用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统及其控制方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310696888.2	申请日：	2013.12.18
公开号：	CN103737771A	公开日：	2014.04.23
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B29C 35/02申请日:20131218\|\|\|公开
IPC分类号：	B29C35/02; G05B19/05	主分类号：	B29C35/02
申请人：	柳州职业技术学院
发明人：	冯美英
地址：	545006 广西壮族自治区柳州市社弯路28号
优先权：
专利代理机构：	北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249	代理人：	宋敏
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内容摘要

本发明公开了一种用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统及其控制方法，用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统，包括熔断器、触摸屏、PLC、压力传感器、A/D转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源。通过用PLC代替原的继电器控制，并公开一种控制方法，达到控制系统稳定且避免接触器熔焊的目的。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统，其特征在于，包括熔断器、PLC、触摸屏、压力传感器、A/D转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源，
所述熔断器，用于控制系统的短路保护；
所述触摸屏，通过RS485通讯与PCL相连，实现参数设置、数据监控以及PLC的I/O监控；
所述PLC，是整个控制系统控制中心；
所述压力传感器，实现压力信号的检测；
所述A/D转换模块，通过集成排线与PLC相连，A/D转换模块的输入点与传感器相连，用于将压力传感器反馈回来的模拟信号转成数字信号后传送给PLC；
所述控制继电器，该控制继电器的线圈直接与PLC输出点连接，由PLC直接驱动；控制继电器的常开触点与热过载继电器的常闭触点相连；
所述交流接触器，用于控制电机的工作；主触头进线端直接与空开相连接，出线端与热过载继电器相连接，线圈与热过载继电器的常闭触点相连接；
所述热过载继电器，用于硫化机电机的过载保护，进线端与交流接触器的出线端相连，出线端与电机相连，常开触点与PLC输入点相连，常闭触点与交流接触器的线圈相连；
所述温度控制器，用于检测硫化机的蒸汽温度；输入端连接K型热电偶，输出端达到控制温度时输出开关信号，温度控制器的输出端与PLC的输入端相连，温度控制器输出的开关信号经PLC处理后由PLC控制硫化机相关气阀的动作；
所述晶体管驱动板，晶体管驱动板的b极与PLC输出端相连接，晶体管驱动板的e极与开关电源正极相连接，晶体管驱动板的c极与控制继电器相连接；
所述开关电源，提供直流电源；开关电源的输入端与熔断器相连接，开关电源的输出端分别与触摸屏、PLC、晶体管驱动板和控制继电器相连接。

2.  一种权利要求1所述的PLC控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、对PLC上电初始化；
步骤2、上述PLC判断是否有操作请求，如没有则继续待机，如有操作请求，则检测是否是自动控制请求，如不是自动请求，则转为手动操作；
步骤3、如上述PLC检测为自动控制，则启动油泵工作，对主缸加压到设定压力值，所述油泵分为快速油泵和补压油泵；
步骤4、如主缸加压到设定值，则PLC控制塑胶地板硫化机的排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭，同时PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制；
步骤5、上述完成塑胶地板硫化机工作控制的油缸在PLC控制下泄压至小于设定压力值。

3.  根据权利要求2所述的PLC控制系统的控制方法，其特征在于，上述步骤3和步骤5中的设定压力值均为1Mpa。

4.  根据权利要求3所述的PLC控制系统的控制方法，其特征在于，上述步骤4中排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭包括以下步骤：
步骤401、通过PLC控制排水阀和疏水阀打开，并设定打开的时间，在打开排水阀和疏水阀的同时计时；
步骤402、如上述步骤401计时时间到，则将排水阀关闭，疏水阀继续打开，蒸汽进入阀打开，同时设定时间，并同时计时；
步骤403、如上述步骤402的计时时间到，则打开排气阀，关闭疏水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；
步骤404、如上述步骤403的计时时间到，则关闭排气阀，打开排水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；
步骤405、如上述步骤404计时时间到，则将排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀均关闭。

5.  根据权利要求3所述的PLC控制系统的控制方法，其特征在于，上述步骤4中PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制包括以下步骤：
步骤501、控制快速油泵停止，补压油泵运行，从而加压到第一设定压力值，达到第一设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第一压力值的工作时间进行计时，判断第一压力值下的工作时间和工作压力；
步骤502、上述步骤501中的第一压力值下的工作时间和工作压力均符合要求，则启动补压油泵，从而加压到第二设定压力值，达到第二设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第二压力值的工作时间进行计时，判断第二压力值下的工作时间和工作压力；重复控制补压油泵直到加压到第四设定压力值，完成主缸加压。

