4000T热模锻压力机自动控制系统

魏佳+刘雪莲

【摘 要】 热模锻压力机广泛应用于汽车、农业机械、车辆、阀门、工程机械、轴承和国防，航空工业等领域，是进行大批量、高精度模锻件生产的首选设备。我们采用西门子可编程控制器以及人机界面HMI相结合的自动化控制设计理念，并针对热模锻压力机的控制特点，采用了独特的设计方案，应用于山东潍柴4000T热模锻压力机自动控制系统。

【关键词】 热模锻压力机 西门子PLC 人机界面HMI 变频器ACS800

热模锻压力机是借助模具实现金属毛坯热成形的锻造设备。和模锻锤相比，热模锻压力机由于锻造出的锻件精度高、材料利用率高、易于实现自动化、对工人的操作技术水平要求低、噪声和振动小等优点，因而在现代锻压生产中的应用日趋广泛，特别是在大批和大量生产条件下，已逐步取代模锻锤，成为模锻件生产的主要设备。

1 结构组成及工作原理

1.1 结构组成

本机是由主要执行机构、主传动、离合器和制动器、机身、气动和电气控制系统、润滑系统、辅助机构等组成。（见图1所示）

1.2 工作原理

热模锻压力机系曲柄压力机，其工作原理和通用曲柄压力机一样，是通过不同形式的曲柄滑块机构把主传动的旋转运动转变为滑块的往复运动，并借助于固定在机身工作台和滑块上的上、下模具实现加热金属的成形。在模锻过程中所需的模锻力是通过压力机飞轮转速降低所释放的能量产生的。

2 电气控制系统

2.1 电气控制系统简介

本设备共有控制柜3台，其中交流变频控制柜1台，低压电气控制柜1台，PLC控制柜1台。操作盒1个，脚踏开关2个，接线箱3个。其中PLC控制柜为压力机控制系统的核心，采用西门子S7-300系列PLC程序控制，压力机行程的工作方式设有一次行程、调整行程和连续行程，操作方式设有后踏、手动、双踏和前踏四中工作方式，集中润滑、润滑自动监控，具有吨位显示功能；采用了人机界面MP177触摸屏，在触摸屏上具有工作量记录、系统运行状态显示、曲轴转角显示、故障显示等，还具有轴温监测、打印、极限设置及报警等功能。操作工可以根据触摸屏上的系统运行状态和对各种故障信息显示，准确地找到故障位置，使设备维护非常便捷。

2.2 交流变频系统

由于主电机容量较大，为使电机启动平滑，在额定负载下要求滑差率为0.1左右，应用户要求，采用ABB公司生产的ACS800变频器控制。

2.3 PLC控制系统

可编程序控制器S7-300是模块化中型PLC系统，它能满足中、小规模的控制要求。模块化，无排风扇结构，易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在多种工业行业中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。使用STEP 7软件就可对S7-300进行编程。

S7-300主要控制主电机、工作台调整电机、多点润滑泵、电动润滑泵、离合器、制动器、以及各种电磁阀等。应用控制程序主要由系统运行程序、润滑程序（包括干油和稀油）、故障处理程序组成。

2.4 PLC系统硬件组成

热模锻压力机的PLC系统硬件组成：

系统配置

PS 307 电源模块 5A 1块（6ES7307-1EA00-0AA0）

CPU 314中央处理器 1块 （6ES7314-1AF10-0AB0）

数字量输入模板 3块 （6ES7 321-1BH02-0AA0）

1块 （6ES7321-1BL00-0AA0）

数字量输出模板 2块 （6ES7322-1BH01-0AA0）

并配有触摸屏 MP177-6 （6AV66420AA110AX0）

3 结语

由于4000T热模锻压力机自动化控制采用了先进的设计理念，运用了高科技的自动化产品，经过现场调试、运行和使用，获得了山东潍柴用户的认可。目前我们已将PLC可编程控制器与人机界面HMI相结合的自动化控制设计，成功的运用在我们公司各类产品的自动化控制之中。

参考文献：

[1]S7-300可编程序控制器.西门子（中国）有限公司，自动化与驱动集团.

[2]SIMATIC STEP7 V5.4编程.西门子（中国）有限公司，自动化与驱动集团.

