PLC在干貨箱前墻自動(dòng)噴涂中的應(yīng)用

張海燕

摘要：本文主要介紹了PLC在集裝箱（干貨箱）前墻油漆噴涂中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中遵循自動(dòng)控制領(lǐng)域順序的控制方法，采用PLC自動(dòng)控制技術(shù)與傳統(tǒng)的電器控制技術(shù)相結(jié)合，再加上變頻器的速度調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)干貨箱前墻自動(dòng)噴涂功能。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng) ?PLC ?編程 ?變頻器

0 引言

干貨箱生產(chǎn)企業(yè)屬于一種標(biāo)準(zhǔn)的勞動(dòng)密集型生產(chǎn)企業(yè)，許多生產(chǎn)工藝是靠人工一步一步來(lái)完成的，而這種工作方式已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代的節(jié)拍。在噴涂時(shí)，工人被油漆大量的霧氣籠罩著，這樣的環(huán)境對(duì)工作人員的身體傷害很大。隨著科技發(fā)展，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái)的PLC，已廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)中，集裝箱的生產(chǎn)當(dāng)然也不例外。如今隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，全世界各個(gè)國(guó)家的聯(lián)系不斷加深，干貨箱的需求量也與日俱增。本文采用PLC智能控制與傳統(tǒng)的繼電器，變頻器相結(jié)合，用機(jī)器代替人工進(jìn)行前墻噴涂。不但節(jié)省了人力和成本，而且提高了經(jīng)濟(jì)效益。本系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維修簡(jiǎn)便。

1 系統(tǒng)功能及要求

1.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)形式 首先，干貨箱被拉箱的鉤子拉著，隨著一直運(yùn)動(dòng)的地鏈前行，當(dāng)干貨箱移位到前墻噴涂工位，鉤子被預(yù)先設(shè)置的擋塊碰掉，箱子停下（此時(shí)地鏈不停）。工人按下可以安全噴涂指示燈后，有兩個(gè)人進(jìn)入噴漆房，站在一個(gè)可以上下移動(dòng)的升降臺(tái)上對(duì)干貨箱的前墻進(jìn)行上下左右噴涂。由于手工噴涂油漆質(zhì)量不能保證，如此生產(chǎn)需用時(shí)間也長(zhǎng)，同時(shí)長(zhǎng)期接觸油漆更會(huì)造成人體白細(xì)泡減少，若實(shí)行干貨箱前墻噴涂自動(dòng)化，制作一自動(dòng)裝置在前墻范圍內(nèi)上下移動(dòng)，在箱子移動(dòng)時(shí)能安全的撤離箱體移動(dòng)的通道，再在這一裝置上安裝噴槍，根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可行、實(shí)用的前墻自動(dòng)噴。為實(shí)現(xiàn)這一自動(dòng)裝置，結(jié)合生產(chǎn)情況該裝置應(yīng)當(dāng)有如下功能。控制系統(tǒng)：PLC、按鈕。執(zhí)行系統(tǒng)： 變頻器、中間繼電器、電磁換向閥、液壓油缸、電磁換向氣閥、自動(dòng)噴漆泵。動(dòng)力系統(tǒng)：液壓站、液壓泵、氣泵、電動(dòng)機(jī)。安全系統(tǒng)：保險(xiǎn)氣缸、保險(xiǎn)銷。

根據(jù)設(shè)備安全性和完整性的需要，一個(gè)干貨箱前墻自動(dòng)噴至少需要五個(gè)感應(yīng)點(diǎn)。它們從上到下分別為上起點(diǎn)，保險(xiǎn)氣缸感應(yīng)點(diǎn)，開(kāi)槍點(diǎn)（噴涂點(diǎn)），收槍點(diǎn)，返程點(diǎn)。由于標(biāo)準(zhǔn)箱高度是2.591米，加上支撐箱輪20厘米。故而返程點(diǎn)離地15厘米，收槍點(diǎn)離地20厘米，開(kāi)槍點(diǎn)離地280厘米，保險(xiǎn)氣缸離地330厘米，原點(diǎn)離地350厘米的距離。而生產(chǎn)高箱時(shí)只需要在離地310厘米處加一個(gè)感應(yīng)開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)選擇按鈕轉(zhuǎn)換一下，其它功能都不用改變。