说明书

说明书用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及塑胶地板生成设备领域，具体地，涉及一种用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统及其控制方法。
背景技术
目前，现有塑胶地板主要制作工艺为将塑料块粉碎成细末→将塑料末与石粉按一定的比例混合并均匀搅拌→将混合好的粉末放上模具进行第一次压制→压制成块状的塑料块卸下冷却（大小因模具而定）→将压制好的半成品铺上所需花纹、木纹等花纹纸进行压制→将铺好花纹的半成品进行第二次压制→压制完成卸下冷却→经清洗、上普通漆、阻燃漆处理（由专门生产线完成）→根据所需尺寸裁剪成小块→倒角、去毛边处理→打包装箱。
整个生产过程中第二次压制工艺时间较长，且要求机器提供较稳定的压力和较稳定的温度，因此，制造硫化机的重点放在第二次压制工艺上。
装料完成后根据加工工艺设定各项参数进入如图1所示的流程工作在对成压板加热硫化过程为压力闭环控制。完成第一段压力工艺后直接加压到第二段压力工艺接着是第三段压力工艺，在整个保压过程中蒸汽加热亦同时进行。现有的
塑胶地板硫化机的控制系统采用继电器控制，造成在保压过程中压力不稳定，补压精度不高，控制补压电机的接触器容易熔焊。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统及其控制方法，以实现系统稳定且避免接触器熔焊的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统，包括熔断器、PLC、触摸屏、压力传感器、A/D转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源，
所述熔断器，用于控制系统的短路保护；
所述触摸屏，通过RS485通讯与PCL相连，实现参数设置、数据监控以及PLC的I/O监控；
所述PLC，是整个控制系统控制中心；
所述压力传感器，实现压力信号的检测；
所述A/D转换模块，通过集成排线与PLC相连，A/D转换模块的输入点与传感器相连，用于将压力传感器反馈回来的模拟信号转成数字信号后传送给PLC；
所述控制继电器，该控制继电器的线圈直接与PLC输出点连接，由PLC直接驱动；控制继电器的常开触点与热过载继电器的常闭触点相连；
所述交流接触器，用于控制电机的工作；主触头进线端直接与空开相连接，出线端与热过载继电器相连接，线圈与热过载继电器的常闭触点相连接；
所述热过载继电器，用于硫化机电机的过载保护，进线端与交流接触器的出线端相连，出线端与电机相连，常开触点与PLC输入点相连，常闭触点与交流接触器的线圈相连；
所述温度控制器，用于检测硫化机的蒸汽温度；输入端连接K型热电偶，输出端达到控制温度时输出开关信号，温度控制器的输出端与PLC的输入端相连，温度控制器输出的开关信号经PLC处理后由PLC控制硫化机相关气阀的动作；
所述晶体管驱动板，晶体管驱动板的b极与PLC输出端相连接，晶体管驱动板的e极与开关电源正极相连接，晶体管驱动板的c极与控制继电器相连接；
所述开关电源，提供直流电源；开关电源的输入端与熔断器相连接，开关电源的输出端分别与触摸屏、PLC、晶体管驱动板和控制继电器相连接。
同时本发明的技术方案还公开一种PLC控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、对PLC上电初始化；
步骤2、上述PLC判断是否有操作请求，如没有则继续待机，如有操作请求，则检测是否是自动控制请求，如不是自动请求，则转为手动操作；
步骤3、如上述PLC检测为自动控制，则启动油泵工作，对主缸加压到设定压力值，所述油泵分为快速油泵和补压油泵；
步骤4、如主缸加压到设定值，则PLC控制塑胶地板硫化机的排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭，同时PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制；
步骤5、上述完成塑胶地板硫化机工作控制的油缸在PLC控制下泄压至小于设定压力值。
根据本发明的优选实施例，上述步骤3和步骤5中的设定压力值均为1Mpa。
根据本发明的优选实施例，上述步骤4中排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭包括以下步骤：
步骤401、通过PLC控制排水阀和疏水阀打开，并设定打开的时间，在打开排水阀和疏水阀的同时计时；
步骤402、如上述步骤401计时时间到，则将排水阀关闭，疏水阀继续打开，蒸汽进入阀打开，同时设定时间，并同时计时；
步骤403、如上述步骤402的计时时间到，则打开排气阀，关闭疏水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；
步骤404、如上述步骤403的计时时间到，则关闭排气阀，打开排水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；
步骤405、如上述步骤404计时时间到，则将排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀均关闭。
根据本发明的优选实施例，上述步骤4中PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制包括以下步骤：
步骤501、控制快速油泵停止，补压油泵运行，从而加压到第一设定压力值，达到第一设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第一压力值的工作时间进行计时，判断第一压力值下的工作时间和工作压力；
