济南迈特力科技集团有限公司 250117
摘要：压力机是钢铁、汽车、电气设备等行业必不可少的机械装备，它操作方便、设计简单，极大地提高了生产效率。传统压力机一般采用普通的电动机，控制系统简单，缺乏柔性变化，对于一些精密复杂的工艺往往不能满足要求。随着电气自动化技术的发展，传统压力机基本被装有自动控制系统的压力机所取代，自动化技术的应用使得压力机的可控性大大提高，可实时改变电机转速，实现柔性变化，从而极大地提高了设备生产的精度。现通过介绍压力机的工作原理及自动化技术的特点，重点分析了压力机电气自动控制系统的实际应用及优势。
关键词：压力机；自动控制；柔性
引言
目前，经过自动化改进的压力机不但具备传统机械压力机高刚度、高适用性的优点，更有伺服系统可有效控制滑块的位移、速度和加速度，使得机械驱动更加柔性化，操作更加智能化，压力机的工作效率和工艺水平得到了显著提高。本文通过介绍压力机的工作原理及自动化技术的特点，重点分析了压力机电气自动控制系统的实际应用及优势。
1压力机的功能及原理
压力机广泛应用于车床加工中的切断、冲孔、弯曲、铆合和成型等工艺，尤其是在一些金属器件的加工中，要改变器件形状，就需压力机对金属器件施加较大的压力使之发生形变。传统的机械压力机一般以异步电动机为动力，通过三角皮带连接飞轮，再经机械齿轮、连杆、离合器等驱动曲柄滑块机构，
（1）改造前纯化器主要由10台程控阀控制，这10台阀现场的实际位置非常重要，现场阀门回讯开关采用施迈赛接近式开关，但一直以来回讯都不能正常动作。
（2）改造方法
(1)由于ENTENK6600系列本身可靠性不高，结合现场实际情况改造为AB公司的XM120振动模块，此模块为导轨安装方式，体积小，安装简单，软件组态方便，工作性能比较稳定。如图1所示。
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图1 AB公司的XM120振动模块安装方式
(2)AB公司1794与1756系列DI卡的最大断态电流为1.5mA，最大断态电压为5V，最小通态电流为2mA，由于施迈赛接近式开关的断态电流刚好在PLC的门槛电流附近，导致系统不能正确判断，经过分析，我们对纯化器这部分的回讯加继电器隔离，如图3所示。
以上问题整改至今已经运行近一年时间，原系统存在的问题彻底得到解决。
将电动机的圆周运动转化成滑块的直线运动。机械压力机锻压工作流程非常简单，但为了做到精确的操作及合理的控制，需要一套完整的自动控制系统，有效控制压力机各器件的运行，如压力机启动后内部的制动器自动脱开，离合器闭合，滑块开始移动，在完成工作后，滑块自动移至起始位置。
2传统压力机存在的缺点
2.1安全问题虽然传统的机械压力机自带了某些保护功能，如安全闭锁装置，但大部分压力机在使用过程中，还是需要人工送料或取料，这就导致了在送取料的过程中可能发生意外，造成挤伤、压伤事故。
2.2噪声污染
传统的机械压力机在锻压金具时由于采用直接的机械驱动，噪声较大，直接影响到操作工人的身体健康，尤其是在空间比较紧凑的车间，多台机械压力机同时运行，造成了严重的噪声污染。
2.3启动电流较大
传统压力机在启动时一般采用的是直接启动方式，启动电流较大，容易引起绕组过热，损害电机内部绝缘，且对系统造成较大的冲击，引起周围电压下降。
3自动控制系统在压力机上的具体应用
3.1滑块控制顺序的设计
压力机自动控制系统采用的是程序控制模式，通过程序的编写来规定压力机动作的先后顺序，使其按照预定的模式进行冲压。其中最关键的部分为压力机滑块的控制，它的工作顺序为:按下滑块的运行按钮，此时离合器制动器的电磁阀得电，制动器的开关断开且离合器的开关接通，压力机的滑块下降、冲压、上升，上升到预定的位置点滑块停止。角度信号是经凸轮控制器发出的，用于有效控制滑块的运动位置。
3.2电气回路的设计
压力机电气控制回路的设计要点如下:
(1)应按照设备加工工艺的要求设计。压力机在启动、转向、制动时要有适当的平滑调节的速度，应按具体的加工工艺及精度确定压力机转速的大小。
(2)应保证设备按照预先设定的时序准确可靠动作。压力机各个器件的开关应采用继电器触发开关，且装有可靠的闭锁装置，避免不该动作的器件出现误动作。
(3)在事故发生时须确保人员及设备安全。运行中的压力机如果发生断路故障或停电事故，首先要进行系统闭锁，维持在停电前的状态，避免滑块的移动或料物的脱落。压力机在运行中若出现了短路故障，保护装置应立即动作，断电后闭锁系统，和停电事故一样处理。
(4)压力机的停机操作一般分为正常工作的停机与紧急停机。紧急停机一般是在故障时采取的措施，可按“急停”按钮来进行紧急制动。如果在故障状态下进行启动，那么系统会设定为自动停机，并发出报警信号。
3.3采用PLC控制的系统设计
(1)PLC控制器接线的设计:PLC控制器的接线采用目前
常用的低电压(直流24V)接线方式，通过导线的连接使得输入信号与输出信号一一匹配，且PLC控制器自带有信号接收灯以及报警出错指示灯。信号输入时信号灯点亮，PLC有故障时报警灯点亮，从而有效降低了解决PLC这块问题的难度。
(2)相关元件的选型和配置:PLC控制系统一般具有较高的可靠性，但故障的发生是不可避免的，一般故障都是由外部器件引起的，为了尽量保证PLC控制器的安全稳定运行，将接触式的限位开关及按钮开关改为非接触式的、损坏率更低的接近开关。开关应该选择高可靠性的品牌产品，从而最大限度地提高运行的可靠性。
(3)触摸屏在PLC控制中是必不可少的装置，压力机各部件、关键元器件的检测信号都可作为PLC控制器的输入信号进行处理，配合电子凸轮控制器，通过触摸屏可以直观地观察到压力机曲轴的移动位置及关键部件的运行状态;触摸屏还有事故记录功能，方便了工作人员对故障前后的状态进行分析，及时解决故障所在;此外，触摸屏还有对PLC输入、输出信号进行实时监控等多种功能。
4压力机启动时的自动控制
压力机启动时采用星三角转化的方式，随着转速的升高绕组的接线方式由星形转变为三角形接线，切换时要用接触器开关进行闭锁，防止同时闭合引起的短路。另外，在程序中亦可对输出进行互锁，星三角切换的时间由PLC程序中的设定时间来决定。
压力机的电机启动还可以采取变频方式，将频率固定的三相交流电变换成频率连续可调的三相交流电源，达到软启动电机的目的，可有效降低启动电流，尤其是在电机频繁启动的环境下，起到保护电机、降低能耗的作用。
5压力机自动控制系统的优势
(1)自动控制系统可使曲柄压力机、连杆压力机等传统压力机的运
动曲线更加柔性、更加精准。
(2)通过自动控制技术合理调节转速和滑块的移动速度，可以有效避免硬性冲击，减小对金属模具的磨损和挤压，延长模具使用寿命。
(3)通过自动控制系统优化工艺成型曲线，可以极大地提高复杂产品的合格率。可以通过控制滑块的速度和对滑块运动曲线进行优化，提高零件的加工精度。
(4)减少电能损耗。压力机的锻压工作时间较短，在不工作的时间采用自动控制系统控制电机转速，能降低空载时的能量损耗。
(5)采用星三角(Y-△)或变频器软启动方式，减小了启动时对电机造成的冲击，降低了启动电流，大大延长了电机使用寿命。
6结语
本文论述的压力机电气自动控制系统在实际生产中发挥了重要的作用，该系统具有自动控制、自动检测、故障记录的功能，极大地提高了压力机的安全性、稳定性。
参考文献
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[4]颜全生，杜江.PLC在压力机控制系统的应用[J].电气传动，2009(3).
论文作者:郝晓庆,武珊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
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