吳 杰，馬 青，吳 震

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇江陰 214405）

自動(dòng)下管機(jī)電氣控制線路技術(shù)改造

吳 杰，馬 青，吳 震

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇江陰 214405）

自動(dòng)下管機(jī)是江陰某公司的常用生產(chǎn)設(shè)備之一，由于意外原因燒毀，分析了自動(dòng)下管機(jī)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)了自動(dòng)下管機(jī)的電氣控制原理圖，進(jìn)行了元器件的選型，設(shè)計(jì)了電氣控制布局圖并進(jìn)行安裝和調(diào)試，達(dá)到了改造設(shè)計(jì)的要求。

自動(dòng)下管機(jī)；經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；選型；改造

自動(dòng)下管機(jī)是江陰某公司的常用生產(chǎn)設(shè)備之一，在企業(yè)配電間改造時(shí)，一臺110 V供電的自動(dòng)下管機(jī)錯(cuò)誤接入220 V電源電壓導(dǎo)致其控制箱著火燒毀，為了保證生產(chǎn)有序進(jìn)行，所以迫切需要進(jìn)行該臺設(shè)備電氣控制線路的改造。

（1）進(jìn)線過程：壓線氣缸和進(jìn)線離合器工作開始進(jìn)線，當(dāng)管料送到設(shè)定長度處的行程開關(guān)，壓線氣缸和進(jìn)線離合器停止工作，進(jìn)線過程停止；

1 自動(dòng)下管機(jī)的技術(shù)要求

自動(dòng)下管機(jī)設(shè)備整體構(gòu)造圖如圖1所示，由壓線氣缸、切臺氣缸、料架氣缸、送線電機(jī)、切割電機(jī)、進(jìn)線離合器和計(jì)數(shù)器等裝置構(gòu)成并完成相應(yīng)的控制動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)下管機(jī)自動(dòng)下管切割等功能。

自動(dòng)下管周期分為進(jìn)線過程、切割過程和計(jì)數(shù)過程。啟動(dòng)系統(tǒng)電源和氣源，將管料送入自動(dòng)下管機(jī)送線端的套線管上，打開電源開關(guān)，自動(dòng)下管工作過程如下：

圖1 自動(dòng)下管機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

（2）切割過程：切臺氣缸動(dòng)作，切割砂輪前進(jìn)，進(jìn)行切割，碰到行程控制開關(guān)，切割結(jié)束，切臺返回；接著料架氣缸工作，線槽打開，進(jìn)行落料；

（3）計(jì)數(shù)過程：落管結(jié)束以后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖端輸入信號使計(jì)數(shù)值加一并顯示。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到達(dá)設(shè)定的數(shù)值時(shí)，計(jì)數(shù)停止，設(shè)備停止工作，計(jì)數(shù)器則需要手動(dòng)清零；

（4）單步調(diào)試：送線電機(jī)、切割電機(jī)均可實(shí)現(xiàn)單步工作，進(jìn)行單步調(diào)試。

2 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過分析設(shè)備電氣技術(shù)指標(biāo)，分析自動(dòng)下管機(jī)的工作流程如圖2，設(shè)計(jì)出自動(dòng)下管機(jī)的電氣控制原理圖，在改造設(shè)計(jì)后滿足原有設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)。

圖2 自動(dòng)下管機(jī)工作流程圖

2.1 主電路的設(shè)計(jì)

主電路的設(shè)計(jì)在控制方式和保護(hù)環(huán)節(jié)方面要考慮以下幾個(gè)方面的問題[1-4]：

（1）注意主電路的過載保護(hù)、熔斷保護(hù)等保護(hù)元件的設(shè)置；

（2）變壓器要滿足二次側(cè)的容量要求；

（3）主電路和控制電路應(yīng)保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。

自動(dòng)下管機(jī)主電路原理圖、主電路工作流程框圖的設(shè)計(jì)，如圖3所示。圖3中M1為進(jìn)線電機(jī)、M2為切割電機(jī)。控制電路的電源由控制變壓器提供。變壓器的220 V交流電壓提供給控制電路；變壓器的24 V的交流電壓經(jīng)過整流橋控制設(shè)備的進(jìn)線離合器。

圖3 自動(dòng)下管機(jī)主電路原理圖

2.2 控制電路的設(shè)計(jì)

控制電路采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法要根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，首先設(shè)計(jì)獨(dú)立環(huán)節(jié)的控制回路，然后根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)動(dòng)作的順序關(guān)系進(jìn)一步確定控制電路的完整性，最后通過調(diào)試驗(yàn)證電氣控制動(dòng)作的準(zhǔn)確性，控制原理如圖4。