步骤502、上述步骤501中的第一压力值下的工作时间和工作压力均符合要求，则启动补压油泵，从而加压到第二设定压力值，达到第二设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第二压力值的工作时间进行计时，判断第二压力值下的工作时间和工作压力；重复控制补压油泵直到加压到第四设定压力值，完成主缸加压。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
本发明的技术方案，通过用PLC代替原因的继电器控制，并公开一种控制方法，达到控制系统稳定且避免接触器熔焊的目的。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为现有的硫化机工作流程图；
图2为本发明实施例所述的PLC控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于塑胶地板硫化机的PLC控制系统，包括熔断器、PLC、触摸屏、压力传感器、A/D转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源，
熔断器，用于控制系统的短路保护，所有使用单相电源的器件取电均经过熔断器（主要有PLC、温控器、开关电源），取电于A相。
触摸屏，通过RS485通讯与PCL相连，实现参数设置、数据监控以及PLC的I/O监控；
PLC是整个控制系统的心脏，所有的动作操作、工作模式选择、以及油缸限位开关、电机保护检测信号、温度检测信号均连接到PLC的输入点；输出点接致晶体管驱动板的b极（PNP管）或是控制继电器的负极。同时PLC还担任着压力控制数据的运算、A/D转换模块数据的处理、控制时间的监控、各动作控制，为控制中心。
压力传感器安装于液压系统的油掣板上与液压缸相联通，通过对绞屏蔽信号线接致A/D转换模块的输入点实现压力的检测。
A/D转换模块通过集成排线与PLC的扩展口相连，A/D转换模块的输入点于传感器相连，用于将压力传感器反馈回来的模拟信号转成数字信号后传送给PLC。
控制继电器起到过渡作用，其线圈为DC24V，继电器线圈直接与PLC输出点连接，由PLC直接驱动；控制继电器的常开触点与AC220V的电磁铁相连接（主要是蒸汽进入阀等）及热过载继电器的常闭触点相连。
交流接触器用于控制电机的工作；主触头进线端直接与空开相连接，出线端与热过载继电器相连接，线圈与热过载继电器的常闭触点相连接。
热过载继电器用于电机的过载保护，进线端与交流接触器的出线端相连，出线端与电机相连，常开触点与PLC输入点相连，常闭触点与交流接触器的线圈相连。
温度控制器用于检测蒸汽温度；输入端连接K型热电偶（热电偶安装于蒸汽管道上），输出端达到控制温度时输出一开关信号，故输出端与PLC的输入端相连。温控器发出的信号经PLC处理后由PLC控制相关气阀的动作。
晶体管驱动板也是起过渡作用；其功能控制继电器相同。其b极与PLC输出端相连接，e极与开关电源正极相连接，c极与液压阀电磁铁、工作状态指示灯、控制继电器相连接。
开关电源用于为DC24V的直流器件供电；输入端与熔断器相连接，输出端与触摸屏、PLC、晶体管驱动板、控制继电器、液压阀电磁铁工作状态指示灯相连接。
一种PLC控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、对PLC上电初始化；
步骤2、上述PLC判断是否有操作请求，如没有则继续待机，如有操作请求，则检测是否是自动控制请求，如不是自动请求，则转为手动操作；
步骤3、如上述PLC检测为自动控制，则启动油泵工作，对主缸加压到设定压力值，所述油泵分为快速油泵和补压油泵；
步骤4、如主缸加压到设定值，则PLC控制塑胶地板硫化机的排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭，同时PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制；
步骤5、上述完成塑胶地板硫化机工作控制的油缸在PLC控制下泄压至小于设定压力值。
其中，步骤3和步骤5中的设定压力值均为1Mpa。
步骤4中排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭包括以下步骤：
步骤401、通过PLC控制排水阀和疏水阀打开，并设定打开的时间，在打开排水阀和疏水阀的同时计时；
步骤402、如上述步骤401计时时间到，则将排水阀关闭，疏水阀继续打开，蒸汽进入阀打开，同时设定时间，并同时计时；
步骤403、如上述步骤402的计时时间到，则打开排气阀，关闭疏水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；
步骤404、如上述步骤403的计时时间到，则关闭排气阀，打开排水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；
步骤405、如上述步骤404计时时间到，则将排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀均关闭。
步骤4中PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制包括以下步骤：
步骤501、控制快速油泵停止，补压油泵运行，从而加压到第一设定压力值，达到第一设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第一压力值的工作时间进行计时，判断第一压力值下的工作时间和工作压力；
步骤502、上述步骤501中的第一压力值下的工作时间和工作压力均符合要求，则启动补压油泵，从而加压到第二设定压力值，达到第二设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第二压力值的工作时间进行计时，判断第二压力值下的工作时间和工作压力；重复控制补压油泵直到加压到第四设定压力值，完成主缸加压。
