维修电工二级技师论文

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第 1 篇

摘要

自动生产线的压机搬迁后 , 作为独立设备使用 , 原有的控制 电路 , 在设备搬迁后，已被改变，控制程序不能使用，必须 根据搬迁后的设备控制电路，对控制程序重新编写。 根据 PLC 的硬件，结合实际需要，对输入、输出端口接线 做适当修改，并对压机控制程序重新编写，编写后的 PLC 程序，更适合压机的独立运行。压机设备电气控制系统改

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造后，控制信号少，操作简便，稳定性高。生产中，支撑 起安全柱后可以取、放工件，减少油泵停机、启动次数， 节约时间，提高生产节拍，降低成本。

关键词：液压式压机、控制程序、 PLC 、电气改造 前言

由于汽车产品的不断升级更新，为节约汽车新车型设备投 入成本，在停产的自动线设备上进行改造，生产新车型。 停产的车型，在一定的时间内，仍需要提供汽车配件。汽 车门、盖作为主要的汽车配件，停产后，生产设备（压 机、模具）搬迁到规划区域，进行配件生产。

本文主要是对搬迁后的压机设备，进行电气控制部分进行 改造。原压机设备的控制程序复杂，外部信号条件多，搬 迁的设备少，（原来 PLC 控制的设备有机器人、自动涂胶 机、电控夹具、皮带传动，搬迁后 PLC 控制设备只有压 机），原来的程序已经不能使用。必须对整个控制电路进 行改造、对控制程序重新编写。

设备搬迁安装后，根据改造后的接线图，结合工艺要求编 写 PLC 程序，并对设备进行调试。

1 压机的工作介绍

四柱立式液压压力机（简称压机） , 型号 :H023-000060, 液压 油泵电机 45KW ，输入电压三相 380V 交流电。

压机工作时，滑块运动，动作如图 1 所示，初始滑块在上位 触碰 SQ5 开关，滑块挂钩解锁后，滑块从上位开始慢速下 降，触碰到 SQ6 开关后，滑块速度转换成快速下降，触碰到

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SQ7 开关时，滑块速度又转换成慢速下降，触碰到 SQ8 开关 时，滑块工进，压机加压；加压完成后滑块返回，先慢速 上升，触碰到 SQ9 时，滑块速度转换成快速上升，再触碰到 SQ6 开关时，滑块速度转换成慢速上升，而后触碰到 SQ5 开 关，滑块停止，滑块挂钩锁紧。压机一个工作循环完成。 图 1 压机滑块动作示意图

压机滑块的动作速度与液压阀的对应关系，见表 1 。 PLC 控 制程序，对液压阀的电磁线圈进行控制。

表 1 滑块动作与压机液压阀的对应关系表

（ √ 表示得电， × 表示失电）

2 电气部分的硬件介绍

搬迁后的设备变动大，对 PLC 的硬件、输入和输出信号接 线都有所改动，控制线路需要重新安装连接，现场使用 AB PLC 的控制系统，主要硬件： AB ControlLogix 1756L62S ，配 1756-A10 机座。 1756-L62S 是双 CPU ，安装在 0 号 组位和 1 号组位， 0 号组位为主 CPU ， 1 号组位为副 CPU ； 2 个数字输入模块（型号： 1756-IB16I ），分别安装在机座的 2 号组位和 3 组号位；一个数字输出模块（型号： 1756OW16I ）安装在机座 4 号位。

2.1 1756-IB16I 模块端子接线

1756-IB16I 模块为 16 点 24V 直流输入，模块端子接线见图 2 ，模块分别安装在机座的 2 号组位和 3 号组位，模块左边接 线端子接 0V 电压，右

图 2 PLC 输入端子接线图

a) 2 号组位 1756-IB16I 模块接线图 b) 3 号组位 1756-IB16I

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模块接线图

边端子是 24V 的直流电压信号输入，与外部开关连接。实际 使用中 , 与安全、限位、保护等相关的信号 , 都必须接开关的 动断触点，如图 2 中的 SQ10 安全栓、 SQ5 滑块限位、 SB8 急 停等开关的动断触点与 PLC 端子相连；而对非安全、非保 护、非限位类的信号，一般都接动合触点，如图 2 中的 SB2 启动、 SB1 复位、 SQ3 行程开关等信号都是动合触点与 PLC 端子连接。压机的 SB3 手动状态按钮和 SB4 自动状态按钮， 使用的是置位保持旋转按钮。

2.2 1756-OW16I 模块端子接线

1756-OW16I 模块安装在机座 4 号位， 16 点直流电压输出 , 模 块端子接线见图 3, 模块的右边端子为 24V 直流电压输出端， 与中间继电器的线圈连接，

图 3 PLC 输出端接线图 a) 1756-OW16I 模块接线图 b) 液压阀电磁线圈接线图 c) 电动机继电器线圈接线图

然后连接到模块左边的端子 ( 左边端子 0V) 构成封闭回路。压 机的电磁阀线圈与中间继电器的动合触点连接，而后接 24V 直流电压，线圈另一端接 0V 。油泵电机接触器线圈接与中 间继电器动合触点连接，而后接 220V 电压。

