PLC在陶瓷行業撿磚自動化控制系統中的應用

摘 要：本文著重從系統組成及程序編寫兩方面，介紹利用可編程控制器（PLC）實現陶瓷行業撿磚機的自動化控制，對提高自動化控制水平、減輕工人的勞動強度 、提高陶瓷行業現代化管理水平具有廣泛意義。

關鍵詞：PLC；陶瓷；撿磚機

1 引 言

隨著國民經濟的持續高速發展，各行業均存在不同程度的人力資源匱缺現象，為減輕工人的勞動強度，提高機器作業水平，加強自動化控制的應用是大勢所趨，也是一個有效的解決途徑。在陶瓷墻地磚的生產過程中，陶瓷坯體經過窯爐高溫燒成之后，需要收集起來進行下一步加工，如拋光或二次燒成等。

由于生產線傳輸速度較快，每分鐘走磚在10塊以上，而且出窯磚坯溫度在80℃以上，每塊磚坯的重量大約18㎏以上，工人在如此高溫的環境下進行繁重的作業，體力消耗較大，容易出現體力透支、高溫中暑等現象。為了解決這一難題，本文應用PLC自動化控制技術，研發制造出專門從事陶瓷磚坯收集的自動撿磚機，既減輕工人的勞動強度，又可提高經濟效益。以下就撿磚機的系統組成和控制方面進行闡述，并說明了其系統的工作流程。

2 自動撿磚機的系統結構組成

磚坯經過窯爐燒成后，通過輸送帶向前傳送，如圖1所示。磚坯到達位置1，再向前傳送之后，落到推磚車上的皮帶上，如位置2；繼續往前傳遞，落到收集磚坯的磚架框內，到達位置3；在推磚車的推動下，磚坯被推到磚架框的右邊，到達位置4，與之前的磚坯疊放在一起。

推磚車的動作過程是最關鍵的步驟，推磚車的高度不能超過前級輸送皮帶下端，并且能在前皮帶之下移動，圖中M1電機驅動推磚車的滾輪在軌道上移動，由PLC的輸出Q0.7驅動推磚車前進，即向圖中的右方運動，由輸出Q1.0驅動推磚車后退（左向運動），推磚車上的皮帶輪由M2電機驅動，它在不停地運轉。在推磚車上安裝有一個光電檢測開關S1，當磚坯運動到末端皮帶輪之后，它會落到磚架上，磚的底邊落到磚架上的A點，頂邊仍靠在皮帶輪上；當磚坯斜靠在皮帶輪時，S1就檢測到有磚信號，（注：S1與皮帶輪錯開安裝，不受皮帶輪的影響），由PLC的I0.2端輸入；延時一段時間后，由PLC發信號，控制推磚車前進。為了便于檢測傾斜的磚坯，S1傳感器必須與磚坯面垂直安裝，因此，S1感應方向和水平面有一定的斜角，一般是45°角。

推磚車向前運動可細分為三個階段：

（1） 推磚車向前運動開始至磚坯被豎立起來，此段過程，磚坯以A點為基點作旋轉運動；

（2） 推磚車的皮帶輪在B點頂往磚坯，與推磚車的輔助輪E共同推動磚坯由A點向C點作橫向運動，如圖2所示；

（3） 當磚坯到達C點之后，其底部由于被前面的磚坯擋住，無法繼續前進，而磚坯的上半部由于推磚車的前進，必然使磚坯倒向磚架的右邊一側，如圖3所示。

當磚坯向右傾倒的瞬間，磚坯脫離了皮帶輪，S1光電傳感器失去了檢測信號，PLC發出指令，輸出Q1.0使電機M1反轉，從而控制推磚車退后。磚坯在重力和慣性作用下，向右靠在之前的那些磚體上，從而完成了一次集磚過程。每次推磚車完成一次過程，退回多遠，可以通過設定時間來控制，但不能退得太多，否則下次磚坯可能無法落入磚架之內，這需要通過調試后退時間來控制。

3 程序編制

本系統采用西門子編程控制器S7-200系列的PLC作為控制器，其輸入輸出點作如下分布：

I0.0急停信號

I0.1起動信號

I0.2S1光電開關，檢測磚坯用。

I0.4S2光電開關，推磚車前限位

I0.5S3光電開關，推磚車后限位

Q0.7推磚車前進

Q1.0推磚車后退

系統的程序梯形圖如圖4所示。

（1） 因每個磚架能容納的磚塊數量有限，因此需要用一個計數器進行計數，啟動一次自動撿磚后，當收集到的磚達到設定的數據時，C1計數器動作表示滿磚，指令推磚車退回原位，即后限位光電開S3的位置。此時需要人工進行撿磚（或者有條件的可以切換到另一臺自動撿磚機輪流撿磚），以方便本次撿磚機裝的磚架有足夠的時間被挪開，并且更換新的空磚架。

（2） 重新啟動自動撿磚工作，推磚車前輪要先走到前限位S2的相應位置，然后接磚之后往前推，因磚坯下部無阻力，需要人工把磚翻過來靠在磚架上，作為初始位。

4 結束語

自動撿磚機在流水生產線上工作時，磚與磚之間的距離要適當，它們之間的間隙要能適應撿磚機往返的時間，如果磚與磚之間分布不均，局布太密時，需要設計一套裝置和程序，把太密集的磚拉開，滿足自動撿磚機工作所需的時間間隔，由于它控制不復雜，不多講述。

自動撿磚機經過改進和提高，日趨成熟，在陶瓷行業中迅速得到推廣應用，贏得各從業人員交口稱贊。