根据制作工艺控制要求如下：
1）整个制作工艺要求能实现三段压力控制且连续，控制压力分辨率为0.1Mpa，波动压力范围±0.3Mpa且波动范围能在0.1~0.3之间设定（如：第一段：8Mpa，25Min；第二段：15Mpa，45Min；第三段：18Mpa，12Min）；
2）三段压力控制时间可在0~99Min99S之间随时设定，且设定完成后立即生效；
3）各压力设定参数，时间参数均在触摸屏完成，且要具备掉电记忆；
4）能实时显示机台工作阶段，各工序完成后能发出声光指示信号，机台并自动下降；
5）加热温度能在温度控制器上自由设定。
硫化机机器分左右两侧两部分且左右对称。左右两侧的油缸直径约600mm（根据工作压力而定）活塞行程约900mm。左右两缸的工作方式相同，但左右两侧油缸不能同时补压。处于两油缸中间的是油箱，快速油泵电机、补压油泵电机、油路集成体和控制箱安装在油箱上。
油缸和油箱均处于地基下，地基深度约1.2m。承压板、控制箱是处于水平地面上约500mm处。
机器的工作主体分右侧和左侧。主要由液压缸和承压板组成。液压缸主要提供压制压力（压力要求较稳定），承压板用于盛放需压制的产品，承压板中间装有循环管承压板侧，循环管承压板侧有一个高压蒸汽进入口和一个为排除口。循环管承压板除了需加入循环管外加冷却水同时也须经循环管内冷却。其中左侧工作主体的机台顶部为高压蒸汽进入阀和冷却水进入阀。
控制箱内主要由熔断器、PLC及A/D转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、晶体管驱动板、开关电源组成。
左侧地基边缘处为排气阀、排水阀、疏水阀。
控制箱可实现左右两缸的手动调整和自动控制两种工作方式，通过操作面板上的选择开关选择。
油箱即整机液压油存储及循环场所，为了散热需要，所以体积应该选择大一些。本技术方案选择体积大于1m3。
以PLC为核心的控制系统设计、安装和程序编写调试完成后，机器的功能亦能实现，但机器的油缸压力控制欠精确。要到达精确压力控制相当困难。使用比例阀则容易实现精确压力控制，调试过程中本方案进行了相应改进如下：
对补压电机的改进
对补压电机的要求是当出现需要补压动作时能及时将压力补上。如果把设定压力定n，主缸实际压力为m。当补压后压力出现m>（n+0.3）即实际压力大于设定压力上限，此时应当进行卸压。当卸压阀动作后出现m<（n-0.3）这样实际压力低于设定压力下限，此时应该补压。如此反反复复，接触器频繁动作，电机频繁启动。
在调试的过程中发现补压电机转速是影响压力控制精度的关键因素。如果补压电机速度慢，则油泵排量低，补压慢，PLC检测时间长，则精度高。反之则精度低。刚开始补压油泵采用7.5KW 4极电机，电机转速高油泵流量大。补压时很难控制流量，改用6极电机后，转速降低流量亦变低，补压速度变慢，压力控制精度明显提高。
对液压系统进行改进
调试过程中出现卸压速度过快的现象是因为卸压阀流量较大的原因造成的。采用比例流量阀控制成本会变高，因此不考虑使用。此时我们采用了以下几种方法控制卸压速度。
1）卸压回路加装节流阀；加装节流阀可以手动调节卸压速度，具有较大的灵活性，卸压速度可根据实际情况调整。
2）加装阻尼板；即制作一块垫板加装在卸压阀下，在垫板上另打一个比阀体上通孔小的通孔以此当节流用，这种做法成本低。但卸压速度不可调，灵活性不高。
3）在液压控制部分设计成回程卸压和工作卸压两部分，两部分独立工作。即工作时的卸压使用慢卸压，则能很好控制压力。工作完成后使用快卸压，这样就不会影响整体的工作效率了。
以上第一和第二种方法对卸压的速度能起到很好的控制作用，但同时也直接影响工作完成后卸压的时间，这样对整体工作效率还是产生了影响。在这种情况下可以考虑采用第三方法。
对补压控制方法改进
为维持相对稳定的压力，系统要求补压速度较快，因此电机难免会频繁启动，并且电机为带负载启动。这就很容易造成电机损坏，亦影响了电网使电网电压经常波动。
由于电机从启动到稳定运行需要一定的时间。可以考虑在编写程序时编写成电机启动且稳定运行后补压电磁阀才开始动作，即电磁阀延时动作不跟控制接触器同步动作。这样既可以减轻电机启动时的负载，也可以降低选择接触器的容量。当然这样情况要看液压系统的设计，当液压系统设计成带负载启动时则接触器的容量就要选择大一些即至少为额定电流的5倍。
对补压电机保护器件的选择
一般情况会选择热过载继电器保护电机，但在这样的场合就不适用了。因为电机频繁启动，所以我们不能忽略接触器触头熔焊问题。万一出现触头熔焊即补压完成后PLC仍控制接触器断开，但此时由于电机缺相，虽然热过载能发出过载信号但也是无济于事。因此，电机保护部分宜采用电动机热磁断路器及辅助触点取代热过载继电器作为电动机的保护器件。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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1、(10)申请公布号 CN 103737771 A (43)申请公布日 2014.04.23 CN 103737771 A (21)申请号 201310696888.2 (22)申请日 2013.12.18 B29C 35/02(2006.01) G05B 19/05(2006.01) (71)申请人柳州职业技术学院地址 545006 广西壮族自治区柳州市社弯路 28 号 (72)发明人冯美英 (74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249 代理人宋敏 (54) 发明名称用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统及其控制方法 (57) 摘要本发明公开了一种用于塑胶。

