Automatické řízení hydraulického stroje

PLC

Abstraktní

  Ve většině průmyslových odvětví má být automatizace implementována v mnoha oblastech, aby se zkrátila doba zpracování a pracovní síla. Tento projekt realizuje automatizační techniku, která provádí automatizační proces hydraulického lisu pomocí PLC (Programmable Logic Controller). Nyní se používá semiautomatický hydraulický stroj pro montáž a demontáž částí motoru. Zde je vysoký tlak uveden pro všechny objekty během procesu. Kvůli stejné úrovni tlaku dojde k vysokému poškození. Při tomto projektu je navrženo automatické řízení hydraulického stroje pomocí programovatelného logického řadiče (PLC). Koncový spínač je spojen s řídicí jednotkou PLC. Tento koncový spínač slouží k ovládání pohybem solenoidu v hydraulickém stroji směrem vzhůru a dolů. Použitím tohoto automatického řídicího systému budou části motoru odstraněny bez poškození. Klíčová slova: PLC, hydraulický systém

I. ÚVOD

  Automatizace je jedním z vývojových procesů v dnešním scénáři. To lze provést v průmyslových odvětvích, kde je v oblasti ochrany zapojeno více pracovních sil. To způsobuje poptávku po práci a také ztrátu produkce. Pro správu výše uvedených problémů se zavádí PLC, kde je možné zpracovávat více vstupů s jednotlivými výstupy. V dřívějších dnech byla PLC použita pro ovládání strojů stisknutím přepínače, ale dnes se používá HMI ke snížení počtu portů. RS232 kabel se používá pro rozhraní programu, kódovaný podle potřeby. Specifikace snižuje pracovní sílu i I / O porty. Může být schopen pracovat na různých zařízeních programováním logiky žebříčku na základě časového omezení. PLC lze programovat z malých obvodů až po složité obvody pomocí logiky žebříku. V této metodě analýzy byla diskutována stávající metoda a bylo analyzováno, jak překonat tuto nevýhodu. Navrhovaná metoda překonává nevýhodu stávající metody. Poloautomatický stroj se používá v čerpadlech CRI pro demontáž částí motoru. Tlak je vysoký u všech objektů. Při odstraňování součástí dochází k poškození vysokým tlakem. Jedná se o systém existující v čerpadlech CRI.

  Hydraulický stroj se používá k montáži a demontáži součástí motoru. Jedná se o poloautomatický stroj. Pohyb solenoidu pro montáž a demontáž je na stejné úrovni. Takže úroveň tlaku je stejná. Motor se spouští stisknutím spínače. Poté musí stisknout dolů tlačítko pro dolů solenoid. Pro pohyb nahoru musí stisknout tlačítko nahoru. Rychlost solenoidu nemůže ovládat. Rychlost solenoidu je řízena řízením rychlosti motoru a také rychlosti hydraulické kapaliny. Jedná se o provoz hydraulického stroje.

  Automatické řízení hydraulického stroje se provádí. Blokování tlačítka nahoru a dolů se provádí pro provedení jedné operace. Koncový spínač se používá pro řízení pohybu elektromagnetu hydraulického stroje směrem vzhůru a dolů a počká na časové období. Kabel RS232 se používá pro rozhraní programu s PLC vhodným kódováním. V této technice může být časové zpoždění pro převedení jedné hodnoty na jinou hodnotu kdykoliv změněno kódováním hodnoty časového zpoždění v sekundách nebo milisekundách. Je univerzálně použitelný a uživatelsky přívětivý pro všechny aplikace. Snižuje počet portů používaných v PLC pro existující výstup.

II. HYDRAULICKÝ SYSTÉM

  Hydraulické polštáře se používají na obou mechanických i hydraulických lisů. Mají několik výhod oproti vzduchovému polštáři. Jedná se o: 1) Větší síly mohou být získány ve stejném prostoru lůžka. 2) Zablokování vratné brzdy nebo zpoždění návratu: tato funkce se používá, aby nedošlo k deformaci součásti při otevření lisu. 3) Schopnost řídit okamžitý tlak polštáře pomocí servopohonu. Tato funkce může být použita k optimalizaci síly držáku prázdného stroje při probíhající operaci hlubokého tažení. Řízením tlaku hydraulického výplňového ventilu pomocí servopohonu lze dosáhnout optimalizace síly držáku. Obvykle se tlak vzduchových polštářů se zvýší o 10% nebo více mezi počátečním kontaktem a koncem jízdy. Zvýšení tlaku až o 40% je typické pro samostatné dusíkové lahve a některé rozdělovací systémy. Kovový pohyb na držáku pro polotovary může být na konci tvarovacího cyklu výrazně zpomalen tímto zvýšením tlaku. Výsledkem může být selhání v důsledku zlomenin. Programovatelná hydraulická zápustní podložka může optimalizovat síly držáku polotovarů prostřednictvím sekvence tvarování.

