Automatische controle van hydraulische machine met behulp van

PLC

Abstract

  In de meeste industrieën moet automatisering op veel gebieden worden geïmplementeerd om de verwerkingstijd en mankracht te verkorten. Dit project implementeert de automatiseringstechniek die het automatiseringsproces van de hydraulische persmachine uitvoert met behulp van PLC (Programmable Logic Controller). Tegenwoordig wordt een halfautomatische hydraulische machine gebruikt om de motoronderdelen te monteren en te demonteren. Hier wordt de hoge druk gegeven voor alle objecten tijdens het proces. Vanwege hetzelfde drukniveau zal grote schade optreden. In dit projectwerk wordt een automatische regeling van de hydraulische machine voorgesteld met behulp van Programmable Logic Controller (PLC). De eindschakelaar is verbonden met de besturingseenheid van de PLC. Deze limietschakelaar wordt gebruikt om de opwaartse en neerwaartse beweging van de solenoïde in de hydraulische machine te regelen. Door dit automatische besturingssysteem te gebruiken, worden de motoronderdelen zonder beschadiging verwijderd. Sleutelwoorden: PLC, hydraulisch systeem

I. INLEIDING

  Automatisering is een van de ontwikkelingsprocessen in het huidige scenario. Het kan worden gedaan in de industrieën waar meer aantal inspanningen op het gebied van bescherming zijn betrokken. Dit veroorzaakt de vraag naar arbeid en ook wat productieverlies. Om bovengenoemde problemen te beheersen, wordt PLC geïntroduceerd waar meerdere ingangen kunnen worden verwerkt met de afzonderlijke uitgangen. Vroeger werd de PLC gebruikt om de machines te besturen door op de schakelaar te drukken, maar vandaag wordt HMI gebruikt om het aantal poorten te verminderen. De RS232-kabel wordt gebruikt om het programma aan te sluiten, gecodeerd zoals gewenst. Specificatie vermindert ook de arbeidskosten en I / O-poorten. Het kan op verschillende apparaten werken door de logica van de ladder te programmeren op basis van tijdslimiet. PLC kan met behulp van de ladderlogica van kleine circuits naar complexe circuits programmeren. In deze analysemethode werd de bestaande methode besproken en werd geanalyseerd hoe het nadeel te overwinnen. De voorgestelde methode overwint het nadeel van de bestaande methode. De halfautomatische machine wordt gebruikt in CRI-pompen voor het demonteren van de motoronderdelen. De druk is hoog voor alle objecten. Als gevolg van hoge drukschade ontstaan ​​tijdens het verwijderen van de onderdelen. Dit is het systeem dat bestaat in CRI-pompen.

Hydraulische machine wordt gebruikt voor het monteren en demonteren van de motoronderdelen. Het is een semi-automatische machine. De beweging van de solenoïde voor het samenstellen en verwijderen van het doel bevindt zich op hetzelfde niveau. Het drukniveau is dus ook hetzelfde. De motor wordt gestart door op de schakelaar te drukken. Daarna moet de neerwaartse knop worden ingedrukt om de solenoïde omlaag te brengen. Voor opwaartse beweging moet de opwaartse knop ingedrukt worden. De snelheid van de solenoïde kan niet worden geregeld. De snelheid van de solenoïde wordt geregeld door de snelheid van de motor en ook de snelheid van de hydraulische vloeistof te regelen. Dit is de werking van de hydraulische machine.

  De automatische bediening van de hydraulische machine is voltooid. De vergrendeling tussen de knoppen omhoog en omlaag wordt uitgevoerd voor de uitvoering van één bewerking. De eindschakelaar wordt gebruikt om de opwaartse en neerwaartse beweging van de solenoïde van de hydraulische machine te regelen en te wachten op de tijdsperiode. De RS232-kabel wordt gebruikt om het programma met de PLC aan te sluiten door de geschikte codering. In deze techniek kan de tijdvertraging voor het converteren van de ene naar de andere waarde op elk moment worden gewijzigd door de waarde van de tijdvertraging in seconden of milliseconden te coderen. Het is universeel toepasbaar en gebruiksvriendelijk voor alle toepassingen. Het vermindert het aantal poorten dat in de PLC wordt gebruikt voor de bestaande uitvoer.