2、地板硫化机的 PLC 控制系统及其控制方法，用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统，包括熔断器、触摸屏、 PLC、压力传感器、 A/D 转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源。通过用PLC代替原的继电器控制，并公开一种控制方法，达到控制系统稳定且避免接触器熔焊的目的。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页说明书 6 页附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图2页 (10)申请公布号 CN 103737771 A CN 103737771 A。

3、 1/2 页 2 1. 一种用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统，其特征在于，包括熔断器、 PLC、触摸屏、压力传感器、 A/D 转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源，所述熔断器，用于控制系统的短路保护；所述触摸屏，通过 RS485 通讯与 PCL 相连，实现参数设置、数据监控以及 PLC 的 I/O 监控；所述 PLC，是整个控制系统控制中心；所述压力传感器，实现压力信号的检测；所述 A/D 转换模块，通过集成排线与 PLC 相连， A/D 转换模块的输入点与传感器相连，用于将压力传感器反。

4、馈回来的模拟信号转成数字信号后传送给 PLC ；所述控制继电器，该控制继电器的线圈直接与 PLC 输出点连接，由 PLC 直接驱动；控制继电器的常开触点与热过载继电器的常闭触点相连；所述交流接触器，用于控制电机的工作；主触头进线端直接与空开相连接，出线端与热过载继电器相连接，线圈与热过载继电器的常闭触点相连接；所述热过载继电器，用于硫化机电机的过载保护，进线端与交流接触器的出线端相连，出线端与电机相连，常开触点与 PLC 输入点相连，常闭触点与交流接触器的线圈相连；所述温度控制器，用于检测硫化机的蒸汽温度；输入端连接 K 型热电偶，输出端达。

5、到控制温度时输出开关信号，温度控制器的输出端与 PLC 的输入端相连，温度控制器输出的开关信号经 PLC 处理后由 PLC 控制硫化机相关气阀的动作；所述晶体管驱动板，晶体管驱动板的 b 极与 PLC 输出端相连接，晶体管驱动板的 e 极与开关电源正极相连接，晶体管驱动板的 c 极与控制继电器相连接；所述开关电源，提供直流电源；开关电源的输入端与熔断器相连接，开关电源的输出端分别与触摸屏、 PLC、晶体管驱动板和控制继电器相连接。 2. 一种权利要求 1 所述的 PLC 控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤 1、对 PLC 上电初始化。

6、；步骤 2、上述 PLC 判断是否有操作请求，如没有则继续待机，如有操作请求，则检测是否是自动控制请求，如不是自动请求，则转为手动操作；步骤 3、如上述 PLC 检测为自动控制，则启动油泵工作，对主缸加压到设定压力值，所述油泵分为快速油泵和补压油泵；步骤 4、如主缸加压到设定值，则 PLC 控制塑胶地板硫化机的排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭，同时 PLC 控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制；步骤 5、上述完成塑胶地板硫化机工作控制的油缸在 PLC 控制下泄压至小于。

7、设定压力值。 3. 根据权利要求 2 所述的 PLC 控制系统的控制方法，其特征在于，上述步骤 3 和步骤 5 中的设定压力值均为 1Mpa。 4. 根据权利要求 3 所述的 PLC 控制系统的控制方法，其特征在于，上述步骤 4 中排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭包括以下步骤：步骤 401、通过 PLC 控制排水阀和疏水阀打开，并设定打开的时间，在打开排水阀和疏权利要求书 CN 103737771 A 2 2/2 页 3 水阀的同时计时；步骤 402、如上述步骤 401 计时时间到，则将排水阀关闭，疏水阀继续打开，蒸汽进入。

8、阀打开，同时设定时间，并同时计时；步骤 403、如上述步骤 402 的计时时间到，则打开排气阀，关闭疏水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；步骤 404、如上述步骤 403 的计时时间到，则关闭排气阀，打开排水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；步骤 405、如上述步骤 404 计时时间到，则将排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀均关闭。 5.根据权利要求3所述的PLC控制系统的控制方法，其特征在于，上述步骤4中PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定。

9、值，完成塑胶地板硫化机工作控制包括以下步骤：步骤 501、控制快速油泵停止，补压油泵运行，从而加压到第一设定压力值，达到第一设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第一压力值的工作时间进行计时，判断第一压力值下的工作时间和工作压力；步骤 502、上述步骤 501 中的第一压力值下的工作时间和工作压力均符合要求，则启动补压油泵，从而加压到第二设定压力值，达到第二设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第二压力值的工作时间进行计时，判断第二压力值下的工作时间和工作压力；重复控制补压油泵直到加压到第四设定压力值，完成主缸加压。权利要求书。

10、CN 103737771 A 3 1/6 页 4 用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统及其控制方法技术领域 0001 本发明涉及塑胶地板生成设备领域，具体地，涉及一种用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统及其控制方法。背景技术 0002 目前，现有塑胶地板主要制作工艺为将塑料块粉碎成细末将塑料末与石粉按一定的比例混合并均匀搅拌将混合好的粉末放上模具进行第一次压制压制成块状的塑料块卸下冷却（大小因模具而定）将压制好的半成品铺上所需花纹、木纹等花纹纸进行压制将铺好花纹的半成品进行第二次压制压制完成卸下冷却经清洗、上普通漆、阻燃漆处理（由专门生产线完成）根据所需尺寸。

11、裁剪成小块倒角、去毛边处理打包装箱。 0003 整个生产过程中第二次压制工艺时间较长，且要求机器提供较稳定的压力和较稳定的温度，因此，制造硫化机的重点放在第二次压制工艺上。 0004 装料完成后根据加工工艺设定各项参数进入如图 1 所示的流程工作在对成压板加热硫化过程为压力闭环控制。完成第一段压力工艺后直接加压到第二段压力工艺接着是第三段压力工艺，在整个保压过程中蒸汽加热亦同时进行。现有的塑胶地板硫化机的控制系统采用继电器控制，造成在保压过程中压力不稳定，补压精度不高，控制补压电机的接触器容易熔焊。发明内容 0005 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用。

