人造板砂光機(jī)電氣及其控制系統(tǒng)探討

梁小煥

(廣西高林林業(yè)股份有限公司,廣西 容縣 537500)

人造板砂光機(jī)具有強(qiáng)大的電氣控制功能，主要由主電路、輸入顯示電路和電源電路等部分組成。其中，控制電路類似于人的神經(jīng)系統(tǒng)，可以向各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳達(dá)操作者的指令，以滿足操作者的使用用途。而可編程控制器（又叫“PLC控制”）作為一種主流的控制系統(tǒng)模式，被廣泛地應(yīng)用于人造板砂光機(jī)電氣控制系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣的聯(lián)鎖控制，實(shí)時(shí)通訊和準(zhǔn)確定位。

1.人造板砂光機(jī)PLC控制的總體方案

砂光機(jī)PLC控制主要包含以下兩種控制方式：

1.1 集中式I/O控制

集中式I/O控制主要是指通過利用輸入模塊和輸出模塊，與PLC控制內(nèi)部CPU進(jìn)行充分結(jié)合，使其結(jié)合為統(tǒng)一整體，通過利用該控制模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上機(jī)架的擴(kuò)展，從而提高I/O控制覆蓋范圍，以達(dá)到自動(dòng)化控制多個(gè)電機(jī)和電磁閥的目的。集中式I/O控制模式具有控制成本低、現(xiàn)場(chǎng)人員編制數(shù)量少、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益較高等優(yōu)勢(shì)，為提高控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。集中式I／O控制原理圖如圖1所示。

圖1 集中式I／O控制原理圖

1.2 分布式I/O控制

分布式I/O控制主要是指通過將PLC設(shè)置為控制系統(tǒng)的主站，在結(jié)合工段設(shè)置需求的基礎(chǔ)上，將控制系統(tǒng)劃分為多個(gè)不同的分系統(tǒng)，并為這些分系統(tǒng)配置相應(yīng)的I/O模塊（輸入模塊和輸出模塊），然后，利用現(xiàn)場(chǎng)總線，將控制系統(tǒng)站和變頻器進(jìn)行充分結(jié)合，使其結(jié)合為統(tǒng)一整體。為實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集和工藝流程智能化控制提供重要的依據(jù)和參考。分布式I/O控制具有控制精確度高、電纜投資少、施工周期短等優(yōu)勢(shì)，通過將其應(yīng)用于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以自動(dòng)化控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行過程，為實(shí)時(shí)了解和掌握控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)創(chuàng)造良好的條件。

2.人造板砂光機(jī)電氣控制系統(tǒng)的原理

可編程控制器除了可以實(shí)現(xiàn)制系統(tǒng)的砂帶擺動(dòng)控制功能、報(bào)警指示功能、安全限位保護(hù)功能外，還能實(shí)現(xiàn)送進(jìn)電機(jī)控制功能、升降定位控制功能、激光測(cè)厚的控制功能、觸摸屏操作控制功能。這些功能實(shí)現(xiàn)原理如下。

2.1 送進(jìn)電機(jī)控制

送進(jìn)電機(jī)作為一種重要的動(dòng)力源，主要用于對(duì)人造板砂光機(jī)的輸送和傳遞，該電機(jī)速度在具體的調(diào)整中，需要結(jié)合砂光產(chǎn)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求以及砂劑量大小，以保證送進(jìn)電機(jī)進(jìn)送速度的平穩(wěn)性，確保板材被安全、可靠地送達(dá)，從而提高砂砂削后板面的光滑性和平整性。

電氣控制功能在具體的設(shè)計(jì)中，需要技術(shù)人員在充分結(jié)合電機(jī)送進(jìn)速度調(diào)整需求的基礎(chǔ)上，通過使用開環(huán)調(diào)速方式，不斷提高電氣控制水平。電機(jī)在進(jìn)行單動(dòng)時(shí)，要將電機(jī)送進(jìn)速度值準(zhǔn)確無誤地輸入到上位機(jī)操作界面上，此時(shí)，控制系統(tǒng)主站會(huì)借助現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將相關(guān)指令發(fā)送給相應(yīng)的變頻器確保電機(jī)按照已設(shè)定好的速度進(jìn)行運(yùn)行。電機(jī)在進(jìn)行聯(lián)動(dòng)時(shí)，為了確保電機(jī)能夠穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行，需要在滿足氣壓相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，盡可能優(yōu)化和完善砂帶工作流程。熱度鞥觸摸屏所顯示的電機(jī)電流值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了已設(shè)定的額定電流值，需要利用電控程序，降低傳動(dòng)電機(jī)的送進(jìn)速度，使得砂削負(fù)荷達(dá)到最小化，確保砂輥電機(jī)電能夠在額定電流范圍內(nèi)正確、安全地運(yùn)行。

2.2 升降定位控制

升降定位控制在具體的設(shè)計(jì)中，需要采用絲杠傳動(dòng)升降的方式，對(duì)上機(jī)架的升降進(jìn)行自動(dòng)化控制。同時(shí)，為了精確地控制上機(jī)架的所在位置，技術(shù)人員還要科學(xué)調(diào)整上砂輥電機(jī)與下砂輥電機(jī)之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)砂光板厚度的自動(dòng)化調(diào)整和控制。升降定位系統(tǒng)控制原理圖如圖2所示。從圖中可以看出，該系統(tǒng)控制元件主要由以下幾個(gè)部分組成，分別是觸摸屏、高速計(jì)數(shù)器、可編程控制器和變頻器。執(zhí)行元件在實(shí)際的運(yùn)用中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)絲杠傳動(dòng)部件以及變頻電機(jī)的智能化控制，通過將其與檢測(cè)元件進(jìn)行充分結(jié)合，性能了先進(jìn)、智能的半閉環(huán)控制系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提高升降定位控制水平，技術(shù)人員要科學(xué)設(shè)置減速器、減速比、轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)速比、編碼器數(shù)量以及升降電機(jī)的額度轉(zhuǎn)速等參數(shù)，以確保定位計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性、完整性和真實(shí)性。對(duì)于人造板砂光機(jī)電氣控制系統(tǒng)而言，其升降定位控制方式主要包含以下三種模式：