III. NAVRHOVANÁ METODA

  V hydraulickém stroji je hydraulická kapalina dodávána v celém hydraulickém válci a stává se tlakem podle přítomného odporu. Tekutina je řízena automaticky regulačními ventily a je distribuována hadicemi a trubkami. Popularita hydraulických strojů je způsobena velmi velkým množstvím výkonu, které lze přenést malými trubkami a flexibilními hadicemi, a vysokou hustotou výkonu a širokým spektrem pohonů, které mohou tuto sílu využít. Hydraulické stroje jsou provozovány pomocí hydrauliky, kde kapalinou je napájecí médium.

A.První:

  Pascalův zákon uvádí, že "tlak aplikovaný na jakoukoli část omezené tekutiny přenáší na každou jinou část bez ztráty. Tlak působí stejnou silou na všech rovných oblastech omezujících stěn a kolmo ke stěnám ". To je základní princip pro libovolný hydraulický systém.

B.Operace:

  Vzhledem k tomu, že hydraulický lis pracuje na základě Pascalova zákona, jeho práce je podobná jako u hydraulického systému. Hydraulický lis se skládá ze základních součástí používaných v hydraulickém systému, který obsahuje válce, písty, hydraulické trubky apod. Práce tohoto lisu je velmi jednoduchá. Systém se skládá ze dvou válců, tekutina (obvykle oleje) přičemž válec má malý průměr. Tento válec je znám jako podřízený válec. Píst v tomto válci je tlačen tak, aby stlačil kapalinu v něm, která protéká potrubím do většího válce.

C.Struktura hydraulického stroje:

  Větší válec je znám jako hlavní válec. Tlak je vyvíjen na větší válec a píst v hlavním válci tlačí tekutinu zpátky do původního válce. Síla aplikovaná na kapaliny menším válcem vede k větší síle, když je zatlačena do hlavního válce. Hydraulický lis se většinou používá k průmyslovým účelům, kde je nutný velký tlak pro stlačování kovů na tenké plechy. Průmyslový hydraulický lis používá materiál, jenž má být zpracován, spolu s lisovacími deskami, aby rozdrtil nebo vrazil materiál do tenkého plechu. Jedná se o provoz hydraulického stroje.

D. Hydraulické lisy:

  Hydraulické lisy jsou výkonnou třídou obráběcích strojů; odvodí energii, kterou dodávají prostřednictvím hydraulického tlaku. Tekutinový tlak v určité komoře lze zvýšit nebo snížit pomocí čerpadel a ventilů. Někdy mohou být zařízení a systémy použity ke zvýšení kapacity čerpadel ve výkonnějších listech. Tyto lisy mohou pracovat na dlouhé vzdálenosti a konstantní rychlostí. Hydraulické lisy jsou obecně pomalejší než u jiných typů lisovacích strojů. To zahrnuje delší kontakt s prací; proto může být chlazení práce problémem při vytváření části s hydraulickou silou za tepla. Hydraulické lisy mohou být nejmocnější třídou lisů. Některé mohou být stejně velké jako budovy a mohou přinést ohromný tlak. Největší hydraulické lisy jsou schopny aplikovat 75 000 tun (150 000 000 liber) síly. Uvedený hydraulický lis se používá k výrobě kovového kování.

  Extrze je také velmi běžným používáním pro tento lis, i když extruze je často prováděna horizontálně. Základní principy hydraulického lisu jsou jednoduché a spoléhají na rozdíly v tlaku kapaliny. Kapalina je čerpána do válce pod píst, což způsobuje zvýšení tlaku kapaliny pod píst. Současně je kapalina čerpána z horního kanálu, což způsobuje pokles tlaku kapaliny nad píst. Vyšší tlak kapaliny pod pístem než kapalina nad ním způsobuje píst zvyšovat. V dalším kroku se z pístu čerpá kapalina, což způsobuje pokles tlaku pod píst. Současně se kapalina čerpá do válce z horní části, což zvyšuje tlak kapaliny nad píst. Vyšší tlak kapaliny nad píst, než kapalina pod ním, pohybuje píst směrem dolů.