II. HYDRAULISCH SYSTEEM

  Hydraulische matrijskussens worden gebruikt voor zowel mechanische als hydraulische persen. Ze hebben verschillende voordelen in vergelijking met een luchtkussen. Deze omvatten: 1) Veel grotere krachten kunnen worden verkregen in dezelfde persbedruimte. 2) Vergrendeld of teruggestuurd vertraagd kussen: deze functie wordt gebruikt om te voorkomen dat het onderdeel vervormt wanneer de pers wordt geopend. 3) Het vermogen om de ogenblikkelijke kussendruk te regelen met een servoklep. Deze functie kan worden gebruikt om de kracht van de onbewerkte houder te optimaliseren wanneer een dieptrekbewerking bezig is. Door de druk van de hydraulische matrijskussen te regelen met een servoklep, kan optimalisatie van de kracht van de onbewerkte houder worden bereikt. Doorgaans neemt de druk van luchtgestuurde matrijskussens toe met 10% of meer tussen het eerste contact tot het einde van de beweging. Een drukverhoging tot 40% is typerend voor onafhankelijke stikstofcilinders en enkele spruitstuksystemen. Metaalbeweging op de blanco houder kan aan het einde van de vormcyclus ernstig vertraagd zijn door deze drukverhoging. Het resultaat kan een fout zijn vanwege breuken. Een programmeerbaar hydraulisch matrijskussen kan de blanke houderkrachten optimaliseren door de vormingsvolgorde.

III. VOORGESTELDE METHODE

  In de hydraulische machine wordt hydraulische vloeistof door de hydraulische cilinders gevoerd en onder druk gezet in overeenstemming met de aanwezige weerstand. De vloeistof wordt automatisch geregeld door regelkleppen en verdeeld door slangen en buizen. De populariteit van hydraulische machines is te danken aan de zeer grote kracht die kan worden overgedragen via kleine buizen en flexibele slangen, en de hoge vermogensdichtheid en brede reeks actuators die van deze kracht gebruik kunnen maken. Hydraulische machines worden bediend door middel van hydraulica, waarbij een vloeistof het aandrijvende medium is.

A.Principle:

  De wet van Pascal stelt dat de "druk uitgeoefend op elk deel van een ingesloten vloeistof zonder verlies doorgeeft aan elk ander onderdeel. De druk werkt met gelijke kracht op alle gelijke gebieden van de begrenzende wanden en loodrecht op de wanden ". Dit is het basisprincipe voor elk hydraulisch systeem.

B.Operation:

  Omdat de hydraulische pers werkt op basis van de wet van Pascal, is de werking ervan vergelijkbaar met die van het hydraulische systeem. Een hydraulische pers bestaat uit basiscomponenten die worden gebruikt in een hydraulisch systeem dat de cilinder, zuigers, hydraulische leidingen, enz. Omvat. De werking van deze pers is zeer eenvoudig. Het systeem bestaat uit twee cilinders, waarbij de vloeistof (meestal olie) wordt ingegoten. de cilinder heeft een kleine diameter. Deze cilinder staat bekend als de volgcilinder. De zuiger in deze cilinder wordt zo geduwd dat de vloeistof erin die door een buis in de grotere cilinder stroomt wordt samengedrukt.

C. Structuur van Hydraulische Machine:

  De grotere cilinder staat bekend als de hoofdcilinder. De druk wordt uitgeoefend op de grotere cilinder en de zuiger in de hoofdcilinder duwt het fluïdum terug naar de oorspronkelijke cilinder. De kracht uitgeoefend op de vloeistoffen door de kleinere cilinder resulteert in een grotere kracht wanneer deze in de hoofdcilinder wordt gedrukt. De hydraulische pers wordt meestal gebruikt voor industriële doeleinden waar een grote druk vereist is voor het comprimeren van metalen tot dunne platen. Een industriële hydraulische pers gebruikt het materiaal waaraan moet worden gewerkt samen met behulp van de persplaten om het materiaal tot een dun vel te verpletteren of te stansen. Dit is de werking van de hydraulische machine.