2.3 压机主电路

电机主电路如图 4 所示，电路中接熔断器对电气设备起短路 保护，热继电器起到过载保护作用，电机的外壳保护接 地，当接触器 KM2 断开， KM1 、 KM3 吸合时，电机星型运

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转；当接触器 KM1 断开， KM2 、 KM3 吸合时，电机三角形 运转。

图 4 油泵电机主电路图

3 程序的编写

根据硬件接线图，结合压机滑块动作要求，编写程序。整 理 PLC 的输入和输出端口地址分配，见表 2 。

3 ． 1 急停与故障复位程序

急停与故障复位是程序运行的前提条件，压机独立运行， 当急停和热继电器信号正常时，才能启动油泵。如图 5 所 示， SB7 、 SB8 、 FR 动断触点接通，有 X019 、 X020 、 X010 动断触点接通，辅助继电器 ESTOP 线圈得电； ESTOP 动合 触点接通，置位 SB3 （手动状态）旋钮，有 X015 动合触点接 通，按下 SB1 （故障复位）按钮后， X013 动合触点接通，计 时器 T_FAULT_RESET （故障复位延时）得电计时， 3 秒 后， T_FAULT_RESET.DN 动合触点接通，又 ESTOP 动合 触点接通，从而使辅助继电器 FAULT_RST 线圈得电，接着 辅助继电器 FAULT_RST 动合触点接通，与 FAULT_RST 线 圈接通形成自锁，复位完成。

图 5 急停与复位程序图 3 ． 2 油 泵启动程序

油泵电机采用星三角减压启动，如图 6 所示：当故障复位继 电器 FAULT_RST 线圈得电后，置位 “SB3 （手动状态） ” 旋 钮，有 X015 动合触点接通，按下 “SB2 （压机启动） ” 按钮， 有 X014 动合触点接通， TIME1 计时器得电计时， 3 秒后，

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TIME1.DN 动合触点接通， KM3 线圈置位。 KM3 动合触点 接通， TIME2 计时器得电计时，同时 TIME2.DN 、 KM2 动 断触点接通，

KM1

线圈得电输出， KM1 、 KM3 线圈得电时，油泵电机星型启 动运转； 7 秒后 TIME2.DN 动断触点得电断开，从而使 KM1 线圈失电；在 TIME2.DN 动合触点接通， KM1 动断触点接 通， KM2 线圈得电输出， KM2 与 KM3 同时得电输出，油泵 电机三角形运转， KM1 与 KM2 之间采用软件互锁， KM1 与 KM2 线圈不会出现同时得电输出。油泵电机三角形运转完 成同时， TIME6 计时器得电计时 , 设定时间１秒。油泵启动 程序是滑块运行程序的基础，油泵启动完成后，运行程序 才可能执行。

图 6 油泵电机启动程序图

3.3 滑块的运动程序

滑块的运行程序根据工艺要求，分几个部分进行编写。 3 ． 3 ． 1 滑块状态记录程序

滑块手动下降程中，滑块从下降慢速 1 区进入下降快速区 时，速度状态纪录程序如图 7 所示， TIME2.DN 动合触点接 通，置位 SB3 （手动状态）旋钮， X015 动合触点接通，按下 SB13 （手动下降）按钮， X027 动合触点接通，当触碰 SQ6 （快 / 慢转换）开关时， X006 动合触点由断开被接通，有单 触发上升指令（ OSR ）由低电平变为高电平，有 SD_HSP_P 动合触点接通，从而使辅助继电器 SLIDER_DOWN_HSP （向下快速区）线圈得电置位，同时辅助继电器

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SLIDER_DOWN_LSP1 （下降慢速 1 区）线圈复位。滑块的 状态记录程序，表示滑块所在的位置区域同时也表示滑块 此时的运行速度，这样编程有利于滑块运行中，发生故障 时的问题分析与处理。

图 7 滑块状态记录程序图

3 ． 3 ． 2 滑块快速运行程序

滑块下降触碰到 SQ6 （滑块慢 **** 快转换）开关时，表示滑块 即将离开 “ 慢速下降１区 ” 位置，进入到 “ 快速下降区 ” ，滑 块的下降速度由 ” 慢速 ” 变换为 “ 快速 ” 。滑块在 “ 快速下降 区 ” 的运行程序，如图 8 所示， “SLIDER_DOWN_HIGHSP” 动合触点失电断开，发出下降沿脉冲，辅助继电器 SLOW_FAST 线圈得电； PSLOW_FAST 动合触点接通， Press_time.DN （上件完成继电器）动合触点接通， TIME2.DN 动合触点接通， SLIDER_UNLOCK （滑块解锁 到位）、 MODULE_OK( 滑块允许下降 ) 动合触点接通， X007 动断触点接通，则有 SLIDER_DOWN_SPH （滑块快 速向下运行）线圈得电输出。当滑块离开 “ 快速下降区 ” 时，触碰 SQ7 （下降快转慢）开关，有 X007 动断触点断 开，则有 “SLIDER_DOWN_SPH （滑块快速向下运行） ” 继 电器失电，滑块离开快速下降区，运行完成。

