摘  要车间四柱油压机用于板料及管件的压型工作，使用已超过四十年，设备老化严重。液压系统控制压力、主缸压力显示不准确，设备控制线路老化。油路和电路未分离，全部集中于控制柜内，管路内的液压油时常发生泄漏导致电路故障。针对上述问题，我们决定对该设备进行升级改造，将传统的接触器控制改为PLC系统控制，新增触摸屏显示状态，并对油路加装数显压力表，将电路进行分离，增加自动回程功能。改造后显著提高设备的工作稳定性和可操作性。

关键词：油压机;PLC;触摸屏;压力变送器;数显压力表

一、实施背景

200T四柱油压机负责风缸盖、交叉杆以及小型件的压型，是车间重要的生产设备。电气控制采用的是传统继电器、接触器控制。安装在操作台上的压力表用于显示控制压力、主缸压力及副缸压力。控制压力表和副缸压力表已损坏，无法显示实时压力，主缸压力显示不准确。由于该设备使用时间近四十年，累计用于生产各类车型近万辆。设备本身已落后、液压及电气控制系统严重老化，故障率高、精度低。随着近年来公司产品质量和生产效率都在不断提高，已超出设备的生产能力。因此，亟需对此设备进行升级改造，满足生产要求。

二、设计思路和原理

通过我们现场调查设备状况和调取维修记录，综合分析后得出如下结论：

1、该设备压力表采用电节点压力表。电节点压力表在工作过程受冲击振动时容易损坏，无法实施显示系统压力。而更换压力表过程繁琐，造成设备停台时间长，维修成本高。

2、该设备线路老化。在工作过程中接触器频繁动作，电路中瞬时电流大，经常出现接触器及控制线路烧毁。

经过研究，我们将原接触器控制改为三菱FX5U型PLC控制并分离油路和电路，解决接触器控制系统故障率高、接线复杂的问题。利用压力变送器检测并显示实时压力，根据生产需要实时进行压力值调节。通过压力传送器的内部节点输出压力信号至PLC，实现精准控制压力。相比原电节点压力表控制性能更稳定、控制精度更高、故障率更低。新增一个威纶通MT8121IE触摸屏与三菱FX5U进行通讯，实时通过触摸屏显示设备工作状态，便于调试和维修设备。

三、改造过程

3.1设计PLC和触摸屏程序

首先了解设备的工作过程，确定动作顺序。设备工作流程为：控制油泵电机启动→主油泵电机启动→滑块回原位→滑块快下→加压→保压→滑块回程。在滑块回程的同时，可以手动控制顶出缸伸出，方便操作人员取出压制完成的工件。

根据控制要求，进行I/O点分配。本次采用三菱FX5U系列PLC，威纶通触摸屏，根据设备工艺流程，编写PLC和触摸屏程序，并根据I/O分配表进行接线。

3.2設计并布置PLC控制回路

购置电气控制柜、开关、电磁阀、按钮、电缆等所需元件，根据控制原理进行线路设计和布置。根据开关按钮大小，结合操作者操作习惯，在控制柜操作台面合适位置开孔，安装所需按钮、转换开关及触摸屏。

3.3加装压力变送器

本着节约维修成本、提高备件通用性的原则，选用与现有设备使用的同款压力变送器，型号为HYDAC EDS300。共加装3个压力变送器，分别用于控制油泵压力值显示、主缸下行压力值调整显示及顶出缸的压力值显示，三个压力变送器安装于操作者易于观察和调整的位置。变送器采用HYDAC ZBE06型4芯航空插头，液压系统与压力传感器间采用高压软油管连接。使用压力变送器专用固定支架将其固定，减少因设备振动而导致的变送器故障，提高工作稳定性。

3.4触摸屏程序的编写

触摸屏程序主要分为三个界面，个界面主要是显示功能，能直观查看各功能的显示和保压时间，以及各电机热继电器是否过载，滑块位置等，第二个界面为设置保压时间及顶出缸的延时动作时间。

3.5触摸屏与PLC的通讯及联网调试

触摸屏与PLC采用以太网通讯。控制系统硬件部分安装完成后，需要重新设置系统参数，使其具有更好的工作性能。我们在分析原系统参数设置的基础上，结合现场生产实际，对部分参数进行优化。重点优化了主缸升降时间、保压时间等相关参数，使滑块运行更加平稳，减少液压冲击。设置触摸屏的通讯参数，使触摸屏用与PLC相互通讯，完成数据传送。参数设置完成后，滑块运行更加平稳，运行过程中的冲击振动大幅降低，减少了对油路管道和电气元件的不利影响。

四、改造成果

200T油压机改善完成后，至今未出现控制回路元件损坏的情况，压力变送器的加装，省去了更换电节点压力油压表的成本，并加装了一个双联的脚踏开关接入控制柜的滑块下行或滑块回程按钮处。改善完成后，不但保证生产的顺利进行，还有力的保证了产品质量。

五、问题思考及今后的设想

全面总结200T油压机成功改造的经验，为今后其他旧设备改造提供技术参考。我们在升级电气控制系统的同时，也对油路和机械部分进行检查，消除机械故障对设备带来的影响。通过实施机电一体化改造，提高设备的稳定性，降低维修成本和故障率。当前，大部分设备都采用PLC控制，PLC在控制系统中起着重要的作用，是数字化智能制造的发展趋势。在改造中注重引入新技术，达到扩展设备功能，改善设备状态的目的。