التحكم الآلي من آلة هيدروليكية باستخدام

PLC

نبذة مختصرة

  في معظم الصناعات ، يتم تنفيذ الأتمتة في العديد من المجالات لتقليل وقت المعالجة والقوى العاملة. يطبق هذا المشروع تقنية التشغيل الآلي التي تنفذ عملية أتمتة آلة الضغط الهيدروليكية باستخدام PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة). في أيامنا هذه ، يتم استخدام آلة هيدروليكية شبه آلية لتجميع وتفكيك أجزاء المحرك. هنا يتم إعطاء الضغط العالي لجميع الكائنات أثناء العملية. ونظرًا لنفس مستوى الضغط ، ستحدث أضرار كبيرة. في هذا المشروع ، يتم اقتراح التحكم الآلي في الماكينة الهيدروليكية باستخدام وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC). يتم توصيل مفتاح الحد مع وحدة التحكم في PLC. يستخدم هذا المفتاح الحد للتحكم في الحركة العلوية والسفلية للملف اللولبي في الماكينة الهيدروليكية. باستخدام نظام التحكم الأوتوماتيكي هذا ، ستتم إزالة أجزاء المحرك دون أضرار. كلمات البحث: PLC ، النظام الهيدروليكي

I. مقدمة

  الأتمتة هي واحدة من عمليات التطوير في السيناريو اليوم. ويمكن القيام بذلك في الصناعات التي يشارك فيها عدد أكبر من العمال في مجال الحماية. هذا يسبب الطلب على العمال وكذلك بعض خسائر الإنتاج. من أجل إدارة المشاكل المذكورة أعلاه ، يتم إدخال PLC حيث يمكن معالجة العديد من المدخلات مع المخرجات الفردية. في الأيام السابقة تم استخدام PLC للسيطرة على الأجهزة عن طريق الضغط على المفتاح ولكن اليوم يستخدم HMI لتقليل عدد المنافذ. يتم استخدام كابل RS232 لربط البرنامج ، ويتم ترميزه حسب الرغبة. مواصفات يقلل العمل اليدوي ومنافذ I / O أيضا. يمكن أن تكون قادرة على العمل على أجهزة مختلفة عن طريق برمجة منطق سلم القائمة على أساس الوقت المحدد. يمكن أن تكون PLC قادرة على البرمجة من الدوائر الصغيرة إلى الدوائر المعقدة باستخدام منطق السلم. في هذا الأسلوب من التحليل ، تمت مناقشة الطريقة الحالية وكيفية تحليل التغلب على العيب. تتغلب الطريقة المقترحة على عيوب الطريقة الحالية. تستخدم الآلة شبه الأوتوماتيكية في مضخات CRI لتفكيك أجزاء المحرك. الضغط مرتفع لجميع الأشياء. بسبب ضرر الضغط العالي يحدث أثناء إزالة الأجزاء. هذا هو النظام الموجود في مضخات CRI.

  تستخدم آلة هيدروليكية لتجميع وتفكيك أجزاء المحرك. إنها آلة شبه أوتوماتيكية. إن حركة الملف اللولبي لتجميع وتفكيك الأغراض في نفس المستوى. لذا ، مستوى الضغط هو نفسه أيضًا. يبدأ المحرك بالضغط على المفتاح. بعد ذلك ، يجب الضغط على الزر السفلي لأسفل الملف اللولبي. بالنسبة للحركة الصعودية ، يجب الضغط على الزر التصاعدي. لا يمكن التحكم في سرعة الملف اللولبي. يتم التحكم في سرعة الملف اللولبي عن طريق التحكم في سرعة المحرك وكذلك سرعة السائل الهيدروليكي. هذا هو تشغيل الآلة الهيدروليكية.

  يتم التحكم الآلي في الآلة الهيدروليكية. يتم إجراء التشابك بين الزر الأعلى والأسفل لأداء عملية واحدة. يتم استخدام مفتاح الحد للتحكم في الحركة الصاعدة والهابطة للملف اللولبي للآلة الهيدروليكية وانتظر الفترة الزمنية. يتم استخدام كبل RS232 للواجهة مع PLC بواسطة الترميز المناسب. في هذه التقنية ، يمكن تغيير التأخير الزمني لتحويل قيمة واحدة إلى أخرى في أي وقت بتشفير قيمة تأخير الوقت بالثواني أو بالمللي ثانية. هو قابل للتطبيق عالميا وسهلة الاستخدام لجميع التطبيقات. يقلل من عدد المنافذ المستخدمة في PLC لوجود الإخراج.

