PLC在抛光生产线自动化上砖控制系统中的应用.docVIP

PAGE PAGE 1 PLC在抛光生产线自动化上砖控制系统中的应用 　　摘要：陶瓷行业抛光砖生产线“上砖操作”工序中工人劳动强度大，为此，笔者设计和制造了一款适用的自动化上砖机。本文着重阐述上砖机的系统工作原理，介绍如何利用编写应用程序及可编程控制器（PLC），实现上砖机的自动化控制，对提高自动化控制水平及降低工人的劳动强度，提高流水生产线的作业能力大有帮助，并有利于行业推广使用。 　　关键词：抛光砖生产线；可编程控制器PLC；上砖机；变频器；光电开关；执行机构 　　1引言 　　在陶瓷抛光砖的生产过程中，窑炉高温烧出来的砖坯不宜立即进行下道工序，而是要求经过下线降温，通过一段时间的应力释放之后，才送到抛光工序。这就需要一个大量贮坯的过程。通常不采用平叠堆垛的方式进行存放，因为平叠堆垛不利于砖坯的应力释放，而是用竖放的方式，把它们紧密排列在砖架内。平放的砖坯容易上抛光线，用机械手吸盘就能很方便地搬上抛光线。但密集竖放在砖架里的砖坯就不容易上抛光线了。以往通常是用人工的方式，逐块把它们搬上抛光生产线。每块砖的重量约16公斤以上，每天要搬上万块砖坯，工人需要消耗的体力劳动非常之大。随着我国经济的持续高速发展，劳动力资源越来越稀缺，特别是国家计划生育政策实施多年之后，从事体力搬运工作的劳动力越来越匮乏。为降低工人的劳动强度、提高机器化作业水平，我们设计和制造了一批专门从事抛光生产线用的自动化上砖机。顾名思义，上砖机就是要从地面上把砖搬运到1米高左右的抛光线上，这样的一种流水作业系统集成装置。本文从上砖机的系统结构出发，介绍它的工作原理，并说明该系统的工作流程。 　　2系统结构 　　本系统由砖架及承载它的载砖车、推砖盘及其气缸、钩砖弯杆及其气缸、挡砖臂及其气缸、上砖皮带系统、电气控制系统、传感器检测系统和电机或气动执行机构组成，如图1所示。以800mm×800mm的砖坯为例，它的厚度通常是11mm，把它们一片紧接着一片竖立斜靠在砖架内，然后用叉车将砖和砖架一起叉到载砖车上。载砖车安装在地面之下，在轨道上来回移动，其表面与地面平齐。 　　从图1的右边往左看砖架得到的视图，就是图2，即砖坯装在砖架内的背视图。结合图2和图3，我们可以知道推砖盘的作用。在砖架的右侧安装一个气缸，用电磁阀YV1控制它驱动推砖盘，把砖架内最前面的一块砖（即图1的位置1的那块砖）从右向左推出来，以便该砖坯停靠在钩砖弯杆下面，钩砖弯杆往下动作就能把此块砖从砖坯队列中分出来。图3的虚线位置就是砖坯被推出来的位置。砖坯有没有被推出来，我们可以用对射电眼来检测，为作图简化，本文省略了对射电眼的画图。 　　钩砖弯杆也是靠气缸和电磁阀YV2驱动，如图4所示，左图上面的气缸从上往下伸展，迫使钩砖弯杆围绕转动支点O1自上而下、自右至左做圆弧运动，把位置1处凸出来的砖勾下来，而其余的砖不在钩砖弯杆的动作范围之内，不受影响。注意O1、O2、O3这三个活动支点都必须是可转动的，否则不能完成钩砖动作。被钩选下来的砖倒下来之后，靠在挡砖臂的活动胶轮上，如图4的右图所示位置2。 　　挡砖臂同样也是靠气缸电磁阀YV3来驱动，它的转动轴与皮带轮同轴，挡砖臂同样只有两个位置，支撑砖位和放下砖位是由气缸的两个极限位决定的。为简便作图，此处气缸不再画出来，如图5所示。挡砖臂转下来后，砖坯被放下来紧靠在输送皮带之上，随着皮带轮的转动向上爬坡传送。 　　电气控制系统组成：以西门子可编程控制器S7-226为主控中心，由它接收主令控制信号及各种传感器输入信号，经内部程序运行后，输出驱动电磁阀使各气缸动作或者电机转动。系统的电气原理图较简单，不再画出，PLC的各输入输出点分配如下： 　　I0.0停止开关 　　I0.1启动按钮 　　I0.2挡砖光电开关S8，挡砖臂竖起来时亮 　　I0.3推砖光电开关S7，推砖盘收回后亮 　　I0.4钩砖光电开关S6，钩砖弯杆在高位时亮 　　I0.5隔砖光电开关S5，前一块砖离开S5之后，才能上后一块砖 　　I0.6定位光电开关S4，载砖车往左运动时，由它检测到砖坯信号使之停止 　　I0.7载砖车左限位S3，防止载砖车向左（前）运动极限位 　　I1.0载砖车右限位S2，防止载砖车向右（后）运动极限位 　　I1.1砖坯落靠检测S1，分砖后砖坯停靠在挡砖臂上的确认信号 　　I1.2对射电眼检测S0，用来检测砖坯是否被推出来 　　I1.3载砖车手动向左移动（前进） 　　I1.4载砖车手动向右移动（后退） 　　I1.5手动挡砖动作 　　I1.6手动推砖动作 　　I1.7手动钩砖动作 　　I2.0系统复位 　　Q0.0推砖电磁阀YV1 　　Q0.1钩砖电磁阀YV2 　　Q0.2挡砖电磁阀YV3 　　Q0.3载砖车左移（前进） 　　Q0.4载砖车右移（后退） 　　Q0.5上砖皮带轮电机