摘 要 液压式三辊对称式卷板机（三辊卷板机）结构式为三辊对称式，上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过液压缸的液压油作用于活塞而获得，为液压传动；两下辊作旋转运动，通过减速机的输出齿轮与下辊齿啮合，为卷制板材提供扭矩。液压式三辊对称式卷板机结构紧凑，操作维修方便。采用基于和利时公司HOLLiAS LM PLC的三辊卷板机系统，可实现卷板机与PLC一体化无缝连接，同时通过串口RS232于HOLLiAS HT7000之间的通讯，动态响应快。
关键词 LM PLC；HT7000；液压式三辊卷板机
1 引言
卷板机（Rolling Machine）是对板料进行连续点弯曲的塑形机床，具有卷制O型、U型、多段R等不同的形状。为上调式对称式三辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件，本机种两下辊为主动辊，上辊为从动辊。它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。
适合用于金属板材的弯曲变形，可卷制圆形，弧形和一定范围内的锥形工件，并有板材端部预弯功能，本机型两个下辊为主动辊可水平移动，上辊为从动辊可上下移动，移动方式有机械式和液压式，传动轴均采用万向连轴器连接。
2 设备控制工艺介绍
三辊卷板机有机械式和液压式。液压式三辊对称卷板机主要特点：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，适用于超长规格各种截面形状罐。
液压式三辊卷板机完成卷板动作过程中全部采用液压传动，PLC 输出动作去控制液压气缸动作。上辊位置反馈有编码器计数，计数的数值反映移动的位置。并将相关数据传送到触摸屏上等。上辊的位置精准度取决于编码器的反馈精度和动作气缸的速度。
3 系统设计
液压式三辊卷板机系统一般由以PLC为核心的控制机柜、位置反馈传感器、动作执行机构、液压系统、动力传动装置和触摸屏组成，系统装置如图2-1所示。卷板机控制柜里配置有PLC、相序保护器、跳闸继电器、热继等。每一路输入、输出通道都有与之相对应的指示灯，可以检查某一通道的动作情况，且系统具有在线试验功能。
图 2-1 液压式三辊卷板机系统组成
由于系统对位置精度要求特别高，对计数的精准性有一定的要求，和利时LM3108可以接受单相计数器：3点，100KHz 和两相计数器：2点，100KHz 。所以液压式三辊卷板机采用和利时公司高性价比的LM系列PLC，由于LM3108有24DI和16DO。由CPU模块完成所有输入信号的逻辑处理和输出信号的逻辑控制，从硬件和软件上实现了上辊位置的精确控制，硬件结构如图2-2所示。
图 2-2 液压式三辊卷板机系统硬件结构示意图
以基本配置的液压式三辊卷板机与基于LM3108为列，输入输出信号清单如下：
表 3-1 输入输出信号清单
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序号
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信号类型
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输入输出信号说明
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1
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DI
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固定侧上辊－－光栅尺A相
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2
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DI
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固定侧上辊－－光栅尺B相
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3
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DI
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翻倒侧上辊_光栅尺A相
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4
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DI
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翻倒侧上辊_光栅尺B相
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5
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DI
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移动架_光栅尺A相
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6
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DI
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移动架_光栅尺B相
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7
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DI
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上辊压力
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8
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DI
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固定侧上辊接近开关
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9
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DI
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复位到位 恢复接近开关
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10
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DI
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翻倒到位 卸料接近开关
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11
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DI
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上辊中心点
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12
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DI
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上辊同进 降
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13
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DI
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上辊同退 升
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14
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DI
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翻倒侧上辊单进 降
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15
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DI
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固定侧上辊单进 降
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16
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DI
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前移
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17
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DI
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后移
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18
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DI
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下辊正转
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19
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DI
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下辊反转
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20
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DI
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卸料
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21
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DI
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恢复
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22
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DI
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油泵启动
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23
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DI
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油泵停止
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24
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DO
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主电机正转
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25
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DO
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主电机反转
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26
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DO
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主电机前移
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27
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DO
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主电机后移
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28
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DO
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复位
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29
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DO
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翻倒
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30
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DO
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翻倒侧上辊进（降）
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31
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DO
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翻倒侧上辊进（升）
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32
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DO
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固定侧上辊进（降）
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33
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DO
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固定侧上辊进（升）
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34
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DO
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油泵
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35
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DO
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频敏电阻切换
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4 应用特点
基于LM系列PLC的液压式三辊卷板机系统具有如下特点：
ì 准确性及可靠性
准确性、可靠性是液压式三辊卷板机系统的关键，本系统采用了LM 3108 PLC运行方式，LM配置高性能的工业级处理器，具有纳秒级的处理速度以及大容量的内存，可使液压式三辊卷板机保护逻辑程序准确、快速地执行，这在硬件上也大大保证了系统的高可靠性。确保整套装置在任何情况下，都能正确可靠地实现液压系统跳闸功能。以往装置中重点关注的液压“拒跳”或“误跳”的情况，可在程序设计过程中得到充分合理的处理，这在技术上保证了系统的高可靠性。
ì 系统功能强
由于LM系列PLC体积小，集成化程度高，运算速度快，逻辑控制容量大，所以整套程序中除了状态报警、遮断停机等常规功能外，还可进行在线试验功能。该功能的作用在于机组正常运行时， 检查压力开关、电磁阀等外围元器件的状态，提高整套装置的自身安全系数。
增加卷板机首出原因记忆功能，帮助运行人员在第一时间知道停机的第一起因，避免了以往或者显示面板上有多项报警指示，分析不出第一起因，或者随着现场情况的瞬息变换，指示灯的熄灭，也找不到第一起因。同时，该功能的存在也为事故追忆系统（SOE）的记录提供了验证手段。该功能可通过程序编写完成，不需要增加任何硬件设备，而且完全应用编程技巧。在没有发生停机条件时，该功能不需要执行，不占用系统监测的时间，使系统的监测、停机功能得到最大程度的实现。
参考文献
[ 1 ] 胡虔生，胡敏强