一种基于PLC控制的脱模系统.pdf

第 1 期 总第 1 7 6期 2 0 1 3年 2月 机 械 工 程 与 自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEE RI NG 8 L AUT MATI N No ．1 F e b ． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 3 0 1 0 1 6 1 0 2 一 种基于 P L C控制的脱模 系统 李斌，曾庆林 中国航天科技 集团公 司 四院 四十二所，湖北 襄阳4 4 1 0 0 3 摘要 为 防止 固体推进剂发动机脱模过程 中的爆炸伤害 ，设 计 了一种基于 P L C控制 的脱模 系统 ，实现 了发 动机脱模过程 的远程 隔离操作 ，减少 了安全 隐患，有效地 改善 了作 业环境 。 关键词 发动机 ；脱模 系统 ；P L C 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 0 引言 在火化工产品和 固体推进剂产 品中， 某些发 动机 根据设计要求， 浇注过程中需要预置芯模 ， 待发动机固 化完成后 ， 进行脱模工序将芯模分离 。在脱模过程 中， 芯模与药体分离的瞬间存在着爆炸的可能 。目前国内 大部分生产单位的脱模工序仍然采用人工、 面对面的 工作方式 ， 存在着严重的安全隐患。为此， 本文设计 了 一 种基于 P L C控制的脱模系统 ， 实现了发动机脱模过 程的远程隔离操作 ， 减少了安全隐患。 1 脱模 系统 组成 和工 作原 理 脱模系统主要 由脱模机 包含升降油缸、 油缸座、 工作平台、 连接立柱 、 底座 、 压力监测系统、 液压系统 、 监视和控制系统等部分组成 ， 如图 1 所示 。 1 一工作平台 ； 2 一升降油缸 ； 3 一连接立柱 ； 4 一油缸座； 5 一称重传感器 ； 6 一底座 图 1 脱 模机结构示意图 将固化后的发动机， 利用锁 紧装置垂直固定在脱 模系统工作平 台台面上 ， 手动卸去芯模底部螺母后 ， 人 员撤离脱模现场。然后 ， 在控制室进行远程操作 ， 通过 脱模系统升降油缸的活塞杆上升 ， 将发动机 的芯模 向 上顶动 ， 达到芯模预松效果 ， 然后人工将芯模取出。 油缸活塞杆在向上顶升时分为快速运动和慢速运 动两个行程， 在活塞杆从顶 出初始位置到接近芯模行 程 的过程 中 ， 活 塞 杆 以 0 ． 8 m／ mi n速 度 快 速 接 近 芯 模 ， 安装在平台底部 的防爆光 电传感器实时检测活塞 杆位置 ， 当活塞杆靠近芯模时 ， 活塞杆的运动速度降低 至 0 ． 1 m／ mi n ， 活塞杆顶部 的芯模工装缓慢地接近并 顶动发动机芯模 ， 使芯模 与药体在较低的速度下发生 少量位移 ， 实现芯模的预松 。 油缸 与油缸 座之 间通 过 导销 连 接 ， 使 油缸 的活 塞 杆只能够沿轴向上下运动。在油缸的底部安装有称重 传感器 ， 当油缸的活塞杆上升接触到芯模并推动芯模 的同时， 称重传感器将油缸的反作用力 产生的压力变 化信号传送给 P L C， 实 现工作压力值 的实时监测 ， 并 对工作压力值设置超压报警和急停保护功能。 2 脱模 控 制系统 ’ 控制系统是脱模 系统的组织 、 指挥部分 。其功能 包括 操作脱模机动力设备液压系统； 脱模速度控 制 ； 现场工作压力检测、 显示和超压报警； 工房监视； 紧 急停车等。 控制系统以西门子小型 P L C 拟选用 C P U2 2 4 为 核心 ， 现场工作压力检测采用西门子高精度本安称重 传感器 E E x i b l I C T6 ， 选用 S 1 wAR E X l S E x接口 模块对现场信 号进 行本安隔离， 选用 S I WAR E X MS 称重模块将工作压力信号读入 P L C， 从而使 C P U 可 以直接处理工作压力值 ； 工作压力显示采用小型触摸 屏 T P 1 7 7 mi c r o ， 触摸屏 画面具 备显示重量、 清零 、 去 皮、 设置极限点等功能 ， 触摸屏与 C P U通过通讯方式 连接 ； 脱模 速 度 采 用模 拟 量 输 出 模 块 E M2 3 2输 出 的 电流或电压信号控制 ； 具有现场操作和远程操作两路 收稿 日期 2 0 1 2 0 8 1 l ；修 回日期 2 0 l 2 0 9 2 O 作 者简介 李斌 1 9 7 4 - - ，男，湖北襄 阳人 ，工程师 ，本科，主要从事机械设计与制造。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 6 2 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 l 3牟 第 1期 控制 ； 具备工作压力超压报警和急停等保护功能。 控 制系统 结构示 意图 如图 2 所 示 。 图 2控制系统结构示 意图 称重传 感器5 t ] 焉 』_ 组态， 触摸屏画面具备显示顶压重量、 清零 、 去皮、 设置 极限点等功能， 触摸屏与 C P U通过通讯方式连接 ， 数 据采集 快速 、 可靠 。 视频监 视 系统 采 用 防爆 电动 云 台带 动 防爆 摄 像 头 ， 对 油缸 活塞杆顶 升时快 、 慢速度 转换 和脱模 工房现 场情况进行监视。 3 结束语 通过调试， 此脱模系统已在使用方正常使用， 不仅 自动化程度高 ， 而且实现了发动机脱模过程的远程隔离 操作 ， 最大程度地减小 了安全隐患 ， 改善了作业环境 。 参考文献 [ 1 ] 向晓汉． 西 门子 P I C S 7 2 O 0 ／ 3 o 0 ／ 4 0 0 l 2 【 应用案例精 控 制 系 统 采 用 T P 1 7 7 mi c r o作 为 操 作 界 而一 讲[ M] 京 学工业出版社， 2 0 1 1 ． n 1 曼 、 篓 寸 S池 T 害N 号 示 坌 Vo 4 j 釜 大 学 t出1 版-7 社s 7 - 。2 0 0 ． 率 兰 亭 ’ ． 3 1 0 2。 4 0． 素 ， 颜 色 为 屏 ， 4 灰 度 [ 3 ] ； L C⋯ ‘ ’某 ] ． 