[3]热模锻压力机.机械工业出版社.endprint

【摘 要】 热模锻压力机广泛应用于汽车、农业机械、车辆、阀门、工程机械、轴承和国防，航空工业等领域，是进行大批量、高精度模锻件生产的首选设备。我们采用西门子可编程控制器以及人机界面HMI相结合的自动化控制设计理念，并针对热模锻压力机的控制特点，采用了独特的设计方案，应用于山东潍柴4000T热模锻压力机自动控制系统。

【关键词】 热模锻压力机 西门子PLC 人机界面HMI 变频器ACS800

热模锻压力机是借助模具实现金属毛坯热成形的锻造设备。和模锻锤相比，热模锻压力机由于锻造出的锻件精度高、材料利用率高、易于实现自动化、对工人的操作技术水平要求低、噪声和振动小等优点，因而在现代锻压生产中的应用日趋广泛，特别是在大批和大量生产条件下，已逐步取代模锻锤，成为模锻件生产的主要设备。

1 结构组成及工作原理

1.1 结构组成

本机是由主要执行机构、主传动、离合器和制动器、机身、气动和电气控制系统、润滑系统、辅助机构等组成。（见图1所示）

1.2 工作原理

热模锻压力机系曲柄压力机，其工作原理和通用曲柄压力机一样，是通过不同形式的曲柄滑块机构把主传动的旋转运动转变为滑块的往复运动，并借助于固定在机身工作台和滑块上的上、下模具实现加热金属的成形。在模锻过程中所需的模锻力是通过压力机飞轮转速降低所释放的能量产生的。

2 电气控制系统

2.1 电气控制系统简介

本设备共有控制柜3台，其中交流变频控制柜1台，低压电气控制柜1台，PLC控制柜1台。操作盒1个，脚踏开关2个，接线箱3个。其中PLC控制柜为压力机控制系统的核心，采用西门子S7-300系列PLC程序控制，压力机行程的工作方式设有一次行程、调整行程和连续行程，操作方式设有后踏、手动、双踏和前踏四中工作方式，集中润滑、润滑自动监控，具有吨位显示功能；采用了人机界面MP177触摸屏，在触摸屏上具有工作量记录、系统运行状态显示、曲轴转角显示、故障显示等，还具有轴温监测、打印、极限设置及报警等功能。操作工可以根据触摸屏上的系统运行状态和对各种故障信息显示，准确地找到故障位置，使设备维护非常便捷。

2.2 交流变频系统

由于主电机容量较大，为使电机启动平滑，在额定负载下要求滑差率为0.1左右，应用户要求，采用ABB公司生产的ACS800变频器控制。

2.3 PLC控制系统

可编程序控制器S7-300是模块化中型PLC系统，它能满足中、小规模的控制要求。模块化，无排风扇结构，易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在多种工业行业中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。使用STEP 7软件就可对S7-300进行编程。

S7-300主要控制主电机、工作台调整电机、多点润滑泵、电动润滑泵、离合器、制动器、以及各种电磁阀等。应用控制程序主要由系统运行程序、润滑程序（包括干油和稀油）、故障处理程序组成。

2.4 PLC系统硬件组成

热模锻压力机的PLC系统硬件组成：

系统配置

PS 307 电源模块 5A 1块（6ES7307-1EA00-0AA0）

CPU 314中央处理器 1块 （6ES7314-1AF10-0AB0）

数字量输入模板 3块 （6ES7 321-1BH02-0AA0）

1块 （6ES7321-1BL00-0AA0）

数字量输出模板 2块 （6ES7322-1BH01-0AA0）

并配有触摸屏 MP177-6 （6AV66420AA110AX0）

3 结语

由于4000T热模锻压力机自动化控制采用了先进的设计理念，运用了高科技的自动化产品，经过现场调试、运行和使用，获得了山东潍柴用户的认可。目前我们已将PLC可编程控制器与人机界面HMI相结合的自动化控制设计，成功的运用在我们公司各类产品的自动化控制之中。

参考文献：

[1]S7-300可编程序控制器.西门子（中国）有限公司，自动化与驱动集团.

[2]SIMATIC STEP7 V5.4编程.西门子（中国）有限公司，自动化与驱动集团.

