CP1H系列PLC在铝液熔体在线除气设备上的应用

钟书华 谭志光

摘 要：本文主要通过介绍CP1H系列PLC在铝液熔体在线除气设备上的应用，来展示CP1H在小型机上应用的优势.

关键词：CP1H;在线除气;铝液;小型机

铝液熔体在线除气设备通过旋转叶轮将惰性气体弥散进入铝熔体中，经过碰撞、捕捉、吸附，随惰性气体上浮将熔体中的氢带出铝液面，即实现连续在线除气之目的。获得洁净的铝熔体，它主要由主控制系统，加热控制系统及惰性气体控制系统组成，各个系统通过CP1H的集中控制，实现设备的悬臂联动，加热的精确控制 ，惰性气体的连锁控制.整体的框架如下图所示：

图1 CP1H整体的框架

OMRON CP1H系列plc定位于小型机，但是却具备了很多中型机的功能，如自带脉冲输出和模拟量输出等，在通讯方面配备了通用的USB接口用于实现程序的方便快的下载及上传，更重要的事，CP1H具备了RS-232C和RS-485串行通信接口，方便和现场的设备适时通信，同时可以通过cif-41模块来扩展以太网，极大的方便了用户现场使用，一定度上满足了工业控制领域对设备的高性能、高集成度以及提高维护性能的需求。下面针对CP1H系列PLC在铝液熔体在线除气设备系统的应用做一下介绍。

1 硬件方面

根据客户需要，铝液在线系统配置了CP1H-XA40DR-A+CP1W-20EDR1，由于PLC自带了4路模拟输入模块，2路模拟量输出，满足了系统温度、气体流量，叶轮转子转速的采集和控制，不需要再额外的配置模拟量扩展模块，同时其模拟量使用范围很广， 分别有-10V-10V、0-10V、1-5V、0-20Ma、4-20Ma供选择，所以对现场传感器的选型就变的灵活的很多了。即方便使用，节约了空间，同时也节省了对扩张模块需求的成本。

图2和图3分别描述的模拟量输入和输出的硬件接线，由于铝液熔体在线除气设备一般采用可控硅调整器实现对箱体加热元件进行控制，为了防止加热元件所带来的干扰问题，我们可以隔离器对现场采集回来的信号隔离变送，保证现场信号的稳定。从而保证控制的准确性。

2 软件方面

CP1H使用CX-Programmer进行编程，软件中自带的SCL指令和PID指令极大的方便了现场铝液在线除气设备温度、转速和流量的采集监控编程。在软件中很方便的对现场的模拟量量程进行设置，如下图4所示，在实际的应用中，为了保证产品质量，客户往往要求铝液静态温度控制在≤3℃，为了满足这一要求，我们使用CX-Programmer自带的自整定PID实现对PID参数调整，保证了控制精度要求。

图2模拟量输入硬件接线

图3模拟量输出硬件接线

图4 CX-Programmer自带的自整定PID

但是需要注意的是，量程一旦被设定，则在CP1H电源ON期间不能变更 ，如果需要变更输入输出量程，需要在CX-Programmer设置后，再次接通CPU的电源才能生效。

3 通讯方面

由于铝液在线除气设备往往需要和现场的铸机，过滤箱等设备系统进行数据交换，当现场设备也同为CP1H或CJ1M时，只要将PLC的通讯方式设置成“串行PLC 链接”，通过为CP1H CPU单元上安装RS-422A/485选件板（或RS-232C 选件板），就可以在CP1H CPU 单元之间、或CP1H CPU单元与CJ1M CPU单元间，无需程序进行数据交换。

4 结语

采用CP1H系列plc作为铝熔体在线除气设备的控制核心CPU已经在客户现场得到广泛的应用，CP1H集成CS/CJ各种功能为一体，通过内置的多种功能充实、强化了应用能力，并且缩短了程序的设计时间及设备的现场安装调试时间，在客户现场应用中得到了广泛的认可。

参考文献：

[1] 曾涛.我国机械设计制造及其自动化行业发展的概况[J].科技与企业.2013（08）：324-325.

[2] 姚凯凯.我国机械设计制造及其自动化行业发展的概况[J].黑龙江科技信息.2013（25）：108.

[3] 孙运森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技创新与应用.

2014（23）：95.

[4] 阎文.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].机电信息.2013（03）：

170-171.

[5] 张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯.2011（18）：111.

[6] 李彩凤.浅谈机械优化设计[J].科技创新与应用.2015（08）：70.

[7] 李银玉.浅谈机械优化设计[J].科技资讯.2012（26）：84.

[8] 钱冠中.浅谈机械优化设计的方法与步骤[J].湖南农机.2012（09）：

74-75.

[9] 肖弦，林章辉.浅谈机械优化设计[J].湖南工业职业技术学院学报.

2008（04）：21-22.

[10] 吴月.浅谈机械优化设计[J].时代教育： 教育教学.2012（08）：78.

[11] 程世雄.机械设计制造及其自动化专业的现状反思与前景展望[J].湖南农机.2012（03）：220-221.

[12] 郭文斌.谈机械设计制造及其自动化的发展方向[J].中国房地产业.2015（Z2）：150.

[13] 梁韶祥.探讨机械设计制造及其自动化的发展方向[J].科技展望.

2014（11）：85.

[14] 郭瑜.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].现代工业经济和信息化.2014（19）：50-51.

[15] 谢冬生.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].中国新技术新产品.2014（22）：71.