II. نظام الهيدروليكي

  يتم استخدام وسائد القالب الهيدروليكية في كل من المكابس الميكانيكية والهيدروليكية. لديهم العديد من المزايا بالمقارنة مع وسادة هوائية. وتشمل هذه: 1) يمكن الحصول على أكبر قدر من القوات في نفس المساحة سرير الصحافة. 2) تأمين سداد مؤقت أو تأخير التأخير: يتم استخدام هذه الميزة لتجنب تشويه الجزء عند فتح الصحافة. 3) القدرة على السيطرة على ضغط وسادة لحظية مع صمام المؤازرة. يمكن استخدام هذه الميزة لتحسين قوة حامل فارغ أثناء عملية السحب العميق قيد التقدم. من خلال التحكم في ضغط الوسادة القالب الهيدروليكي مع صمام مؤازر ، يمكن تحقيق أقصى استفادة من قوة الحامل الفارغة. عادةً يزيد ضغط وسائد القوالب التي يتم تشغيلها بالهواء بنسبة 10٪ أو أكثر بين الاتصال الأولي ونهاية الرحلة. زيادة في الضغط تصل إلى 40٪ نموذجية لأسطوانات النيتروجين ذاتياً وبعض الأنظمة المتعددة. قد تكون الحركة المعدنية على الحامل الفارغ متخلفة بشدة في نهاية دورة التشكيل عن طريق زيادة الضغط هذه. قد تكون النتيجة الفشل بسبب الكسور. يمكن أن تساعد وسادة القالب الهيدروليكية القابلة للبرمجة على تحسين قوى الحامل الفارغة من خلال تسلسل التشكيل.

III. الطريقة المقترحة

  في الماكينة الهيدروليكية ، يتم تغذية السائل الهيدروليكي خلال الأسطوانات الهيدروليكية ويصبح مضغوطًا وفقًا للمقاومة الحالية. يتم التحكم في السائل تلقائيًا بواسطة صمامات التحكم ويتم توزيعه من خلال الخراطيم والأنابيب. تعود شعبية الماكينة الهيدروليكية إلى كمية الطاقة الكبيرة جداً التي يمكن نقلها من خلال الأنابيب الصغيرة والخراطيم المرنة ، وكثافة الطاقة العالية ومجموعة واسعة من المحركات التي يمكنها الاستفادة من هذه القوة. يتم تشغيل الآلات الهيدروليكية عن طريق استخدام المكونات الهيدروليكية ، حيث يكون السائل هو وسط التشغيل.

مبدأ:

  ينص قانون باسكال على أن & quot؛ الضغط المطبق على أي جزء من السائل المحصور - ينقل إلى أي جزء آخر دون خسارة. يعمل الضغط بقوة متساوية على جميع المناطق المتساوية من الجدران الضيقة وعمودًا على الجدران ". هذا هو المبدأ الأساسي لأي نظام هيدروليكي.

B.Operation:

  بما أن المكبس الهيدروليكي يعمل على أساس قانون باسكال ، فإن عمله يشبه النظام الهيدروليكي. تتكون المكبس الهيدروليكي من المكونات الأساسية المستخدمة في نظام هيدروليكي يشتمل على الاسطوانة ، المكابس ، الأنابيب الهيدروليكية ، إلخ. إن عمل هذه الآلة بسيط للغاية. يتكون النظام من اسطوانتين ، يتم سكب السائل (عادة الزيت) في الاسطوانة التي لها قطر صغير. هذه الاسطوانة معروفة باسم اسطوانة الرقيق. يتم دفع المكبس الموجود في هذه الأسطوانة بحيث يقوم بضغط السائل الموجود فيه والذي يتدفق عبر أنبوب داخل الأسطوانة الأكبر.

C. هيكل آلة هيدروليكية:

  تعرف الاسطوانة الأكبر باسم الاسطوانة الرئيسية. يمارس الضغط على الاسطوانة الأكبر ويدفع المكبس في الاسطوانة الرئيسية السائل إلى الاسطوانة الأصلية. تنتج القوة المطبقة على السوائل بواسطة الأسطوانة الصغيرة قوة أكبر عند دفعها في الاسطوانة الرئيسية. يتم استخدام المكبس الهيدروليكي في الغالب للأغراض الصناعية حيث يلزم ضغط كبير لضغط المعادن إلى صفائح رقيقة. تستخدم مكابس هيدروليكية صناعية المواد التي يجب العمل عليها بمساعدة لوحات الضغط لسحق المادة أو تكسيرها في ورقة رقيقة. هذا هو تشغيل الآلة الهيدروليكية.