12、于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统及其控制方法，以实现系统稳定且避免接触器熔焊的优点。 0006 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统，包括熔断器、 PLC、触摸屏、压力传感器、 A/ D 转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源，所述熔断器，用于控制系统的短路保护；所述触摸屏，通过 RS485 通讯与 PCL 相连，实现参数设置、数据监控以及 PLC 的 I/O 监控；所述 PLC，是整个控制系统控制中心；所述压力传感器，实现压力信号的检测；所。

13、述 A/D 转换模块，通过集成排线与 PLC 相连， A/D 转换模块的输入点与传感器相连，用于将压力传感器反馈回来的模拟信号转成数字信号后传送给 PLC ；所述控制继电器，该控制继电器的线圈直接与 PLC 输出点连接，由 PLC 直接驱动；控制继电器的常开触点与热过载继电器的常闭触点相连；所述交流接触器，用于控制电机的工作；主触头进线端直接与空开相连接，出线端与热过载继电器相连接，线圈与热过载继电器的常闭触点相连接；说明书 CN 103737771 A 4 2/6 页 5 所述热过载继电器，用于硫化机电机的过载保护，进线端与交流接触器的出线端相连，。

14、出线端与电机相连，常开触点与 PLC 输入点相连，常闭触点与交流接触器的线圈相连；所述温度控制器，用于检测硫化机的蒸汽温度；输入端连接 K 型热电偶，输出端达到控制温度时输出开关信号，温度控制器的输出端与 PLC 的输入端相连，温度控制器输出的开关信号经 PLC 处理后由 PLC 控制硫化机相关气阀的动作；所述晶体管驱动板，晶体管驱动板的 b 极与 PLC 输出端相连接，晶体管驱动板的 e 极与开关电源正极相连接，晶体管驱动板的 c 极与控制继电器相连接；所述开关电源，提供直流电源；开关电源的输入端与熔断器相连接，开关电源的输出端分别与触摸屏。

15、、 PLC、晶体管驱动板和控制继电器相连接。 0007 同时本发明的技术方案还公开一种 PLC 控制系统的控制方法，包括以下步骤：步骤 1、对 PLC 上电初始化；步骤 2、上述 PLC 判断是否有操作请求，如没有则继续待机，如有操作请求，则检测是否是自动控制请求，如不是自动请求，则转为手动操作；步骤 3、如上述 PLC 检测为自动控制，则启动油泵工作，对主缸加压到设定压力值，所述油泵分为快速油泵和补压油泵；步骤 4、如主缸加压到设定值，则 PLC 控制塑胶地板硫化机的排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭，同时 PLC。

16、控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制；步骤 5、上述完成塑胶地板硫化机工作控制的油缸在 PLC 控制下泄压至小于设定压力值。 0008 根据本发明的优选实施例，上述步骤 3 和步骤 5 中的设定压力值均为 1Mpa。 0009 根据本发明的优选实施例，上述步骤 4 中排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭包括以下步骤：步骤 401、通过 PLC 控制排水阀和疏水阀打开，并设定打开的时间，在打开排水阀和疏水阀的同时计时；步骤 402、如上述步骤 401 计时时间到，则将排水阀关闭，疏水。

17、阀继续打开，蒸汽进入阀打开，同时设定时间，并同时计时；步骤 403、如上述步骤 402 的计时时间到，则打开排气阀，关闭疏水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；步骤 404、如上述步骤 403 的计时时间到，则关闭排气阀，打开排水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；步骤 405、如上述步骤 404 计时时间到，则将排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀均关闭。 0010 根据本发明的优选实施例，上述步骤4中PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完。

18、成塑胶地板硫化机工作控制包括以下步骤：步骤 501、控制快速油泵停止，补压油泵运行，从而加压到第一设定压力值，达到第一设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第一压力值的工作时间进行计时，判断第一压力值下的工作时间和工作压力；步骤 502、上述步骤 501 中的第一压力值下的工作时间和工作压力均符合要求，则启动说明书 CN 103737771 A 5 3/6 页 6 补压油泵，从而加压到第二设定压力值，达到第二设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第二压力值的工作时间进行计时，判断第二压力值下的工作时间和工作压力；重复控制补压油泵直到加压到第。

19、四设定压力值，完成主缸加压。 0011 本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的技术方案，通过用 PLC 代替原因的继电器控制，并公开一种控制方法，达到控制系统稳定且避免接触器熔焊的目的。 0012 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明 0013 图 1 为现有的硫化机工作流程图；图 2 为本发明实施例所述的 PLC 控制方法的流程图。具体实施方式 0014 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 0015 一种用于塑胶地板硫化机的 PLC 控制系统。

20、，包括熔断器、 PLC、触摸屏、压力传感器、 A/D 转换模块、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、温度控制器、晶体管驱动板和开关电源，熔断器，用于控制系统的短路保护，所有使用单相电源的器件取电均经过熔断器（主要有 PLC、温控器、开关电源），取电于 A 相。 0016 触摸屏，通过 RS485 通讯与 PCL 相连，实现参数设置、数据监控以及 PLC 的 I/O 监控； PLC 是整个控制系统的心脏，所有的动作操作、工作模式选择、以及油缸限位开关、电机保护检测信号、温度检测信号均连接到 PLC 的输入点；输出点接致晶体管驱动板。

