引言

　　熱壓機是膠合板生產的關鍵設備，直接決定膠合板生產的產量和產品質量。傳統(tǒng)膠合板熱壓機的控制系統(tǒng)是以繼電器為主控元件，很難滿足熱壓工藝所需的壓力和流量的控制，也直接影響熱壓機的可靠性和安全性。為此，筆者提出采用可編程控制器（PLC）替代現有控制線路，使之系統(tǒng)設計盡量簡化，滿足企業(yè)生產的需求。

　　一、基本工作原理

　　實驗熱壓機是木材加工工業(yè)、科研單位、高等院校等的實驗室設備之一，可作纖維板、刨花板、膠合板、表面裝飾板、塑料板等的熱壓實驗之用。除了加熱系統(tǒng)外，其工作特征和結構與生產型熱壓機基本相同。圖1為本文所研究的熱壓機結構簡圖。熱壓機上壓板2固定，正常工作時通過控制位于壓機底部的柱塞缸，使得柱塞5帶動下壓板4向上移動，將板坯壓實；經過熱壓處理后，柱塞5帶動下壓板4向下移動，到位后為下工作做準備。根據人造板生產工藝的要求，在壓機工作過程中，關鍵是位置控制和壓力控制，系統(tǒng)是通過比例流量閥來進行速度調節(jié)，進而實現位置控制。

　　二、PLC控制系統(tǒng)的設計思路

　　PLC = Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器，一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業(yè)控制的部分。

　　首先要滿足設備在生產中的可靠性。因原設備控制部分元件多，控制線復雜，排查故障非常困難，為此，可以考慮熱壓機油缸升降的控制部分采用PLC控制，在滿足要求的情況下，盡量減少輸入點和輸出點，使得整體設備可靠性提高；另外，考慮到設備檢修、保養(yǎng)和對新的板種的試生產，需要在控制線路中加入手動、自動轉換開關；在檢修時，為防止升起的壓板因誤操作發(fā)生位移，加裝了保護開關，當開關置于保護狀態(tài)，即使發(fā)生誤操作，因有電氣互鎖，也不至于使壓板發(fā)生下移。基于以上設計思路，根據壓機工作流程，確定了17個輸入點和14個輸出點，共31個點，采用CPU224產品（該產品有10個輸入點，10個輸出點）連接UN223（該產品有16個輸入點，16個輸出點）。結合該系列熱壓機特點，設計了控制線路，并編制了控制程序；輸入和輸出量編址見表1.

　　表1 膠合板熱壓機各輸入輸出編址

　　三、工作原理與控制過程

　　以快速貼面壓機為例。該系列熱壓機共裝有4個油缸，油缸頂置，液壓油路需用6只電磁閥控制，因設計的熱壓機規(guī)格不同，油泵電機的功率從10~22 kW不等，為減小電機起動電流，設計為Y/△起動。膠合板板坯采用小車載入，小車承載部分可單方向運動，小車退出時板坯自動滑落在壓板上。小車驅動電機由變頻器控制，可實現小車快進、慢出。

　　控制油缸的電磁閥有6只，其中1只1DT為總進油閥；每2個油缸上部、下部油路各自并聯(lián)，分2組，每組各有1只上部進油閥3DT、5DT和1只下部進油閥2DT、4DT,還有一只總回油閥6DT.

　　油缸下部進油，柱塞上移；其上部進油，柱塞下移。即當1DT、2DT、4DT工作時，壓板上升，1DT、3DT、5DT工作，壓板下降并加壓；6DT工作時，油缸卸荷。液壓油泵用三相交流異步電動機驅動，為降低起動電流需要降壓，采用Y/△方式起動，轉換時間為2~5 s.油泵工作正常3 s時，壓板上升到位（設上限位開關）后，壓板停止上升；此時裝板小車載板坯快速進入，到達設定位置后，小車卸板坯并開始后退，碰到后退限位開關后停止后退。

　　在小車卸板后退的同時，壓板開始下降，當碰到下限位開關后，停止下降，開始保壓并計時，隨著油壓的升高，動、定壓板之間壓力增大，當達到設定上限壓力時，電接點壓力表上限開關斷開，停止加壓。由各組電磁閥自動控制熱壓時所需壓力，實現保壓直到熱壓結束，開始卸荷，3 s后壓板上升。由人工完成卸板。

　　國內膠合板生產一般都采用多層框架式熱壓機，為使壓制的膠合板板面平整、厚度均勻，熱壓板需采用多只油缸提升，壓板過程的閉合、加壓、保壓及裝板機的升降，都是通過液壓系統(tǒng)和油缸得以實現，使得控制油路的電磁閥增多；設備中的溫度、壓力、流量均采用中間繼電器、接觸器、時間繼電器等控制，使控制線路更為復雜。由于膠合板的熱壓板采用蒸汽加熱，難免有蒸汽泄漏，使車間內濕度增大，造成控制線路故障率高。 為提高生產效益，保證膠合板的質量，必須要求熱壓機控制系統(tǒng)的自動化程度高、可靠性強、安全性好。在熱壓機控制系統(tǒng)中采用PLC控制，可省去幾乎全部的時間繼電器、中間繼電器，接觸器之間的觸點聯(lián)鎖也可由PLC內部實現。而且，PLC采用了現代大規(guī)模集成電路，及技術嚴格的生產制造工藝，內部電路采用了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性，平均無故障時間高達30萬h.PLC的使用，使得熱壓機控制系統(tǒng)的可靠性大為提高。