中密度纖維板生產(chǎn)線PLC自動控制系統(tǒng)設(shè)計

1、中密度纖維板生產(chǎn)線PLC自動控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：本文根據(jù)中密度纖維板生產(chǎn)線中木片制備、纖維制備、鋪裝、熱壓、成品制備、砂光等工藝流程,選擇C200H型PLC設(shè)計其自動控制系統(tǒng)，并介紹了I/O分配表等。關(guān)鍵詞：中密度纖維板;生產(chǎn)線;PLC;自動控制系統(tǒng)第一章 生產(chǎn)工藝流程簡介1.1生產(chǎn)線概述中密度纖維板生產(chǎn)線包括木片制備、纖維制備、鋪裝、熱壓、成品制備、砂光等工段。其中木片制備工段包括削片、篩選、貯存等工序，為熱磨解纖提供合格的木片。纖維制備工段包括熱磨、干燥、調(diào)、施膠及纖維貯存等工序，提供經(jīng)施膠的合格纖維。兩者主要完成原料的加工。鋪裝工段包括鋪裝、預(yù)壓、板坯鋸截、板坯輸送等工序，主要完成鋪裝、預(yù)

2、壓、板坯的成型以及板坯向裝板機的運輸。熱壓工段主要完成板坯的熱壓成型。砂光工段是將規(guī)格的齊邊板定厚砂去表面的預(yù)固化層，經(jīng)砂光后的成品板表面光潔，并達到一定的厚度公差要求。作為生產(chǎn)線主要部分的鋪裝、熱壓、成品制備工段，其自動化程度要求較高。1.2鋪裝工段的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝流程加工好的原料經(jīng)鋪裝成型機鋪裝成板坯。成型后的板坯送入預(yù)壓機進行預(yù)壓，以排除板坯中的氣體，減少板坯的厚度，將板坯壓縮成具有一定的強度，便于輸送。當板坯經(jīng)過光電開關(guān)sw1，啟動加速滾臺將成型板坯分離。標準的板坯經(jīng)過光電開關(guān)sw2的前一信號啟動推板滾臺，后一信號啟動推板器前進，將板坯送進裝板機。板坯回收裝置設(shè)在板坯運輸機下，當產(chǎn)生不

3、合格的板坯時，則該板坯經(jīng)加速運輸機被送入板坯回收裝置將纖維回收。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1-1。工藝流程圖見圖1-2。圖1-1鋪裝工段結(jié)構(gòu)圖圖1-2鋪裝工段的工藝流程圖1.3熱壓工段的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝流程熱壓工段的生產(chǎn)設(shè)備主要有裝板機、熱壓機、卸板機。裝板機原有的生產(chǎn)線采用由下至上的裝板方式，推板器將板坯送進裝板機，等推板器退回，裝板機上升一格。直到裝板機上升到最高點，進板器前進，擋板油泵下降，進板器后退，擋板油泵上升。板坯進入熱壓機，熱壓機開始工作。熱壓機熱壓機為多層結(jié)構(gòu)，加壓方式為下壓式，有液壓系統(tǒng)提供液壓缸加壓動力，熱壓板的熱介質(zhì)可用蒸汽或熱油。熱壓機按預(yù)定的程序自動完成整個熱壓過程，根據(jù)中密度纖

4、維板的制板工藝曲線設(shè)定熱壓程序。卸板機采用至上而下的卸板方式。卸板機的初始位置在最高點，在裝板機裝板過程中，當進板器將板坯推進熱壓機的時候，同時將在熱壓機中的熱壓板推出了熱壓機，進入卸板機。進板完畢，卸板機下降，直到最下面的熱壓板接觸出板機的行程開關(guān)，卸板機停止，啟動出板機，將毛板送入成品制備工段。繼續(xù)下降一格，直到最下面的熱壓板接觸出板機的行程開關(guān)，卸板機停止，啟動出板機，這樣重復(fù)進行直到卸板機中的板卸載完畢。然后卸板機至頂。其結(jié)構(gòu)如圖1-3，工藝流程圖如圖1-4 。1.4成品制備工段的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝流程由出板機出來的毛板經(jīng)稱重運輸機稱重后，由運輸機將毛板送入翻板冷卻機冷卻，冷卻后的毛板，經(jīng)

5、縱鋸、橫鋸鋸成符合規(guī)格的齊邊板，然后進行堆垛、貯存，待膠粘劑充分固化后，再用叉車把整垛板送入砂光線。其結(jié)構(gòu)簡圖略，工藝流程圖如圖1-5。圖1-3熱壓工段結(jié)構(gòu)圖圖1-4熱壓工段工藝流程圖圖1-5成品制備工段工藝流程圖1.5裝板機裝板流程的改進設(shè)計1.5.1問題的提出裝板機的傳統(tǒng)裝板過程是:裝板機在上升過程中依次裝板，等裝板機裝完板后，進板器將板坯送進熱壓機，然后又退到最低點，重新進行裝板。作者在現(xiàn)場安裝過程中發(fā)現(xiàn)，由于液壓缸工作的遲滯性，在回位過程中，浪費了許多時間，降低了生產(chǎn)效率。1.5.2改進設(shè)計方案為了提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)率，提高裝板機的裝板速度?，F(xiàn)對裝板機的裝板流程進行改進設(shè)計。方案如下:在