E.Hydraulické rychlosti tisku:

  Většina uživatelů tisku je zvyklá na popis rychlostí tisku v počtu úderů za minutu. Rychlost se snadno stanoví pomocí mechanického lisu. Je to vždy součást specifikace stroje. Počet zdvihů za minutu vyrobený hydraulickým lisem se stanoví výpočtem odděleného času pro každou fázi zdvihu ramene. Za prvé se vypočítá doba rychlého předstihu.

F.Stahy hydraulického lisu:

  Dále je určen čas lisování nebo pracovní zdvih. Pokud se použije doba prodlevy, přidá se také čas. Nakonec je přidán čas zpětného zdvihu k určení celkové doby cyklu.

  Doba zpoždění reakce hydraulického ventilu je také faktorem, který by měl být zahrnut pro přesný výpočet celkové doby. Tyto faktory jsou vypočítány za účelem určení teoretických poměrů výroby při hodnocení nového procesu. U pracovních míst, která jsou v provozu, je dostatečné měření rychlosti cyklu stopkami. Většina hydraulických lisů se nepovažuje za vysokorychlostní stroje. V automatickém režimu však hydraulické lisy pracují v rozsahu 20 až 100 zdvihů za minutu nebo vyšší. Tyto rychlosti jsou obvykle dostatečné pro ruční práci. Výsledné rychlosti rychlosti výroby jsou srovnatelné s rychlostmi mechanických lisů OBI a OBS, které používají jednootáčkové aplikace. V případě hydraulického stroje není třeba vzít v úvahu další opotřebení spojky a brzdy.

IV. NAVRHOVANÁ KONTROLA SYSTÉMU POUŽÍVÁ PLC

  PLC se nazývá programovatelný logický řadič. Jedná se o digitální počítač používaný pro automatizaci typických průmyslových elektromechanických procesů, jako je kontrola strojních zařízení na továrních montážních linkách, zábavní jízdy. Používá se v mnoha průmyslových odvětvích. Osm vstupů a čtyři výstupy se používají pro navrhovaný systém. Blokování mezi koncovými spínači je dáno pro nepřetržitý pohyb stroje. V tomto procesu automatického řízení se motor spouští stisknutím tlačítka Start. Při startování motoru je solenoid vždy v horní poloze. Pomocí ovladače se solenoid začne pohybovat směrem dolů. Pohyb solenoidového ventilu je řízen koncovými spínači, který je spojen s řídicí jednotkou PLC, otevřením a zavřením kontaktů. Po dokončení procesu montáže nebo demontáže je motor vypnutý. Jedná se o činnost systému. Když se solenoid dostane do konkrétní polohy, koncový spínač otevře kontakt. Po vyjmutí ložiska motoru z hřídele koncový spínač uzavřel kontakt. Nyní se solenoid pohybuje vzhůru. Jedná se o průběžný proces, který se automaticky stane. Koncový spínač řídí pohyb solenoidu otevřením a zavřením.

A. Blokový diagram navrženého systému:

  Blokový diagram je zobrazen pro navrhovaný systém. Pro správné a efektivní zpracování lisu je nutné udržovat tlak válce jako konstantní, což napomáhá plynulému toku tlaku v hydraulickém válci. Jeho může být s pomocí PLC. Automatické řízení hydraulického stroje probíhá pomocí PLC. Blokování probíhá mezi tlačítkem nahoru a dolů. Koncový spínač se používá pro ovládání solenoidu hydraulického stroje směrem vzhůru a dolů a počká na dobu. Pro ruční ovládání je tlačítko zapnuto a zůstane stejné až do ukončení provozu. Motor v hydraulickém stroji běží, dokud nedosáhne zastaveného nebo nouzového stavu.

B.Programovatelné logické řídicí jednotky (PLC) pomocí Ladder Logic:

  Před příchodem logických obvodů v pevných stavech byly logické řídicí systémy navrženy a konstruovány výlučně kolem elektromechanických relé. Relé nejsou zdaleka zastaralé v moderním designu, ale byly nahrazeny mnoha z jejich bývalýchrole jako řídicí zařízení na úrovni logiky, nejčastěji odsunuté do těch aplikací vyžadujících přepínání vysokého proudu a / nebo vysokého napětí.

