引言

　　熱壓機(jī)是膠合板生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，直接決定膠合板生產(chǎn)的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)膠合板熱壓機(jī)的控制系統(tǒng)是以繼電器為主控元件，很難滿足熱壓工藝所需的壓力和流量的控制，也直接影響熱壓機(jī)的可靠性和安全性。為此，筆者提出采用可編程控制器（PLC）替代現(xiàn)有控制線路，使之系統(tǒng)設(shè)計盡量簡化，滿足企業(yè)生產(chǎn)的需求。

　　一、基本工作原理

　　實驗熱壓機(jī)是木材加工工業(yè)、科研單位、高等院校等的實驗室設(shè)備之一，可作纖維板、刨花板、膠合板、表面裝飾板、塑料板等的熱壓實驗之用。除了加熱系統(tǒng)外，其工作特征和結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)型熱壓機(jī)基本相同。圖1為本文所研究的熱壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。熱壓機(jī)上壓板2固定，正常工作時通過控制位于壓機(jī)底部的柱塞缸，使得柱塞5帶動下壓板4向上移動，將板坯壓實；經(jīng)過熱壓處理后，柱塞5帶動下壓板4向下移動，到位后為下工作做準(zhǔn)備。根據(jù)人造板生產(chǎn)工藝的要求，在壓機(jī)工作過程中，關(guān)鍵是位置控制和壓力控制，系統(tǒng)是通過比例流量閥來進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，進(jìn)而實現(xiàn)位置控制。

　　二、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計思路

　　PLC = Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的部分。

　　首先要滿足設(shè)備在生產(chǎn)中的可靠性。因原設(shè)備控制部分元件多，控制線復(fù)雜，排查故障非常困難，為此，可以考慮熱壓機(jī)油缸升降的控制部分采用PLC控制，在滿足要求的情況下，盡量減少輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，使得整體設(shè)備可靠性提高；另外，考慮到設(shè)備檢修、保養(yǎng)和對新的板種的試生產(chǎn)，需要在控制線路中加入手動、自動轉(zhuǎn)換開關(guān)；在檢修時，為防止升起的壓板因誤操作發(fā)生位移，加裝了保護(hù)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)置于保護(hù)狀態(tài)，即使發(fā)生誤操作，因有電氣互鎖，也不至于使壓板發(fā)生下移。基于以上設(shè)計思路，根據(jù)壓機(jī)工作流程，確定了17個輸入點(diǎn)和14個輸出點(diǎn)，共31個點(diǎn)，采用CPU224產(chǎn)品（該產(chǎn)品有10個輸入點(diǎn)，10個輸出點(diǎn)）連接UN223（該產(chǎn)品有16個輸入點(diǎn)，16個輸出點(diǎn)）。結(jié)合該系列熱壓機(jī)特點(diǎn)，設(shè)計了控制線路，并編制了控制程序；輸入和輸出量編址見表1.

　　表1 膠合板熱壓機(jī)各輸入輸出編址

　　三、工作原理與控制過程

　　以快速貼面壓機(jī)為例。該系列熱壓機(jī)共裝有4個油缸，油缸頂置，液壓油路需用6只電磁閥控制，因設(shè)計的熱壓機(jī)規(guī)格不同，油泵電機(jī)的功率從10~22 kW不等，為減小電機(jī)起動電流，設(shè)計為Y/△起動。膠合板板坯采用小車載入，小車承載部分可單方向運(yùn)動，小車退出時板坯自動滑落在壓板上。小車驅(qū)動電機(jī)由變頻器控制，可實現(xiàn)小車快進(jìn)、慢出。

　　控制油缸的電磁閥有6只，其中1只1DT為總進(jìn)油閥；每2個油缸上部、下部油路各自并聯(lián)，分2組，每組各有1只上部進(jìn)油閥3DT、5DT和1只下部進(jìn)油閥2DT、4DT,還有一只總回油閥6DT.

　　油缸下部進(jìn)油，柱塞上移；其上部進(jìn)油，柱塞下移。即當(dāng)1DT、2DT、4DT工作時，壓板上升，1DT、3DT、5DT工作，壓板下降并加壓；6DT工作時，油缸卸荷。液壓油泵用三相交流異步電動機(jī)驅(qū)動，為降低起動電流需要降壓，采用Y/△方式起動，轉(zhuǎn)換時間為2~5 s.油泵工作正常3 s時，壓板上升到位（設(shè)上限位開關(guān)）后，壓板停止上升；此時裝板小車載板坯快速進(jìn)入，到達(dá)設(shè)定位置后，小車卸板坯并開始后退，碰到后退限位開關(guān)后停止后退。

　　在小車卸板后退的同時，壓板開始下降，當(dāng)碰到下限位開關(guān)后，停止下降，開始保壓并計時，隨著油壓的升高，動、定壓板之間壓力增大，當(dāng)達(dá)到設(shè)定上限壓力時，電接點(diǎn)壓力表上限開關(guān)斷開，停止加壓。由各組電磁閥自動控制熱壓時所需壓力，實現(xiàn)保壓直到熱壓結(jié)束，開始卸荷，3 s后壓板上升。由人工完成卸板。

　　國內(nèi)膠合板生產(chǎn)一般都采用多層框架式熱壓機(jī)，為使壓制的膠合板板面平整、厚度均勻，熱壓板需采用多只油缸提升，壓板過程的閉合、加壓、保壓及裝板機(jī)的升降，都是通過液壓系統(tǒng)和油缸得以實現(xiàn)，使得控制油路的電磁閥增多；設(shè)備中的溫度、壓力、流量均采用中間繼電器、接觸器、時間繼電器等控制，使控制線路更為復(fù)雜。由于膠合板的熱壓板采用蒸汽加熱，難免有蒸汽泄漏，使車間內(nèi)濕度增大，造成控制線路故障率高。 為提高生產(chǎn)效益，保證膠合板的質(zhì)量，必須要求熱壓機(jī)控制系統(tǒng)的自動化程度高、可靠性強(qiáng)、安全性好。在熱壓機(jī)控制系統(tǒng)中采用PLC控制，可省去幾乎全部的時間繼電器、中間繼電器，接觸器之間的觸點(diǎn)聯(lián)鎖也可由PLC內(nèi)部實現(xiàn)。而且，PLC采用了現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，及技術(shù)嚴(yán)格的生產(chǎn)制造工藝，內(nèi)部電路采用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性，平均無故障時間高達(dá)30萬h.PLC的使用，使得熱壓機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性大為提高。