21、的 b 极（PNP 管）或是控制继电器的负极。同时 PLC 还担任着压力控制数据的运算、 A/D 转换模块数据的处理、控制时间的监控、各动作控制，为控制中心。 0017 压力传感器安装于液压系统的油掣板上与液压缸相联通，通过对绞屏蔽信号线接致 A/D 转换模块的输入点实现压力的检测。 0018 A/D转换模块通过集成排线与PLC的扩展口相连， A/D转换模块的输入点于传感器相连，用于将压力传感器反馈回来的模拟信号转成数字信号后传送给 PLC。 0019 控制继电器起到过渡作用，其线圈为 DC24V，继电器线圈直接与 PLC 输出点连接，由PLC直接驱动；控制继电器。

22、的常开触点与AC220V的电磁铁相连接（主要是蒸汽进入阀等）及热过载继电器的常闭触点相连。 0020 交流接触器用于控制电机的工作；主触头进线端直接与空开相连接，出线端与热过载继电器相连接，线圈与热过载继电器的常闭触点相连接。 0021 热过载继电器用于电机的过载保护，进线端与交流接触器的出线端相连，出线端与电机相连，常开触点与 PLC 输入点相连，常闭触点与交流接触器的线圈相连。 0022 温度控制器用于检测蒸汽温度；输入端连接 K 型热电偶（热电偶安装于蒸汽管道上），输出端达到控制温度时输出一开关信号，故输出端与 PLC 的输入端相连。温控器发出说。

23、明书 CN 103737771 A 6 4/6 页 7 的信号经 PLC 处理后由 PLC 控制相关气阀的动作。 0023 晶体管驱动板也是起过渡作用；其功能控制继电器相同。其 b 极与 PLC 输出端相连接， e 极与开关电源正极相连接， c 极与液压阀电磁铁、工作状态指示灯、控制继电器相连接。 0024 开关电源用于为 DC24V 的直流器件供电；输入端与熔断器相连接，输出端与触摸屏、 PLC、晶体管驱动板、控制继电器、液压阀电磁铁工作状态指示灯相连接。 0025 一种 PLC 控制系统的控制方法，包括以下步骤：步骤 1、对 PLC 上电初始化；步骤。

24、 2、上述 PLC 判断是否有操作请求，如没有则继续待机，如有操作请求，则检测是否是自动控制请求，如不是自动请求，则转为手动操作；步骤 3、如上述 PLC 检测为自动控制，则启动油泵工作，对主缸加压到设定压力值，所述油泵分为快速油泵和补压油泵；步骤 4、如主缸加压到设定值，则 PLC 控制塑胶地板硫化机的排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭，同时 PLC 控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制；步骤 5、上述完成塑胶地板硫化机工作控制的油缸在 PLC 控制下泄压至小于设定压力。

25、值。 0026 其中，步骤 3 和步骤 5 中的设定压力值均为 1Mpa。 0027 步骤 4 中排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀的开闭包括以下步骤：步骤 401、通过 PLC 控制排水阀和疏水阀打开，并设定打开的时间，在打开排水阀和疏水阀的同时计时；步骤 402、如上述步骤 401 计时时间到，则将排水阀关闭，疏水阀继续打开，蒸汽进入阀打开，同时设定时间，并同时计时；步骤 403、如上述步骤 402 的计时时间到，则打开排气阀，关闭疏水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；步骤 404、如上。

26、述步骤 403 的计时时间到，则关闭排气阀，打开排水阀，关闭蒸汽进入阀和打开冷却水进入阀，并设定时间，同时计时；步骤 405、如上述步骤 404 计时时间到，则将排气阀、排水阀、疏水阀、蒸汽进入阀和冷却水进入阀均关闭。 0028 步骤4中PLC控制快速油泵和补压油泵的运转，从而控制主缸加压到设定值，完成塑胶地板硫化机工作控制包括以下步骤：步骤 501、控制快速油泵停止，补压油泵运行，从而加压到第一设定压力值，达到第一设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第一压力值的工作时间进行计时，判断第一压力值下的工作时间和工作压力；步骤 502、。

27、上述步骤 501 中的第一压力值下的工作时间和工作压力均符合要求，则启动补压油泵，从而加压到第二设定压力值，达到第二设定压力值时，便控制补压油泵关闭，并对第二压力值的工作时间进行计时，判断第二压力值下的工作时间和工作压力；重复控制补压油泵直到加压到第四设定压力值，完成主缸加压。说明书 CN 103737771 A 7 5/6 页 8 0029 根据制作工艺控制要求如下： 1）整个制作工艺要求能实现三段压力控制且连续，控制压力分辨率为 0.1Mpa，波动压力范围 0.3Mpa 且波动范围能在 0.10.3 之间设定（如：第一段： 8Mpa， 25。

