(jìn)到位，潤滑完畢后穿孔針退回，穿孔針潤滑裝置返回，結(jié)束一個(gè)周期。

圖2 生產(chǎn)工藝流程圖

4 結(jié)論

　　鋁擠壓機(jī)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的連鎖啟停、回路調(diào)節(jié)、報(bào)警等一系列功能。該控制系統(tǒng)運(yùn)行至今，鋁型材表面及內(nèi)部質(zhì)量都完全滿足工藝要求。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，不但提高了鋁型材質(zhì)量和產(chǎn)量，還提高了擠壓機(jī)作業(yè)率，同時(shí)也改善了工作環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，為生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。對(duì)于當(dāng)前越來越龐大和復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是一種非常好的解決方案。