图 8 滑块在下降快速区的程序图

3 ． 3 ． 3 液压阀的控制程序 压机滑块的运行动作通过液压阀来执行的，根据 “ 滑块动作

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与压机液压阀的对应关系表 ” 来编写滑块的运行速度程 序。 Y2 （安全阀 2 ）液压阀线圈的控制程序如图 9 所示， HYD_ACTION （滑块手动升降条件）动合触点接通后，在 S L I D E R _ D O W N _ H I G H S P （滑块下落 42mm/s ）、 SLIDER_DOWN_HIGHSP2 （滑块下行 24 2 m m / s ）、 S L I D E R _ D O W N _ S P H （滑块快速下 行）、 S L I D E R _ D O W N _ W O R K S P （工进加 压）、 SLIDER_LOSEPOWER （卸压），等多个回路中任 何一条路接通时，都有 Y2 （安全阀 2 ）线圈得电输出。这是 由于实际控制中， Y2 （安全阀 2 ）在滑块的快速和慢速下降 中，以及压机的工进加压、卸压中都有动作决定的。

图 9 液压阀的线圈控制程序图

其余的滑块运行纪录、速度、和液压阀控制程序的结构基 本差不多，完整程序见附录。

4 压机的调试与操作

程序编写完成后 , 对程序进行运行调试：

1 ．检查各 I/O 端口接线正确，调整并修改接线错误的输入 / 输出信号，使其与程序中运用的一致。

2 ． 对设备的控制电路上电，主电路断电，结合输入按钮 适当强制 PLC 的输入信号，模拟运行程序，修改错误程 序，使 PLC 程序运行与设计的要求相一致。调试时，停止 按钮输入信号与程序中使用的不一致，修改停止按钮接线 后，接线完好。

• 3 ． 当程序检验无问题后，主电路上电，启动压机。将急

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停 SB7 、 SB8 恢复正常， “ 手动 / 自动（ SB7/SB8 ） ” 旋钮，置 “ 手动 ” 状态，按下 “ 压机启动 ” 按钮 SB2 持续约 3 秒后， KM3 、 KM1 接触器吸合，油泵电动机开始星形启动， 7 秒 后， KM1 断开， KM2 吸合，油泵电机转换成三角形运行， 压机启动完成，观察发现电机的转向与要求方向相反，将 油泵电路中 QS 空开出线 L1 与 L2 线对调接好，重试，电机转 向正常，符合要求。

4 ． 压机启动完成后，在 “ 手动 ” 状态，滑块下位，按下 “ 滑 块上升 ” 按钮 SB12 ，滑块上升到上限位，滑块锁紧，但滑块 锁紧不到位，卡住，调整上限位开关位置，问题解决。松 开 SB12 按钮，按下 “ 滑块下降 ” 按钮 SB13 ，滑块下降至下 位。来回操作运行几次，观察滑块的运行速度，与工艺要 求基本一致。

5 ． 置位 “ 自动 ” 状态，按压 “ 自动确认 ” 按钮 SB6 持续约 3 秒，压机进入 “ 自动运行状态 ” 。支撑压机安全柱，短接 SQ12 、 SQ13 信号，压机安全柱拉到原位 SQ10 、 SQ11 得电 导通后，同时按下 “ 上件完成 ” 按钮 SB9 、 SB10 ，压机滑块能 够自动运行。而后恢复短接信号 SQ12 、 SQ13 ，放入工件试 运行压件，经验证能够自动按工艺运行。

6 ． 压机运行时，按下急停等按钮，检查各个功能使都符 合编写要求，程序调试完成。

5 总结

压机搬迁后，电气控制部分进行经过改造，电路重新安装 连接，控制程序经过重新编写、调试，简化了外部信号线 路，简化了控制程序，使压机的运行更稳定；对生产的操 作也有所改动，原压机在自动线上进行设备维修时，油泵

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电机会停止，而改造后，油泵电机可以不停机检修。这种 改进，节省了压机的启动时间，可以提高生产节拍，同 时，对于一些特别的故障，也方便排查与处理。

答谢辞

在本次论文的撰写中，我得到了姜平老师的精心指导，不 管是从开始定方向还是在查资料准备的过程中，一直都耐 心地给予我指导和意见，使我在总结工作内容及撰写论文 方面都有了较大提高；同时也显示了姜老师高度的敬业精 神和责任感。在此，我对姜平老师表示诚挚的感谢以及真 心的祝福！

参考文献

[1] 姜平 . 维修电工技师鉴定培训教材 [M]. 北京 : 机械工 业出版社， 2009.

[2] 裴炳文 . 数控系统 ( 数控技术应用专业 ) [M]. 北京 : 机械 工业出版社， 2006.

[3] 周文森，黄金屏，陈岫 . 新编实用电工手册 [M]. 北 京 : 北京科学技术出版社， 2000.

第 2 篇

国家职业资格

维修电工技师技能

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