圖2 升降定位系統(tǒng)控制原理圖

2.2.1 快升快降模式

該模式在具體的運(yùn)用中，突破了外界條件的限制，使得砂光機(jī)的運(yùn)行性能不斷提高，以滿足砂板厚度設(shè)置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。在進(jìn)行操作的過程中，快升快降必須要確保送進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)行后方可使用，如果，送進(jìn)電機(jī)在運(yùn)用的過程中，使用快升快降模式，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲。

2.2.2 慢升慢降模式

2.2.3 自動(dòng)升降模式

該模式在具體的運(yùn)用中，需要借助觸屏器，對(duì)上機(jī)架的位置進(jìn)行精確設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)按鈕的自動(dòng)化調(diào)整。

2.3 激光測(cè)厚的控制

人造板砂光機(jī)在實(shí)際的運(yùn)用中，經(jīng)常出現(xiàn)高厚度的砂光毛板或者多張重疊板進(jìn)入砂光機(jī)現(xiàn)象，導(dǎo)致砂光機(jī)出現(xiàn)磨損問題，嚴(yán)重影響了砂光機(jī)的使用性能。為了解決這一問題，需要采用機(jī)械擋板控制的方式，對(duì)砂光機(jī)的厚度進(jìn)行調(diào)整，確保其厚度在3mm左右，以滿足用戶的使用需求。此外，為了避免多種重疊毛板同時(shí)進(jìn)入到砂光機(jī)中，還要在確保控制系統(tǒng)運(yùn)行性能的基礎(chǔ)上，將激光測(cè)厚裝置設(shè)置在控制系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)板厚度的智能化控制。

2.4 觸摸屏操作控制

對(duì)于砂光機(jī)而言，其操作指令輸入方式主要包含以下兩種類型：

2.4.1 按鈕式操作

按鈕式操作主要是指通過向操作臺(tái)輸入相應(yīng)的按鈕指令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)啟動(dòng)和暫停的自動(dòng)化掃之，這種輸入方式具有操作簡(jiǎn)單、直觀形象等特征，但是，無法與可編程控制器進(jìn)行良好的通信，導(dǎo)致顯示屏無法全面顯示比較重要的信息數(shù)據(jù)，增加了錯(cuò)誤操作概率。

2.4.2 觸摸屏操作

在我國(guó)科技水平的不斷提高下，我國(guó)對(duì)機(jī)器操控精確度提出了更高的要求，觸摸屏操作模式被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備中。觸摸屏操作主要是指通過采用人機(jī)交互模式，確保用戶與機(jī)器兩者之間能夠正常、穩(wěn)定地傳遞信息。此外，通過采用可編程控制器連接通信的過程中，可以完整地顯示相關(guān)參數(shù)設(shè)置信息，從而繪制出智能化控制過程。砂光機(jī)觸摸屏操作主要用到操作界面、報(bào)警信息界面、顯示界面等界面，其中，操作界面主要用于對(duì)電機(jī)的自動(dòng)化控制，報(bào)警信息界面通過顯示錯(cuò)誤信息，以引起操作人員的注意。顯示界面主要用于對(duì)電機(jī)電流值、上機(jī)架位置以及電機(jī)送進(jìn)速度等參數(shù)的顯示。為了進(jìn)一步提高砂光機(jī)的觸摸屏操作水平，技術(shù)人員還要針對(duì)控制系統(tǒng)的使用需求，專門設(shè)置兩種控制方式，分別是單動(dòng)控制方式和聯(lián)動(dòng)控制方式，其中，單動(dòng)控制主要用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)設(shè)備的調(diào)試和維修，確保所有電機(jī)能夠正常啟動(dòng)和運(yùn)行。聯(lián)動(dòng)控制主要用于對(duì)電機(jī)運(yùn)行過程的控制，在這一控制模式應(yīng)用下，電機(jī)在啟動(dòng)過程中經(jīng)常受到各種條件的限制，只有當(dāng)電機(jī)滿足這些限制條件時(shí)，才能正常、可靠地運(yùn)行。

3.結(jié)束語

綜上所述，在信息技術(shù)的不斷發(fā)展和普及下，我國(guó)對(duì)人造板砂光機(jī)電氣控制程度提出了更高的要求，以滿足人們自動(dòng)化操作需求。在這樣的背景下，人造板砂光機(jī)電氣控制系統(tǒng)從開關(guān)簡(jiǎn)單控制逐漸升級(jí)為參數(shù)化控制，從開環(huán)控制逐漸上升到閉環(huán)控制，促使系統(tǒng)操作變得更加直觀化、形象化和人性化，為了進(jìn)一步提高人造板砂光機(jī)電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能，技術(shù)人員要根據(jù)市場(chǎng)使用需求，在保證系統(tǒng)自動(dòng)化控制的前提下，增加遠(yuǎn)程控制功能、設(shè)備能耗降低功能、多規(guī)格板材自動(dòng)化控制功能等，為用戶帶來良好的使用體驗(yàn)。