D. مكابس هيدروليكية:

  مكابس هيدروليكية هي فئة قوية من الأدوات الآلية. تستمد الطاقة التي تقدمها من خلال الضغط الهيدروليكي. يمكن زيادة أو تخفيض ضغط السائل في غرفة معينة باستخدام المضخات والصمامات. في بعض الأحيان ، يمكن استخدام الأجهزة والأنظمة لزيادة سعة المضخات في مكابس أكثر قوة. هذه المطابع يمكن أن تعمل على مسافة طويلة وبسرعة ثابتة. تكون المطابع الهيدروليكية أبطأ بشكل عام بالنسبة لأنواع آلات الصحافة الأخرى. هذا ينطوي على اتصال أطول مع العمل. لذلك يمكن أن يكون تبريد العمل مشكلة عندما تشكل جزءًا باستخدام القوة الهيدروليكية. مكابس هيدروليكية قادرة على أن تكون أقوى فئة من المطابع. قد يكون بعضها كبيرًا مثل المباني ، ويمكن أن يقدم ضغطًا رائعًا. أكبر مكابس هيدروليكية قادرة على تطبيق 75،000 طن (150،000،000 رطل) من القوة. يتم استخدام المكبس الهيدروليكي الظاهر لتصنيع تزوير المعدن.

يُعد البثق أيضًا استخدامًا شائعًا جدًا لمثل هذه الصحافة ، على الرغم من أن البثق غالبًا ما يتم أفقًا. مبادئ العمل الأساسية للضغط الهيدروليكي بسيطة ، وتعتمد على الاختلافات في ضغط المائع. يتم ضخ السائل في الاسطوانة تحت المكبس ، وهذا يؤدي إلى زيادة ضغط السائل تحت المكبس. في نفس الوقت ، يتم ضخ السائل من القناة العلوية ، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط المائع فوق المكبس. يؤدي الضغط الأعلى للسائل الموجود أسفل المكبس أكثر من الضغط على السائل فوقه إلى ارتفاع المكبس. في الخطوة التالية ، يتم ضخ السائل من تحت المكبس ، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط تحت المكبس. في نفس الوقت ، يتم ضخ السائل في الأسطوانة من الأعلى ، مما يزيد من ضغط السائل فوق المكبس. يؤدي الضغط الأعلى للسائل الموجود فوق المكبس ، أكثر من السائل الموجود أسفله ، إلى تحريك المكبس لأسفل.

سرعات الصحافة الهيدروليكية:

  اعتاد معظم مستخدمي الصحافة على وصف سرعة الصحافة من حيث السكتات الدماغية في الدقيقة الواحدة. يتم تحديد السرعة بسهولة مع الصحافة الميكانيكية. إنه دائمًا جزء من مواصفات الماكينة. يتم تحديد عدد السكتات الدماغية لكل دقيقة بواسطة مكبس هيدروليكي عن طريق حساب وقت منفصل لكل مرحلة من سكتة الرام. أولاً ، يتم حساب وقت التقدم السريع.

F. مراحل الصحافة الهيدروليكية:

  بعد ذلك يتم تحديد وقت الضغط أو ضربة العمل. إذا تم استخدام مسكن ذلك الوقت يضاف أيضا. وأخيرًا ، تتم إضافة وقت الإرجاع لتحديد وقت الدورة الإجمالي.

  وقت تأخير تفاعل الصمام الهيدروليكي هو أيضًا عامل يجب إدراجه لحساب دقيق للوقت الكلي. يتم حساب هذه العوامل من أجل تحديد معدلات الإنتاج النظرية عند تقييم عملية جديدة. في حالة الوظائف قيد التشغيل ، فإن قياس معدل الدورة مع ساعة توقيت يعد كافياً لا تعتبر معظم المطابع الهيدروليكية أجهزة عالية السرعة. ولكن في الوضع التلقائي ، تعمل المطابع الهيدروليكية في نطاق 20 إلى 100 ضربة في الدقيقة أو أعلى. هذه السرعات عادة ما تكون كافية للعمل اليدوي. سرعات معدل الإنتاج الناتجة مماثلة لتلك الخاصة بالـ OBI الميكانيكية ومكابس OBS المستخدمة في تطبيقات التمسيد الأحادي. هنا ، لا يوجد مخلب إضافي وتآكل الفرامل للنظر في حالة الجهاز الهيدروليكي.