D. Hydraulische persen:

  Hydraulische persen zijn een krachtige klasse werktuigmachines; ze ontlenen de energie die ze leveren door middel van hydraulische druk. Vloeistofdruk, in een bepaalde kamer, kan worden verhoogd of verlaagd door het gebruik van pompen en kleppen. Soms kunnen apparaten en systemen worden gebruikt om de capaciteit van de pompen te vergroten bij krachtigere persen. Deze persen kunnen over een lange afstand en met een constante snelheid werken. Hydraulische persen zijn over het algemeen langzamer dan andere soorten persmachines. Dit betekent langer contact met het werk; daarom kan de koeling van het werk een probleem zijn wanneer warm een ​​onderdeel met hydraulische kracht vormt. Hydraulische persen zijn in staat om de krachtigste klasse persen te zijn. Sommige zijn zo groot als gebouwen en kunnen geweldige druk leveren. De grootste hydraulische persen zijn in staat om 75.000 ton (150.000.000 lbs) aan kracht toe te passen. De getoonde hydraulische pers wordt gebruikt voor het vervaardigen van een metaalsmeedwerk.

  Extrusie is ook een veel voorkomende toepassing voor een dergelijke pers, hoewel extrusie vaak horizontaal wordt uitgevoerd. De basiswerkprincipes van de hydraulische pers zijn eenvoudig en steunen op verschillen in vloeistofdruk. Vloeistof wordt in de cilinder onder de zuiger gepompt, waardoor de vloeistofdruk onder de zuiger toeneemt. Gelijktijdig wordt vloeistof uit het bovenste kanaal gepompt, waardoor de vloeistofdruk boven de zuiger afneemt. Een hogere druk van het fluïdum onder de zuiger dan het fluïdum erboven veroorzaakt dat de zuiger omhoog gaat. In de volgende stap wordt vloeistof van onder de zuiger gepompt, waardoor de druk onder de zuiger afneemt. Tegelijkertijd wordt er vanaf de bovenkant vloeistof in de cilinder gepompt, dit verhoogt de vloeistofdruk boven de zuiger. Een hogere druk van het fluïdum boven de zuiger dan het fluïdum eronder beweegt de zuiger naar beneden.

E.Hydraulische perssnelheden:

  De meeste persgebruikers zijn gewend om perssnelheden te beschrijven in termen van slagen per minuut. Snelheid wordt eenvoudig bepaald met een mechanische pers. Het maakt altijd deel uit van de specificaties van de machine. Het aantal slagen per minuut gemaakt door een hydraulische pers wordt bepaald door voor elke fase van de rambeweging een afzonderlijke tijd te berekenen. Eerst wordt de snelle voortgangstijd berekend.

F.Stages van hydraulische pers:

  Vervolgens wordt de perstijd of werkslag bepaald. Als een verblijf wordt gebruikt, wordt die tijd ook toegevoegd. Tenslotte wordt de teruggaande slagtijd toegevoegd om de totale cyclustijd te bepalen.

  De reactietijd van de hydraulische klepreactie is ook een factor die moet worden opgenomen voor een nauwkeurige totale tijdberekening. Deze factoren worden berekend om theoretische productiesnelheden te bepalen bij het evalueren van een nieuw proces. In het geval van taken die in bedrijf zijn, is het meten van de cyclusfrequentie met een stopwatch voldoende. De meeste hydraulische persen worden niet als hoge snelheidsmachines beschouwd. In de automatische modus werken hydraulische persen echter in het bereik van 20 tot 100 slagen per minuut of hoger. Deze snelheden zijn normaal voldoende voor met de hand gevoederd werk. De resulterende productiesnelheden zijn vergelijkbaar met die van mechanische OBI- en OBS-persen die voor enkele streken worden gebruikt. Hier is er geen extra koppeling en remslijtage te overwegen in het geval van de hydraulische machine.