[3]热模锻压力机.机械工业出版社.endprint

【摘 要】 热模锻压力机广泛应用于汽车、农业机械、车辆、阀门、工程机械、轴承和国防，航空工业等领域，是进行大批量、高精度模锻件生产的首选设备。我们采用西门子可编程控制器以及人机界面HMI相结合的自动化控制设计理念，并针对热模锻压力机的控制特点，采用了独特的设计方案，应用于山东潍柴4000T热模锻压力机自动控制系统。

【关键词】 热模锻压力机 西门子PLC 人机界面HMI 变频器ACS800

热模锻压力机是借助模具实现金属毛坯热成形的锻造设备。和模锻锤相比，热模锻压力机由于锻造出的锻件精度高、材料利用率高、易于实现自动化、对工人的操作技术水平要求低、噪声和振动小等优点，因而在现代锻压生产中的应用日趋广泛，特别是在大批和大量生产条件下，已逐步取代模锻锤，成为模锻件生产的主要设备。

1 结构组成及工作原理

1.1 结构组成

本机是由主要执行机构、主传动、离合器和制动器、机身、气动和电气控制系统、润滑系统、辅助机构等组成。（见图1所示）

1.2 工作原理

热模锻压力机系曲柄压力机，其工作原理和通用曲柄压力机一样，是通过不同形式的曲柄滑块机构把主传动的旋转运动转变为滑块的往复运动，并借助于固定在机身工作台和滑块上的上、下模具实现加热金属的成形。在模锻过程中所需的模锻力是通过压力机飞轮转速降低所释放的能量产生的。

2 电气控制系统

2.1 电气控制系统简介

本设备共有控制柜3台，其中交流变频控制柜1台，低压电气控制柜1台，PLC控制柜1台。操作盒1个，脚踏开关2个，接线箱3个。其中PLC控制柜为压力机控制系统的核心，采用西门子S7-300系列PLC程序控制，压力机行程的工作方式设有一次行程、调整行程和连续行程，操作方式设有后踏、手动、双踏和前踏四中工作方式，集中润滑、润滑自动监控，具有吨位显示功能；采用了人机界面MP177触摸屏，在触摸屏上具有工作量记录、系统运行状态显示、曲轴转角显示、故障显示等，还具有轴温监测、打印、极限设置及报警等功能。操作工可以根据触摸屏上的系统运行状态和对各种故障信息显示，准确地找到故障位置，使设备维护非常便捷。

2.2 交流变频系统

由于主电机容量较大，为使电机启动平滑，在额定负载下要求滑差率为0.1左右，应用户要求，采用ABB公司生产的ACS800变频器控制。

2.3 PLC控制系统

可编程序控制器S7-300是模块化中型PLC系统，它能满足中、小规模的控制要求。模块化，无排风扇结构，易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在多种工业行业中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案。使用STEP 7软件就可对S7-300进行编程。

S7-300主要控制主电机、工作台调整电机、多点润滑泵、电动润滑泵、离合器、制动器、以及各种电磁阀等。应用控制程序主要由系统运行程序、润滑程序（包括干油和稀油）、故障处理程序组成。

2.4 PLC系统硬件组成

热模锻压力机的PLC系统硬件组成：

系统配置

PS 307 电源模块 5A 1块（6ES7307-1EA00-0AA0）

CPU 314中央处理器 1块 （6ES7314-1AF10-0AB0）

数字量输入模板 3块 （6ES7 321-1BH02-0AA0）

1块 （6ES7321-1BL00-0AA0）

数字量输出模板 2块 （6ES7322-1BH01-0AA0）

并配有触摸屏 MP177-6 （6AV66420AA110AX0）

3 结语

由于4000T热模锻压力机自动化控制采用了先进的设计理念，运用了高科技的自动化产品，经过现场调试、运行和使用，获得了山东潍柴用户的认可。目前我们已将PLC可编程控制器与人机界面HMI相结合的自动化控制设计，成功的运用在我们公司各类产品的自动化控制之中。

参考文献：

[1]S7-300可编程序控制器.西门子（中国）有限公司，自动化与驱动集团.

[2]SIMATIC STEP7 V5.4编程.西门子（中国）有限公司，自动化与驱动集团.

[3]热模锻压力机.机械工业出版社.endprint