北 示 ，背光平 均亮度寿命为 5 0 0 0 0 h ， 是西门子 s 7 一 京 人民邮电出版社 ．2 0l o ． 一 Th e 4 2 n d I n s t i t u t e o f Th e Fo u r t h Ac a d e my o f CAS e，Xi a n g y a n g 4 4 1 0 0 3．Ch i n a Ab s t r a c t To p r e v e n t t h e d a ma g e O f t h e e x p l o s i o n i n t h e mo l d e j e c t i o n p r o c e s s o f s o l i d p r o p e l l a n t mo t o r s ，we d e s i g n e d a mo l d e j e c t i o n s y s t e ms b a s e d o n P I C．Re mo t e i s o l a t i o n o f t h e mo t o r d e mo u l d i n g p r o c e s s wa s r e a l i z e d，wh i c h r e d u c e d t h e p o t e n t i a ]s a f e t y h a z a r d s ， a n d e f f e c t i v e l y i mp r o v e d t h e o p e r a t i n g e n v i r o n me n t s ． Ke y wo r d s mo t o r ；mo l d r e l e a s e s y s t e m ；PI C 上接 第 l 6 0页 上位 机 实现监控 功 能 ， 包括 现 场 各 功能 模 块 运行 情 况 、 数 据采 集 、 报 警 、 过 程监 控 等 。组 态 王是 在 基 于 语言 的脚本 程序命令 中编辑 脚本 ， 实 现动 画的 。 4结 束语 本文采用的污水处理系统 ， 工艺流程简单 ， 构筑物 少， 运行管理方便， 处理效果稳定 ， 工人劳动强度低 ， 完 全能满足中小城镇污水处理的要求 。 参考文献 [ 1 ] 韩魁 声 ， 齐杰 ． 白春学． 污 水生 物处 理工 艺技 术 [ M] ． 大 连 大 连 理 工 大学 出 版社 ， 2 0 0 4 ． [ 2 3 牟全君． 我 国 l O万吨／ d以下城市污水处理工艺[ J ] ． 环境 污染治理技术 与设备 ， 2 0 0 6 3 9 6 9 1 1 ． E 3 3 冯瑞琴． 基于 P L C和模糊控制技术 的污水处理控制 系统 设计与实现[ J ] ． 安徽农业科学 。 2 0 1 l 3 9 1 1 - 4 4 ． [ 4 ] 伍培 ， 陈一辉 。 张智 ， 等． 三峡 小城镇污水处 理厂污水处理 工艺探讨 [ J ] ． 环境工程 ， 2 0 1 i 2 5 8 6 1 ． E 5 ．3 李胜多． 基于 P I C和组态王的搬运机 械手控制 系统 的设 计I- J ] ． 农机化研究 ， 2 0 1 0 L 儿 1 4 l l ， 1 I1 ． [ 6 ] 黄俊涛． 基于 Wi n C C污水处理集散控 制系统 的设 计[ j j ． 自动化与仪器仪表， 2 O 1 0 5 3 1 - 3 3 ． De s i g n 0 f S ma l l a n d M e d i u m- s i z e d Ur b a n W a s t e wa t e r Tr e a t me n t Co nt r o l S y s t e m Ba s e d 0 n PLC Ll ANG Ha i - l o n g BAI Qi a o - f e n g ，MEI Xi a o - l o n g S c h o o l o f M e c h a n i c a l En g i ne e r i n g a n d Aut o ma t i o n．Nor t h Un i v e r s i t y o f Ch i n a，Ta iyu a n 03 0 0 5l ，Ch i n a Ab s t r a c t B a s e d o n t h e wa s t e wa t e r t r e a t me n t p r o c e s s ， a l l o x i d a t i o n d i t c h wa s t e wa t e r t r e a t me n t p r o c e s s u s e d f o r s ma l l a n d me d i u m s i z e d u r b a n wa s t e wa t e r t r e a t me n t wa s d e s i g n e d ． I h e h a r d wa r e o f t h e wa s t e wa t e r t r e a t me n t c o n t r o l s y s t e m ,v a s b u i h b y U S e o f S i e me n s S 7 3 0 0 s e r i e s o f P I C， wh i c h i n c l u d e d t h e h o s t c o mp u t e r ，PI C a n d f i e l d c o n t r o l e q u i p me n t ． F h e s o f t wa r e b a s e d O i l SI M A FI e S I 、 EP7 V5 ． 4 a n d Ki n gVi e w Wa S d e s i gn e d，t O O． Ke y wor d swa s t e wa l e r t r e at mc nt ；Pl CKi ng lev i ；au t o ma t i c c ont r o l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m