控制電路的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題[3]：

（1）在滿足電路功能安全可靠的情況下，盡可能簡化電路，便于使用和維修；

（2）正確的連接電路中繼電器的線圈，線圈不能串聯(lián)使用；

（3）根據(jù)實(shí)際情況及工作過程合理安排原理圖中元件位置；

（4）盡量減少電器不必要的通電時(shí)間；

（5）在控制電路中必須設(shè)計(jì)必要的保護(hù)環(huán)節(jié)。

圖4中，控制電路的工作過程分為手動(dòng)切管和自動(dòng)切管狀態(tài)。所以兩個(gè)部分的動(dòng)作要求都要考慮，在兩個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換之間還要設(shè)計(jì)必要的互鎖環(huán)節(jié)。電路的具體控制過程分析有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。

圖4 自動(dòng)下管機(jī)控制電路原理圖

手動(dòng)控制過程：SA1（電源開關(guān)）打開，SA2檔位選擇手動(dòng)狀態(tài)，如圖4所示，分別按下SB3-SB7控制開關(guān)，對自動(dòng)下管機(jī)送管、切管和落管等單步功能進(jìn)行調(diào)試。

自動(dòng)控制過程：SA1（電源開關(guān)）打開，SA2檔位選擇自動(dòng)狀態(tài)，按下SB2（自動(dòng)啟動(dòng)）。

（1）啟動(dòng)電機(jī)。K1繼電器得失電情況，決定了進(jìn)線電機(jī)的接觸器KM1、切割電機(jī)的接觸器KM2得失電情況。SB2=“1”，K1線圈控制邏輯關(guān)系如式（1）所示。

K1的點(diǎn)動(dòng)作，KM1、KM2主觸頭閉合，進(jìn)線電機(jī)M1和切割電機(jī)M2電機(jī)工作。

（2）進(jìn)線過程。YA1電磁閥線圈控制壓線氣缸工作，K2控制進(jìn)線離合器工作，兩個(gè)線圈完成進(jìn)線過程。SB2=“1”，YA1和K2線圈控制邏輯關(guān)系為如式（2）和式（3）所示。

YA1和K2線圈得電，開始進(jìn)行自動(dòng)送線過程。

（3）切割過程。K3是控制進(jìn)線結(jié)束的繼電器，K4為控制切臺氣缸YA2動(dòng)作的繼電器。送線到位行程開關(guān)SQ1被壓動(dòng)，SQ1=“1”，K3和K4線圈控制邏輯關(guān)系為式（4）和式（5）所示。

K3得電，K3=“0”，進(jìn)線停止。K4得電，切臺氣缸YA2工作，YA2=“1”，切線砂輪前進(jìn)，開始進(jìn)行切管。

（4）落料過程。K5是控制切管結(jié)束的繼電器，K6為控制料架氣缸YA3動(dòng)作的繼電器。切管結(jié)束行程開關(guān)SQ2被壓動(dòng)，SQ2=“1”，K5線圈控制邏輯關(guān)系為式（6）所示。

K5得電時(shí)，時(shí)間繼電器KT1得電，KT1是控制切割結(jié)束到開始落料這段時(shí)間的時(shí)間繼電器。KT1=“1”，K6和KT2線圈同時(shí)得電。K6得電，YA3=“1”，料架氣缸工作，開始落料。KT2是控制開始落料到計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)這段時(shí)間的時(shí)間繼電器。

（5）計(jì)數(shù)過程。當(dāng)KT2延時(shí)時(shí)間到，KT2=“1”，K7線圈得電，所以K7=“1”，計(jì)數(shù)器的1端和3端有計(jì)數(shù)脈沖輸入。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加一。K7得電同時(shí)KT3得電，延時(shí)時(shí)間到，=“0”，使KT1、KT2和KT3同時(shí)斷電。一個(gè)計(jì)數(shù)周期結(jié)束。電路進(jìn)入下一個(gè)下管過程。

（6）計(jì)數(shù)計(jì)滿。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到達(dá)指定值，計(jì)數(shù)器常開觸頭閉合，K8得電，K8=“0”，如式（1）邏輯關(guān)系所示。K1線圈失電，K1=“0”。進(jìn)線電機(jī)和切線電機(jī)停止工作，計(jì)數(shù)器清零。

Automatic Tube Machine Technical Transformation of the Electrical Control Circuit

WU Jie，MA Qing，WU Zhen
（Jiangyin Polytechnic College，Jiangyin214405，China）

Automatic tube machine is one of the common production equipments，because accident reason is burned，analyzing structure and technical requirement of automatic tube machine，using empirical design method to design the automatic electrical control schematics tube machine，the selection of components，design of electrical control layout and installation and commissioning，reached the design requirements.

automatic tube machine；experience design method；selection；reform

TP29

A

1009－9492(2014)07－0123－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.036

2014－01－24