28、Min ；第二段： 15Mpa， 45Min ；第三段： 18Mpa， 12Min）； 2）三段压力控制时间可在 099Min99S 之间随时设定，且设定完成后立即生效； 3）各压力设定参数，时间参数均在触摸屏完成，且要具备掉电记忆； 4）能实时显示机台工作阶段，各工序完成后能发出声光指示信号，机台并自动下降； 5）加热温度能在温度控制器上自由设定。 0030 硫化机机器分左右两侧两部分且左右对称。左右两侧的油缸直径约 600mm（根据工作压力而定）活塞行程约 900mm。左右两缸的工作方式相同，但左右两侧油缸不能同时补压。处于两油缸中间的是油箱，快。

29、速油泵电机、补压油泵电机、油路集成体和控制箱安装在油箱上。 0031 油缸和油箱均处于地基下，地基深度约1.2m。承压板、控制箱是处于水平地面上约 500mm 处。 0032 机器的工作主体分右侧和左侧。主要由液压缸和承压板组成。液压缸主要提供压制压力（压力要求较稳定），承压板用于盛放需压制的产品，承压板中间装有循环管承压板侧，循环管承压板侧有一个高压蒸汽进入口和一个为排除口。循环管承压板除了需加入循环管外加冷却水同时也须经循环管内冷却。其中左侧工作主体的机台顶部为高压蒸汽进入阀和冷却水进入阀。 0033 控制箱内主要由熔断器、 PLC 及 A/D 转换模块、。

30、控制继电器、交流接触器、热过载继电器、晶体管驱动板、开关电源组成。 0034 左侧地基边缘处为排气阀、排水阀、疏水阀。 0035 控制箱可实现左右两缸的手动调整和自动控制两种工作方式，通过操作面板上的选择开关选择。 0036 油箱即整机液压油存储及循环场所，为了散热需要，所以体积应该选择大一些。本技术方案选择体积大于 1m。 0037 以 PLC 为核心的控制系统设计、安装和程序编写调试完成后，机器的功能亦能实现，但机器的油缸压力控制欠精确。要到达精确压力控制相当困难。使用比例阀则容易实现精确压力控制，调试过程中本方案进行了相应改进如下：对补压电机的改。

31、进对补压电机的要求是当出现需要补压动作时能及时将压力补上。如果把设定压力定n，主缸实际压力为 m。当补压后压力出现 m（n+0.3）即实际压力大于设定压力上限，此时应当进行卸压。当卸压阀动作后出现 m（n-0.3）这样实际压力低于设定压力下限，此时应该补压。如此反反复复，接触器频繁动作，电机频繁启动。 0038 在调试的过程中发现补压电机转速是影响压力控制精度的关键因素。如果补压电机速度慢，则油泵排量低，补压慢， PLC 检测时间长，则精度高。反之则精度低。刚开始补压油泵采用7.5KW 4极电机，电机转速高油泵流量大。补压时很难控制流量，改用6极电机后，。

32、转速降低流量亦变低，补压速度变慢，压力控制精度明显提高。 0039 对液压系统进行改进说明书 CN 103737771 A 8 6/6 页 9 调试过程中出现卸压速度过快的现象是因为卸压阀流量较大的原因造成的。采用比例流量阀控制成本会变高，因此不考虑使用。此时我们采用了以下几种方法控制卸压速度。 0040 1）卸压回路加装节流阀；加装节流阀可以手动调节卸压速度，具有较大的灵活性，卸压速度可根据实际情况调整。 0041 2）加装阻尼板；即制作一块垫板加装在卸压阀下，在垫板上另打一个比阀体上通孔小的通孔以此当节流用，这种做法成本低。但卸压速度不可调，灵活性。

33、不高。 0042 3）在液压控制部分设计成回程卸压和工作卸压两部分，两部分独立工作。即工作时的卸压使用慢卸压，则能很好控制压力。工作完成后使用快卸压，这样就不会影响整体的工作效率了。 0043 以上第一和第二种方法对卸压的速度能起到很好的控制作用，但同时也直接影响工作完成后卸压的时间，这样对整体工作效率还是产生了影响。在这种情况下可以考虑采用第三方法。 0044 对补压控制方法改进为维持相对稳定的压力，系统要求补压速度较快，因此电机难免会频繁启动，并且电机为带负载启动。这就很容易造成电机损坏，亦影响了电网使电网电压经常波动。 0045 由于电机从启动到稳定运行。

34、需要一定的时间。可以考虑在编写程序时编写成电机启动且稳定运行后补压电磁阀才开始动作，即电磁阀延时动作不跟控制接触器同步动作。这样既可以减轻电机启动时的负载，也可以降低选择接触器的容量。当然这样情况要看液压系统的设计，当液压系统设计成带负载启动时则接触器的容量就要选择大一些即至少为额定电流的 5 倍。 0046 对补压电机保护器件的选择一般情况会选择热过载继电器保护电机，但在这样的场合就不适用了。因为电机频繁启动，所以我们不能忽略接触器触头熔焊问题。万一出现触头熔焊即补压完成后 PLC 仍控制接触器断开，但此时由于电机缺相，虽然热过载能发出过载信号但也是无济于事。因。

35、此，电机保护部分宜采用电动机热磁断路器及辅助触点取代热过载继电器作为电动机的保护器件。 0047 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书 CN 103737771 A 9 1/2 页 10 图 1 说明书附图 CN 103737771 A 10 2/2 页 11 图 2 说明书附图 CN 103737771 A 11 。

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