IV. VOORGESTELDE SYSTEEMCONTROLE MET PLC

  PLC wordt genoemd als programmeerbare logica-controller. Het is een digitale computer die wordt gebruikt voor de automatisering van typisch industriële elektromechanische processen, zoals machinebesturing op assemblagelijnen van fabrieken, kermisattracties. Het wordt in veel industrieën gebruikt. Acht invoer en vier uitvoer worden gebruikt voor het voorgestelde systeem. De vergrendeling tussen de eindschakelaar wordt gegeven voor continue beweging van de machine. In dit automatische besturingsproces wordt de motor gestart door op de startknop te drukken. De solenoïde bevindt zich altijd in de bovenste stand tijdens het starten van de motor. Door de controlleractie te gebruiken, begint de solenoïde naar beneden te bewegen. De beweging van de magneetklep wordt geregeld door de eindschakelaars, die zijn verbonden met de besturingseenheid van de PLC, open en sluit de contacten. Na het voltooien van het proces van assembleer of demontageproces wordt de motor uitgeschakeld. Dit is de werking van het systeem. Wanneer de solenoïde de betreffende positie bereikt, opent de eindschakelaar het contact. Nadat het lager van de motor van de as is verwijderd, sloot de eindschakelaar het contact. De solenoïde beweegt nu naar boven. Dit is het continue proces dat automatisch is gebeurd. De eindschakelaar regelt de beweging van de solenoïde door openen en sluiten.

A. Blokkeerschema van het voorgestelde systeem:

  Het blokschema wordt weergegeven voor het voorgestelde systeem. Voor een goede en efficiënte werking van een pers is het noodzakelijk de druk van de cilinder als constant te handhaven, wat helpt bij de soepele stroming van de druk in een hydraulische cilinder. Zijn kan met de hulp van PLC zijn. De automatische bediening van de hydraulische machine gebeurt via de PLC. De vergrendeling gebeurt tussen de drukknop op en neer. De eindschakelaar wordt gebruikt om de opwaartse en neerwaartse beweging van de solenoïde van de hydraulische machine te regelen en te wachten op de tijdsperiode. Voor handbediening wordt de drukknop AAN gezet en blijft deze gelijk totdat de bediening stopt. De motor in de hydraulische machine loopt totdat hij de stop- of noodtoestand bereikt.

B. Programmeerbare logische controllers (PLC) met Ladder Logic:

  Vóór de komst van solid-state logische schakelingen werden logische besturingssystemen uitsluitend ontworpen en gebouwd rond elektromechanische relais. Relais zijn verre van verouderd in modern design, maar zijn in veel van hun vroegere vervangenrollen als regelapparatuur op logisch niveau, meestal gedegradeerd naar die toepassingen die een hoge stroom en / of hoogspanningsschakeling vereisen.

  Systemen en processen die een "aan / uit" -regeling vereisen, zijn in de moderne handel en industrie overvloedig aanwezig, maar dergelijke besturingssystemen worden zelden opgebouwd uit elektromechanische relais of discrete logische poorten. In plaats daarvan vullen digitale computers de behoefte aan,die kan worden geprogrammeerd om een ​​verscheidenheid aan logische functies uit te voeren. Eind jaren zestig bracht een Amerikaans bedrijf, Bedford Associates, een computerapparaat uit dat zij de MODICON noemden. Als afkorting betekende dit modulaire digitale controller, enlater werd het de naam van een bedrijfsafdeling die zich bezighield met het ontwerp, de productie en de verkoop van deze besturingscomputers voor speciale doeleinden. Andere ingenieursbureaus ontwikkelden hun eigen versies van dit apparaat en het werd uiteindelijk bekendin niet-gepatenteerde termen als een PLC, of ​​programmeerbare logica-controller. Het doel van een PLC was om direct elektromechanische relais als logische elementen te vervangen, in de plaats daarvan in plaats daarvan een solid-state digitale computer met een opgeslagen programma, in staatom de onderlinge verbinding van veel relais te emuleren om bepaalde logische taken uit te voeren. Een PLC heeft veel "input" -aansluitingen, waarmee het "hoge" en "lage" logische toestanden van sensoren en schakelaars interpreteert. Het heeft ook veel outputterminals, waardoor het "hoge" en "lage" signalen afgeeft aan voedingslampen, elektromagneten, magneetschakelaars, kleine motoren en andere apparaten die zichzelf lenen voor aan / uitregeling. In een poging om PLC's eenvoudig te programmeren, hun programmeringtaal is ontworpen om te lijken op ladderlogica diagrammen. Een industriële elektricien of elektrotechnisch ingenieur die gewend is om ladderlogica-schema's te lezen zou zich dan comfortabel voelen bij het programmeren van een PLC om dezelfde besturingsfuncties uit te voeren.