IV. اقتراح نظام مراقبة استخدام PLC

  يسمى PLC باسم جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة. هو جهاز كمبيوتر رقمي يستخدم لأتمتة العمليات الكهروميكانيكية الصناعية النموذجية ، مثل التحكم في الآلات في خطوط تجميع المصانع ، جولات التسلية. يتم استخدامه في العديد من الصناعات. يتم استخدام ثمانية مدخلات وأربعة مخرجات للنظام المقترح. يتم توفير التشابك بين مفتاح الحد للحركة المستمرة للآلة. في عملية التحكم الآلي هذه ، يبدأ المحرك بالضغط على زر البدء. الملف اللولبي دائما في الموضع الأعلى أثناء بدء المحرك. باستخدام إجراء وحدة التحكم ، يبدأ اللولب بالتحرك في الاتجاه الهابط. يتم التحكم في حركة صمام الملف اللولبي عن طريق مفاتيح الحد ، التي ترتبط بوحدة التحكم في PLC ، فتح وإغلاق جهات الاتصال. بعد الانتهاء من عملية التجميع أو إلغاء التجميع يتم إيقاف تشغيل المحرك. هذا هو تشغيل النظام. عندما يصل الملف اللولبي إلى موضع معين ، يفتح مفتاح التحديد الاتصال. بعد إزالة تحمل المحرك من العمود ، أغلق مفتاح الحد الاتصال. الآن يتحرك الملف اللولبي في التصاعدي. هذه هي العملية المستمرة التي تحدث تلقائيا. يتحكم مفتاح الحد في حركة الملف اللولبي عن طريق الفتح والإغلاق.

A. بلوك رسم تخطيطي للنظام المقترح:

  يظهر مخطط الكتلة للنظام المقترح. للحصول على عمل مناسب وكفؤ للصحافة ، من الضروري الحفاظ على ضغط الاسطوانة كمساعد مما يساعد على التدفق السلس للضغط في أسطوانة هيدروليكية. يمكن أن يكون مع مساعدة من المجلس التشريعي الفلسطيني. يتم التحكم الآلي في الماكينة الهيدروليكية على الرغم من PLC. التشابك يتم بين زر الضغط لأعلى ولأسفل. يتم استخدام مفتاح الحد للتحكم في الحركة العلوية والهابطة للملف اللولبي للآلة الهيدروليكية وانتظر الفترة الزمنية. للتشغيل اليدوي ، يتم تشغيل زر الضغط ويظل كما هو حتى تنتهي العملية .يعمل المحرك في الجهاز الهيدروليكي حتى يصل إلى حالة التوقف أو الطوارئ.

وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) باستخدام منطق السلم (Ladder Logic):

  قبل ظهور دارات المنطق الصلبة ، صُممت أنظمة التحكم المنطقية وبنيت حصريًا حول المرحلات الكهروميكانيكية. المرحلات بعيدة عن أن تكون قديمة في التصميم الحديث ، ولكن تم استبدالها في العديد من السابقالأدوار كأجهزة التحكم على مستوى المنطق ، التي يتم هبوطها في أغلب الأحيان إلى تلك التطبيقات التي تتطلب تبديل التيار العالي و / أو الجهد العالي.

  وتكثر الأنظمة والعمليات التي تتطلب مراقبة "تشغيل / إيقاف" في التجارة والصناعة الحديثة ، ولكن نظم التحكم هذه نادراً ما تكون مبنية إما من المرحلات الكهروميكانيكية أو البوابات المنطقية المنفصلة. بدلا من ذلك ، تملأ الحواسيب الرقمية الحاجة ،والتي يمكن برمجتها للقيام بمجموعة متنوعة من الوظائف المنطقية. في أواخر الستينيات من القرن الماضي ، أطلقت شركة أمريكية تدعى بيدفورد أسوسيتس ، جهازًا حاسوبيًا أطلق عليه اسم MODICON. كاختصار ، فإنه يعني وحدة تحكم رقمية وحدات ، وفي وقت لاحق أصبح اسم قسم الشركة المكرس لتصميم وتصنيع وبيع أجهزة الكمبيوتر هذه التحكم لأغراض خاصة. طورت شركات هندسية أخرى نسختها الخاصة من هذا الجهاز ، وفي النهاية أصبحت معروفةفي شروط غير الملكية باعتبارها PLC ، أو وحدة تحكم منطق برمجة. كان الغرض من PLC هو استبدال المرحلات الكهروميكانيكية مباشرة كعناصر منطقية ، واستبدالها بدلاً من ذلك بالحاسوب الرقمي ذي الحالة الصلبة مع برنامج مخزّن وقادر علىلمحاكاة الترابط بين العديد من المرحلات لأداء بعض المهام المنطقية. يحتوي PLC على العديد من المطاريف "المدخلات" ، والتي من خلالها تفسر الحالات المنطقية "العالية" و "المنخفضة" من المستشعرات والمفاتيح الكهربائية. لديها أيضا العديد من الانتاجالمطاريف ، التي من خلالها تنتج إشارات "عالية" و "منخفضة" إلى مصابيح الطاقة ، والملفات اللولبية ، والموصلات ، والمحركات الصغيرة ، وغيرها من الأجهزة التي تضغط على التحكم في التشغيل / الإيقاف. في محاولة لجعل PLCs سهلة البرمجة ، برامجهاتم تصميم اللغة لتشبه مخططات منطقية سلمية. وهكذا ، فإن مهندس كهربائي أو كهربائي صناعي اعتاد على قراءة مخططات المنطق سلم سوف يشعرون بالراحة برمجة PLC لأداء وظائف التحكم نفسها.