6、裝板機下降過程中，隔層裝板;在上升一過程，把空位補齊。示意如圖1-6圖1-6裝板機裝板程序改進第二章 生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的設(shè)計2.1 PLC的選擇通過對各種PLC的價格/性能比，指令系統(tǒng)的功能進行比較，選用日本OMRON公司PLC。根據(jù)各階段的輸入/輸出點的數(shù)量，以及便于以后的生產(chǎn)線改造，選用C200H型的PLC作為控制機。鋪裝工段選用一個8槽母板和一個5槽擴展母板。裝板機、熱壓機、卸板機、成品運輸階段采用一個10槽母板和一個8槽擴展母板。PLC系統(tǒng)除CPU和電源模塊外，選用若干個輸入單元ID212和輸出單元OC225以及需要的模擬量I/O單元。2.2C200H可編程控制器概述日本OMRON(

7、立石公司生產(chǎn)的SYSMAC C系列PC產(chǎn)品己廣泛應(yīng)用于材料處理、食品加工和包裝、機械加工、自動化制造和過程控制等行業(yè)。在我國引進及市場上銷售的進口PC產(chǎn)品中，OMRON在小型機中占首位。SYSMAC C系列PC有微型、小型、中型和大型四大類十幾種型號。C200PI PLC是小型PLC的代表。采用緊湊型模塊式結(jié)構(gòu)如圖3-I。可控制384點I/O，同時還可以配置智能I/O模塊、網(wǎng)絡(luò)他通信模塊、模擬量I/O模塊等，是一種小型高性能PLC。圖2-1 C200H PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.2.1C200H PLC母板I/O通道號及位號配置PLC監(jiān)測從按鈕、傳感器和限位開關(guān)等設(shè)備和元件傳來的輸入信號，根據(jù)存儲器中

8、的用戶程序進行邏輯解算，然后給外部負載(如繼電器、馬達控制器、電磁閥、氣閥、指示燈和報警器等輸出信號以達到控制目的。I/O繼電器區(qū)實際上就是這些外部輸入輸出設(shè)備狀態(tài)的映像區(qū)，PLC機通過I/O區(qū)中的各個位與外部物理設(shè)備建立聯(lián)系。此區(qū)中的每個通道都可以映像一個I/O卡狀態(tài)。而每個通道的每個位都可以映像一個I/0卡上的每個端子的狀態(tài)?？傊?，I/O繼電器區(qū)就是為C200H PLC系統(tǒng)配置I/O卡準備的映像區(qū)，共有30個通道，編號000029。 一個C200H PLC系統(tǒng)中的CPU母板最多可帶兩個擴展母板，各母板的通道號配置如圖2-2。圖2-2母板通道號配置每通道尋址16位，在通道號后再加2位數(shù)字，用

9、5位數(shù)表示UO繼電器區(qū)中的一個位。位號尋址范圍表如表3-1。表2-1 1/O繼電器區(qū)位號2.2.2C200H PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)通道號分配C200H PLC的存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器分為系統(tǒng)程序存儲區(qū)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲區(qū)。用戶存儲器分為用戶程序區(qū)和用戶數(shù)據(jù)區(qū)。用戶數(shù)據(jù)區(qū)用于存放輸入、輸出數(shù)據(jù)，程序用中間變量，提供計時器、計數(shù)器、寄存器等。C200H PLC系統(tǒng)將用戶數(shù)據(jù)區(qū)分為九大類，分別為I/0繼電器區(qū)，內(nèi)部輔助繼電器區(qū)，專用繼電器區(qū)，暫存繼電器區(qū)，保持繼電器區(qū)，輔助繼電器區(qū)，鏈接繼電器區(qū)，定時/計數(shù)繼電器區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)。對于各區(qū)的訪問，C200H PLC系統(tǒng)采用通道的概念尋址，

10、即將各個劃區(qū)分為若干個連續(xù)的通道，每個通道包含16個二進制位，用24位數(shù)字組成通道號來標識各區(qū)和各個通道，有些區(qū)可以按位進行尋址，要在通道號后再加0015二位數(shù)字組成位號來標識各個通道的位。C200H PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)通道號分配如表2-2。表2-2 C200H PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)通道號分配2.2.3C200H PLC系統(tǒng)控制線路結(jié)構(gòu)輸入量接在輸入模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊等:輸出量接在輸出模塊、模擬量轉(zhuǎn)換模塊。I/0模塊通過母板總線連接。其結(jié)構(gòu)圖如圖2-3。圖2-3 I/O結(jié)構(gòu)圖2.3PLC軟件設(shè)計根據(jù)中密度生產(chǎn)線的整體控制要求和各工段的輸入輸出的點數(shù)，將鋪裝工段的輸入輸出分配在一個PLC中，將熱壓、成品制備工段的輸入輸出分配在一個PLC中。由于PLC的控制采用尋址方式，I/O繼電器區(qū)實際上就是這些外部輸入輸出設(shè)備狀態(tài)的映像區(qū)，PLC機通過區(qū)中的各個位與外部物理設(shè)備建立聯(lián)系。因此，需將生產(chǎn)線設(shè)備進行輸入輸出定義，并分別分配地址號，即I/O。2.3.1鋪裝、預(yù)壓、成型、運輸階段PLC軟件設(shè)計（1）I/O分配表(2梯形圖設(shè)計根據(jù)生產(chǎn)線的