摘 要車間四柱油壓機用于板料及管件的壓型工作，使用已超過四十年，設備老化嚴重。液壓系統控制壓力、主缸壓力顯示不準確，設備控制線路老化。油路和電路未分離，全部集中于控制柜內，管路內的液壓油時常發生泄漏導致電路故障。針對上述問題，我們決定對該設備進行升級改造，將傳統的接觸器控制改為PLC系統控制，新增觸摸屏顯示狀態，并對油路加裝數顯壓力表，將電路進行分離，增加自動回程功能。改造后顯著提高設備的工作穩定性和可操作性。
關鍵詞：油壓機;PLC;觸摸屏;壓力變送器;數顯壓力表
一、實施背景
200T四柱油壓機負責風缸蓋、交叉桿以及小型件的壓型，是車間重要的生產設備。電氣控制采用的是傳統繼電器、接觸器控制。安裝在操作臺上的壓力表用于顯示控制壓力、主缸壓力及副缸壓力。控制壓力表和副缸壓力表已損壞，無法顯示實時壓力，主缸壓力顯示不準確。由于該設備使用時間近四十年，累計用于生產各類車型近萬輛。設備本身已落后、液壓及電氣控制系統嚴重老化，故障率高、精度低。隨著近年來公司產品質量和生產效率都在不斷提高，已超出設備的生產能力。因此，亟需對此設備進行升級改造，滿足生產要求。
二、設計思路和原理
通過我們現場調查設備狀況和調取維修記錄，綜合分析后得出如下結論：
1、該設備壓力表采用電節點壓力表。電節點壓力表在工作過程受沖擊振動時容易損壞，無法實施顯示系統壓力。而更換壓力表過程繁瑣，造成設備停臺時間長，維修成本高。
2、該設備線路老化。在工作過程中接觸器頻繁動作，電路中瞬時電流大，經常出現接觸器及控制線路燒毀。
經過研究，我們將原接觸器控制改為三菱FX5U型PLC控制并分離油路和電路，解決接觸器控制系統故障率高、接線復雜的問題。利用壓力變送器檢測并顯示實時壓力，根據生產需要實時進行壓力值調節。通過壓力傳送器的內部節點輸出壓力信號至PLC，實現精準控制壓力。相比原電節點壓力表控制性能更穩定、控制精度更高、故障率更低。新增一個威綸通MT8121IE觸摸屏與三菱FX5U進行通訊，實時通過觸摸屏顯示設備工作狀態，便于調試和維修設備。
三、改造過程
3.1設計PLC和觸摸屏程序
首先了解設備的工作過程，確定動作順序。設備工作流程為：控制油泵電機啟動→主油泵電機啟動→滑塊回原位→滑塊快下→加壓→保壓→滑塊回程。在滑塊回程的同時，可以手動控制頂出缸伸出，方便操作人員取出壓制完成的工件。
根據控制要求，進行I/O點分配。本次采用三菱FX5U系列PLC，威綸通觸摸屏，根據設備工藝流程，編寫PLC和觸摸屏程序，并根據I/O分配表進行接線。
3.2設計并布置PLC控制回路
購置電氣控制柜、開關、電磁閥、按鈕、電纜等所需元件，根據控制原理進行線路設計和布置。根據開關按鈕大小，結合操作者操作習慣，在控制柜操作臺面合適位置開孔，安裝所需按鈕、轉換開關及觸摸屏。
3.3加裝壓力變送器
本著節約維修成本、提高備件通用性的原則，選用與現有設備使用的同款壓力變送器，型號為HYDAC EDS300。共加裝3個壓力變送器，分別用于控制油泵壓力值顯示、主缸下行壓力值調整顯示及頂出缸的壓力值顯示，三個壓力變送器安裝于操作者易于觀察和調整的位置。變送器采用HYDAC ZBE06型4芯航空插頭，液壓系統與壓力傳感器間采用高壓軟油管連接。使用壓力變送器專用固定支架將其固定，減少因設備振動而導致的變送器故障，提高工作穩定性。
3.4觸摸屏程序的編寫
觸摸屏程序主要分為三個界面，個界面主要是顯示功能，能直觀查看各功能的顯示和保壓時間，以及各電機熱繼電器是否過載，滑塊位置等，第二個界面為設置保壓時間及頂出缸的延時動作時間。
3.5觸摸屏與PLC的通訊及聯網調試
觸摸屏與PLC采用以太網通訊。控制系統硬件部分安裝完成后，需要重新設置系統參數，使其具有更好的工作性能。我們在分析原系統參數設置的基礎上，結合現場生產實際，對部分參數進行優化。重點優化了主缸升降時間、保壓時間等相關參數，使滑塊運行更加平穩，減少液壓沖擊。設置觸摸屏的通訊參數，使觸摸屏用與PLC相互通訊，完成數據傳送。參數設置完成后，滑塊運行更加平穩，運行過程中的沖擊振動大幅降低，減少了對油路管道和電氣元件的不利影響。
四、改造成果
200T油壓機改善完成后，至今未出現控制回路元件損壞的情況，壓力變送器的加裝，省去了更換電節點壓力油壓表的成本，并加裝了一個雙聯的腳踏開關接入控制柜的滑塊下行或滑塊回程按鈕處。改善完成后，不但保證生產的順利進行，還有力的保證了產品質量。
五、問題思考及今后的設想
全面總結200T油壓機成功改造的經驗，為今后其他舊設備改造提供技術參考。我們在升級電氣控制系統的同時，也對油路和機械部分進行檢查，消除機械故障對設備帶來的影響。通過實施機電一體化改造，提高設備的穩定性，降低維修成本和故障率。當前，大部分設備都采用PLC控制，PLC在控制系統中起著重要的作用，是數字化智能制造的發展趨勢。在改造中注重引入新技術，達到擴展設備功能，改善設備狀態的目的。
