1 引言

卷板機(jī)（Rolling Machine）是對(duì)板料進(jìn)行連續(xù)點(diǎn)彎曲的塑形機(jī)床，具有卷制O型、U型、多段R等不同的形狀。為上調(diào)式對(duì)稱式三輥卷板機(jī)，可將金屬板材卷成圓形、弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，本機(jī)種兩下輥為主動(dòng)輥，上輥為從動(dòng)輥。它廣泛使用于造船、鍋爐、航空、水電、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。

適合用于金屬板材的彎曲變形，可卷制圓形，弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，并有板材端部預(yù)彎功能，本機(jī)型兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥可水平移動(dòng)，上輥為從動(dòng)輥可上下移動(dòng)，移動(dòng)方式有機(jī)械式和液壓式，傳動(dòng)軸均采用萬向連軸器連接。

2 設(shè)備控制工藝介紹

三輥卷板機(jī)有機(jī)械式和液壓式。液壓式三輥對(duì)稱卷板機(jī)主要特點(diǎn)：該機(jī)上輥可以垂直升降，垂直升降的液壓傳動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用活塞桿而獲得；下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過減速機(jī)輸出齒輪嚙合，為卷板提供扭矩，下輥下部有托輥，并可調(diào)節(jié)。上輥呈鼓形狀，提高制品的直線度，適用于超長規(guī)格各種截面形狀罐。

液壓式三輥卷板機(jī)完成卷板動(dòng)作過程中全部采用液壓傳動(dòng)，PLC 輸出動(dòng)作去控制液壓氣缸動(dòng)作。上輥位置反饋有編碼器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)的數(shù)值反映移動(dòng)的位置。并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏上等。上輥的位置精準(zhǔn)度取決于編碼器的反饋精度和動(dòng)作氣缸的速度。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

液壓式三輥卷板機(jī)系統(tǒng)一般由以PLC為核心的控制機(jī)柜、位置反饋傳感器、動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置和觸摸屏組成，系統(tǒng)裝置如圖2-1所示。卷板機(jī)控制柜里配置有PLC、相序保護(hù)器、跳閘繼電器、熱繼等。每一路輸入、輸出通道都有與之相對(duì)應(yīng)的指示燈，可以檢查某一通道的動(dòng)作情況，且系統(tǒng)具有在線試驗(yàn)功能。

圖 2-1  液壓式三輥卷板機(jī)系統(tǒng)組成

由于系統(tǒng)對(duì)位置精度要求特別高，對(duì)計(jì)數(shù)的精準(zhǔn)性有一定的要求，和利時(shí)LM3108可以接受單相計(jì)數(shù)器：3點(diǎn)，100KHz 和兩相計(jì)數(shù)器：2點(diǎn)，100KHz 。所以液壓式三輥卷板機(jī)采用和利時(shí)公司高性價(jià)比的LM系列PLC，由于LM3108有24DI和16DO。由CPU模塊完成所有輸入信號(hào)的邏輯處理和輸出信號(hào)的邏輯控制，從硬件和軟件上實(shí)現(xiàn)了上輥位置的精確控制，硬件結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。

圖 2-2  液壓式三輥卷板機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

以基本配置的液壓式三輥卷板機(jī)與基于LM3108為列，輸入輸出信號(hào)清單如下：

表  3-1 輸入輸出信號(hào)清單

4  應(yīng)用特點(diǎn)

基于LM系列PLC的液壓式三輥卷板機(jī)系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

◆ 準(zhǔn)確性及可靠性

準(zhǔn)確性、可靠性是液壓式三輥卷板機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵，本系統(tǒng)采用了LM 3108 PLC運(yùn)行方式，LM配置高性能的工業(yè)級(jí)處理器，具有納秒級(jí)的處理速度以及大容量的內(nèi)存，可使液壓式三輥卷板機(jī)保護(hù)邏輯程序準(zhǔn)確、快速地執(zhí)行，這在硬件上也大大保證了系統(tǒng)的高可靠性。確保整套裝置在任何情況下，都能正確可靠地實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)跳閘功能。以往裝置中重點(diǎn)關(guān)注的液壓“拒跳”或“誤跳”的情況，可在程序設(shè)計(jì)過程中得到充分合理的處理，這在技術(shù)上保證了系統(tǒng)的高可靠性。

◆ 系統(tǒng)功能強(qiáng)

由于LM系列PLC體積小，集成化程度高，運(yùn)算速度快，邏輯控制容量大，所以整套程序中除了狀態(tài)報(bào)警、遮斷停機(jī)等常規(guī)功能外，還可進(jìn)行在線試驗(yàn)功能。該功能的作用在于機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)， 檢查壓力開關(guān)、電磁閥等外圍元器件的狀態(tài)，提高整套裝置的自身安全系數(shù)。

增加卷板機(jī)首出原因記憶功能，幫助運(yùn)行人員在第一時(shí)間知道停機(jī)的第一起因，避免了以往或者顯示面板上有多項(xiàng)報(bào)警指示，分析不出第一起因，或者隨著現(xiàn)場情況的瞬息變換，指示燈的熄滅，也找不到第一起因。同時(shí)，該功能的存在也為事故追憶系統(tǒng)（SOE）的記錄提供了驗(yàn)證手段。該功能可通過程序編寫完成，不需要增加任何硬件設(shè)備，而且完全應(yīng)用編程技巧。在沒有發(fā)生停機(jī)條件時(shí)，該功能不需要執(zhí)行，不占用系統(tǒng)監(jiān)測的時(shí)間，使系統(tǒng)的監(jiān)測、停機(jī)功能得到最大程度的實(shí)現(xiàn)。