  PLCs هي أجهزة كمبيوتر صناعية ، وعلى هذا النحو فإن إشارات الإدخال والإخراج هي عادة 120 فولت AC ، تمامًا مثل ترحيلات التحكم الكهروميكانيكية التي تم تصميمها لاستبدالها. على الرغم من أن بعض PLCs لديها القدرة على الإدخال والإخراجمنخفضة الجهد DC إشارات الجهد من حجم المستخدمة في الدوائر بوابة المنطق ، وهذا هو الاستثناء وليس القاعدة.

  تتباين معايير التوصيل والبرمجة إلى حد ما بين نماذج مختلفة من PLC ، ولكنها متشابهة بما يكفي للسماح بمقدمة "عامة" للبرمجة PLC هنا. الرسم التوضيحي التالي يوضح PLC بسيط ، كما هوقد تظهر من أمامية. توفر المحطتان اللولبيتان توصيلاً بـ 120 فولت AC لتزويد الدوائر الكهربائية الداخلية ، المسمى L1 و L2 بالطاقة الكهربائية. توفر ستة أطراف برغي على الجانب الأيسر توصيلًا بأجهزة الإدخال ، كل منهاالطرفية التي تمثل "قناة" مدخلة مختلفة مع ملصق "X" الخاص بها. إن طرف المسمار السفلي الأيسر عبارة عن وصلة "عامة" ، والتي ترتبط بشكل عام بـ L2 (محايد) من مصدر الطاقة 120 VAC.

C.Limitations and Successor Languages:

  أفضل تدوين للسلامة هو التحكم في المشاكل حيث تكون المتغيرات الثنائية فقط مطلوبة وحيث تكون المتشابكة والتسلسل الثنائي هي مشكلة التحكم الأولي. مثل كل لغات البرمجة المتوازية ، الترتيب التسلسلي لـقد تكون العمليات غير معروفة أو غامضة ؛ شروط السباق المنطقي ممكنة والتي قد تؤدي إلى نتائج غير متوقعة. من الأفضل تقسيم الدرجات المعقدة إلى عدة خطوات أبسط لتجنب هذه المشكلة. بعض الشركات المصنعة تجنب هذه المشكلة عن طريقتحديد ترتيب تنفيذ الدرجات بشكل واضح وكامل ، ومع ذلك قد لا يزال يواجه المبرمجون مشكلات في استيعاب الدلالات المعقدة الناتجة بالكامل. الكميات التناظرية والعمليات الحسابية هي أخرق للتعبير في سلمالمنطق وكل مصنع لديه طرق مختلفة لتمديد الترميز لهذه المشاكل. عادة ما يكون هناك دعم محدود للصفائف والحلقات ، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى ازدواجية في الكود للتعبير عن الحالات التي في اللغات الأخرىنداء لاستخدام المتغيرات المفهرسة كما أصبحت المعالجات الدقيقة أكثر قوة ، ويمكن استخدام علامات مثل الرسوم البيانية وظيفة تسلسل والرسوم البيانية وظيفة وظيفة استبدال منطق سلم لبعض التطبيقات المحدودة. بعض PLCs أحدث قد يكون كل شيءأو جزء من البرمجة يتم تنفيذها في لهجة تشبه BASIC أو C أو أي لغة برمجة أخرى ذات ارتباطات مناسبة لبيئة التطبيق في الوقت الحقيقي.

خامسا الخلاصة

  يوفر النظام المقترح التحكم الأوتوماتيكي وشبه التلقائي للآلة الهيدروليكية. يتم التحكم في المطابع ويتم تفكيك الأجزاء دون أي تلف. يتم تقليل استهلاك الوقت وطاقة الرجل. الوقتالتأخير يمكن أن يتم وفقا لحالة الحمل. يمكن استخدام هذه العملية لتركيب أجزاء المحرك أيضًا. هذه العملية يمكن استخدامها بفعالية في أي صناعة الأتمتة. نفس الشيء بعد تفكيك الجسم.