  PLC's zijn industriële computers en als zodanig zijn hun invoer- en uitvoersignalen typisch 120 volt wisselstroom, net als de elektromechanische besturingsrelais die ze moesten vervangen. Hoewel sommige PLC's de mogelijkheid hebben om in en uit te voerenlage gelijkstroomspanningssignalen van de grootte gebruikt in logische poortschakelingen, dit is de uitzondering en niet de regel.

  Signaalaansluitings- en programmeerstandaarden variëren enigszins tussen verschillende PLC-modellen, maar ze zijn vergelijkbaar genoeg om een ​​"generieke" introductie tot PLC-programmering hier mogelijk te maken. De volgende afbeelding toont een eenvoudige PLC, zoals hetkan verschijnen vanuit een vooraanzicht. Twee schroefklemmen bieden aansluiting op 120 volt wisselstroom voor voeding van de interne schakelingen van de PLC, met het label L1 en L2. Zes schroefklemmen aan de linkerkant zorgen voor aansluiting op elk invoerapparaatterminal die een ander "kanaal" van invoer vertegenwoordigt met een eigen "X" -label. De linkse schroefklem is een "gemeenschappelijke" verbinding, die over het algemeen is verbonden met L2 (neutraal) van de 120 VAC-voedingsbron.

C.Limitations and Successor Languages:

  Laddernotatie is het best geschikt om problemen te beheersen waarbij alleen binaire variabelen vereist zijn en waarbij interlocking en sequencing van binary het primaire controleprobleem is. Zoals alle parallelle programmeertalen, de volgorde vanbewerkingen kunnen ongedefinieerd of onduidelijk zijn; logische raceomstandigheden zijn mogelijk die onverwachte resultaten kunnen opleveren. Complexe sporten kunnen het beste worden opgesplitst in verschillende eenvoudigere stappen om dit probleem te voorkomen. Sommige fabrikanten vermijden dit probleem doorexpliciet en volledig definiëren van de uitvoeringsvolgorde van een sport, maar programmeurs kunnen nog steeds problemen hebben om de resulterende complexe semantiek volledig te begrijpen. Analoge hoeveelheden en rekenkundige bewerkingen zijn onhandig om uit te drukken in de ladderlogica en elke fabrikant heeft verschillende manieren om de notatie voor deze problemen uit te breiden. Er is meestal beperkte ondersteuning voor arrays en loops, wat vaak resulteert in duplicatie van code om gevallen uit te drukken die in andere talen zouden zijnoproep voor gebruik van geïndexeerde variabelen omdat microprocessors krachtiger zijn geworden, notaties zoals sequentiële functiegrafieken en functieblokdiagrammen kunnen de ladderlogica voor enkele beperkte toepassingen vervangen. Sommige nieuwere PLC's hebben allesof een deel van de programmering uitgevoerd in een dialect dat lijkt op BASIC, C of andere programmeertaal met bindingen die geschikt zijn voor een real-time applicatieomgeving.

V. CONCLUSIE

  Het voorgestelde systeem biedt de automatische en semi-automatische regeling van de hydraulische machine. De persen worden aangestuurd en de demontage van onderdelen gebeurt zonder beschadiging. Het tijdverbruik en het vermogen van de mens worden verminderd. De tijdvertraging kan worden uitgevoerd volgens de belastingstoestand. Dit proces kan ook worden gebruikt voor het omhullen van de motoronderdelen. Dit proces kan effectief worden gebruikt in elke automatiseringsindustrie. De afstand tot het object na demontage is hetzelfde.