  Systémy a procesy, které vyžadují ovládání "on / off", jsou v moderním obchodě a průmyslu hojné, ale takové řídicí systémy se zřídka vyrábějí buď z elektromechanických relé nebo z diskrétních logických bran. Místo toho digitální počítače vyplňují potřebu,které mohou být naprogramovány tak, aby prováděly různé logické funkce. V pozdních šedesátých letech americká společnost s názvem Bedford Associates vydala výpočetní zařízení, které nazvali MODICON. Jako zkratka to znamenalo modulární digitální řadič apozději se stal názvem divize společnosti věnované konstrukci, výrobě a prodeji těchto speciálních počítačů pro řízení. Ostatní inženýrské firmy vyvinuly vlastní verze tohoto zařízení a nakonec se staly známýmiv nekomerčních termínech jako PLC nebo programovatelný logický řadič. Účelem PLC bylo přímo nahradit elektromechanické relé jako logické prvky, nahrazující místo toho digitální počítač v pevném stavu s uloženým programem, schopnýmnapodobit propojení mnoha relé pro provádění určitých logických úloh. PLC má mnoho "vstupních" terminálů, kterými interpretuje logické stavy "vysoké" a "nízké" od senzorů a přepínačů. Má také mnoho výstupůkteré vyvedou signály "vysoký" a "nízký" na světelné zdroje, solenoidy, stykače, malé motory a další zařízení, která se zapínají a vypínají. Ve snaze učinit PLC snadno programovat, jejich programováníjazyk byl navržen tak, aby připomínal schémata logických schémat. Tak by průmyslový elektrikář nebo elektrotechnik zvyklý na čtecí schéma schématu žebříku cítil, že programování PLC umožňuje pohodlně provádět stejné řídicí funkce.

  PLC jsou průmyslové počítače a jako takové jsou jejich vstupní a výstupní signály typicky 120 V AC, stejně jako elektromechanické řídicí relé, které byly navrženy tak, aby nahradily. Ačkoli některé PLC mají schopnost vstupovat a výstupovatnízkoúrovňové stejnosměrné napěťové signály velikosti použité v obvodech s logickou branou, je to výjimka, nikoliv pravidlo.

  Signální a programovací standardy se poněkud liší mezi různými modely PLC, ale jsou natolik podobné, že umožňují "generický" úvod do programování PLC. Následující obrázek zobrazuje jednoduchý PLCmůže vypadat z čelního pohledu. Dvě šroubové svorky umožňují připojení napájení 120 V AC pro napájení vnitřních obvodů PLC označených L1 a L2. Šest šroubových svorek na levé straně poskytuje připojení ke vstupním zařízenímterminál představující jiný vstupní kanál s vlastním štítkem "X". Dolní levá šroubová svorka je "společné" připojení, které je obecně připojeno k L2 (neutrálnímu) zdroje 120 VAC.

C.Limitace a jazyky nástupce:

  Ladicí notace je nejlépe vhodná pro řízení problémů, kde jsou požadovány pouze binární proměnné a kde je primární kontrolní problém spojování a sekvencování binárních. Stejně jako všechny paralelní programovací jazyky, postupné pořadíoperace mohou být nedefinované nebo nejasné; logické závodní podmínky, které mohou mít neočekávané výsledky. Komplexní příčky jsou nejlépe rozděleny do několika jednodušších kroků, aby se předešlo tomuto problému. Někteří výrobci tomuto problému vyloučíexplicitně a úplně definovat pořadí výkonu řádu, ale programátoři mohou stále mít problémy s plným pochopením výsledné komplexní sémantiky. Analogové veličiny a aritmetické operace jsou neohrabaně vyjádřené v žebříkulogika a každý výrobce má různé způsoby rozšíření zápisu o těchto problémech. Obvykle existuje omezená podpora pro pole a smyčky, což často vede k duplicitě kódu pro vyjádření případů v jiných jazycíchvolání po použití indexovaných proměnných, protože mikroprocesory se staly silnějšími, zápisy jako grafy sekvenčních funkcí a diagramy funkčních bloků mohou nahradit logiku žebříčku pro některé omezené aplikace. Některé novější PLC mohou mít všechnynebo části programování prováděné v dialektu, který se podobá jazyku BASIC, C nebo jinému programovacímu jazyku s vazbami vhodnými pro prostředí aplikace v reálném čase.

V. ZÁVĚR

  Navrhovaný systém zajišťuje automatické a poloautomatické řízení hydraulického stroje. Lisy jsou řízeny a demontáž součástí probíhá bez poškození. Spotřeba času a výkon člověka jsou sníženy. Časzpoždění může být provedeno podle stavu zatížení. Tento proces lze použít i pro krytí částí motoru. Tento proces lze efektivně využít v jakémkoli odvětví automatizace. Odstranění předmětu po demontáži je stejné.