C/V氣密檢測機控制系統的設計與應用

摘 要：筆者根據天津津南開發區東海橡塑有限公司要求，設計了一套汽車橡膠管氣密檢測控制系統。整個系統的設計以可編程控制器為基礎，以壓力傳感器為信號檢測元件，系統能對橡膠管的氣密性做有效的檢測，并發出報警提示。整個系統運行可靠，操作方便，同時它還能對氣密性良好橡膠管自動實行計數，能有效地減輕操作人員的勞動強度，節約勞動時間，保證產品品質。

關鍵詞：可編程控制器（PLC） 信號檢測 壓力傳感器

一、概述

隨著社會經濟的發展，人們對各式汽車的需求越來越多，與汽車相關的各零部件需求也越來越多，大到每年需求量最多的發動機系統，小到本文提到的汽車橡膠管的需求，都在與日俱增。因此，改進以往傳統、低效的生產工藝，創新工藝系統，已經迫在眉睫。針對天津津南開發區東海橡塑有限公司提出的產品檢驗要求，筆者設計了這款C/V氣密檢測機控制系統，能有效完成汽車橡膠管氣密性的檢測，大大節省了人力、物力，增強了對產品質量的監控，實現了產品品質的科學把關。

過去檢測汽車橡膠管氣密性是采用人工一根一根檢測的方法，耗時長，效率低，一天的工作量不及現在的十分之一，而且要專門派人清點數量，才能打捆包裝。這種傳統的生產方式難以滿足企業對經濟效益的追求。由此，筆者想到用PLC與繼電接觸器相結合的控制方式，以機器替代人工，以自動取代手動，實現對橡膠管從檢測到計數的整個過程。

二、各設備功能簡介

控制及顯示儀表見表1。

三、C/V檢測機動作要求

第一，把橡膠管（內徑φ8.7±0.7，外徑φ17.5±0.8）插入噴出壓縮空氣的噴嘴（供給氣壓0.7kg/cm2），減壓閥為兩段減壓設定（通常減壓閥和減壓用減壓閥）。

第二，插入噴嘴，光電傳感器動作，氣壓達到0.3kg/cm2以上，正常品指示燈OK燈（兩處，控制盤面和噴嘴附近）亮，正常品蜂鳴器鳴叫，用壓力傳感器監視空氣壓力。

第三，如果空氣氣壓在設定壓力值0.3kg/cm2，以上蜂器鳴鳴叫一下。

第四，如果橡膠管氣密性合格（正常品），除正常品指示燈燈亮，蜂鳴器鳴叫，預置計數器開始計數。

第五，若空氣壓力在設定壓力值0.3kg/cm2以下，異常品指示燈NG燈亮，異常品蜂鳴器鳴叫，計數器則不計數。

第六，按異常品確認按鈕，紅色燈指示NG燈滅，蜂鳴器停止鳴叫。同時預置計數器不計數。值得注意的是，正常品和異常品的蜂鳴器鳴叫頻率不同。

四、設計方案

1.SWP數字測量顯示儀的選用

此儀表用作PI4，具有4個繼電器輸出報警功能，輸入信號為4～20mA電流，顯示范圍：0～0.7kg/cm2。

2.硬件設計及工作原理

（1）可編程控制器選擇。可編程控制器選用日本三菱公司小型高性能整體式FX2N系列PLC。它是FX2的更新換代型，由基本單元、擴展單元、特殊模塊和特殊單元組成。I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據輸入輸出點數，再增加10%-20%可擴展余量后，作為輸入輸出點估算數據。因此，該系統選用三菱FX2N-16MR型PLC，即8個輸入點、8個輸出點。

（2）I/O點的分配表（表2）。

（3）工作原理。把橡膠管插入光電傳感器X0接通，繼電器M0得電，定時器T0得電。當壓力信號X1接通時，正常品燈亮（Y1），正常品蜂鳴器（Y2）鳴叫，同時計數器（Y3）開始+1。當壓力（X0）不足時，或定時時間（T0）未到時，異常品蜂鳴器（Y5）隔1秒叫一下，同時異常品燈（Y4）亮。

五、系統工作流程圖

六、現場調試

電氣控制裝置安裝完成后，在投入運行前，為了確保系統安全和工作可靠，必須進行認真仔細的檢查、試驗與調整。首先是對手動控制進行全面的運行控制。由于系統較大，過程復雜，所以在現場調試時，只能先對各個功能進行調試，并對各控制系數進行實時的調整和記錄。由于在此之前有過初步調試，所以現場調試時手動一切順利，就表示系統各個功能都達到了要求。接下來是對由PLC控制的自動進行調試。一般情況下，系統都是在自動方式下運行，所以這也是本次調試的重點方面，調試成功才能夠保證效率和產品質量。轉換到自動后，要在現場進行兩次連續10個小時以上的調試運行，須嚴格按照各控制功能進行。在幾天的調試過程里，由操作人員、電工師傅、工藝設計者協同進行，直至全部符合工藝操作和設計要求。經過調試，現在該電氣控制系統在天津津南開發區東海橡塑有限公司運行穩定。

七、結束語

PLC自動控制系統的采用，大大降低了人的勞動強度，減少了人為的判斷失誤，增強了監控功能，具有可靠性強、安全性能好、準確性高等優點。該方法在提高工作效率的基礎上，相對提高了生產廠家的經濟效益，是一種有效實用的自動控制系統。

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