1.2 系統(tǒng)控制要求 ①按下啟動(dòng)按鈕，保險(xiǎn)氣缸收回;主要功能是運(yùn)行開(kāi)始，打開(kāi)防脫落裝置。②保險(xiǎn)氣缸收回后，感應(yīng)開(kāi)關(guān)接通，噴涂槍架在變頻器控制的防爆電機(jī)驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)行，同時(shí)紅色警燈點(diǎn)亮，綠燈熄滅，提醒操作人員。③噴槍到達(dá)箱頂位子時(shí)，必須開(kāi)槍噴涂。④噴槍到達(dá)集裝箱下軌時(shí)，必須停止噴涂。⑤停止后噴槍返回原點(diǎn)待命，紅燈熄滅，綠燈亮。集裝箱拉到下一個(gè)崗位。⑥當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)噴槍堵塞等特殊情況時(shí)，按下急停按鈕，自動(dòng)停止，改用手動(dòng)方式。此時(shí)，噴槍不會(huì)工作，但是槍架可以上下移動(dòng)，以便維修。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)通過(guò)PLC對(duì)變頻器、電動(dòng)機(jī)、電磁閥的接線組成。選用PLC對(duì)系統(tǒng)多個(gè)輸入輸出點(diǎn)頻繁動(dòng)作控制，進(jìn)行生產(chǎn)。系統(tǒng)硬件選型：為了保證系統(tǒng)工作正常可靠。液壓站電機(jī)選用Y160M-4型，11kW，22.6A的電機(jī)，產(chǎn)生50-70公斤的壓力。選用啟動(dòng)性能好，防水，防酸堿，防腐蝕，而且調(diào)和油漆均勻，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠美國(guó)生產(chǎn)的GROCO-D53211油漆噴涂泵。而噴漆房電動(dòng)機(jī)采用Y2-225S-4E，1.5kW的防爆電機(jī)。噴槍架通過(guò)鏈條傳動(dòng)在固定的導(dǎo)軌上上下升降。變頻器選用富士500G11S系列中的1.5kW。PLC選用FX2-24MR-RS。該型號(hào)的PLC共有輸入輸出共24個(gè)點(diǎn)，能滿足控制要求。而且它結(jié)構(gòu)緊湊，擴(kuò)展性能好，價(jià)格低廉，性價(jià)比高。

2.2 軟件設(shè)計(jì) ①輸入/輸出端口分配。在功能表中，X0，X1實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，停止，Y2，Y5實(shí)現(xiàn)噴槍架的上下，X2對(duì)應(yīng)著保險(xiǎn)氣缸Y0，槍架上行（Y5）的速度通過(guò)變頻器的多功能E01端子功能進(jìn)行設(shè)定，以保證整個(gè)工件牢固，不產(chǎn)生共振。下行（Y2）使得通過(guò)外部地位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。以確保因?yàn)椴煌挠推岷穸龋煌膰娖岱绞剿岢鰜?lái)的噴涂要求。見(jiàn)表1。②PLC外部接線圖（圖1）。③系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)（圖2）。④系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)。如圖3所示，接通PLC 電源，此時(shí)必須綠燈亮，提示噴槍架在原點(diǎn)（X6閉合），按下啟動(dòng)按鈕X0，保險(xiǎn)氣缸退回，X2感應(yīng)，紅燈代替綠燈，警燈提醒，同時(shí)噴槍架按地位器設(shè)定好的速度下行（槍架不會(huì)加速運(yùn)行，因?yàn)橥ㄟ^(guò)鏈輪對(duì)槍架設(shè)定了配重）。到達(dá)箱頂高度時(shí)X3感應(yīng)，此時(shí)槍架上的二十四噴槍同時(shí)打開(kāi)，對(duì)集裝箱的前墻進(jìn)行自動(dòng)噴涂，到達(dá)下軌時(shí)感應(yīng)X4，噴槍停止。當(dāng)感應(yīng)到X5時(shí)立刻返回到原點(diǎn)。綠燈亮紅燈滅。自動(dòng)流程結(jié)束。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的PLC已經(jīng)成功地運(yùn)用在干貨集裝箱生產(chǎn)過(guò)程中，該設(shè)備降低了工人的作業(yè)強(qiáng)度，減少工人與苯類、酮類等有毒的化學(xué)氣體的接觸。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)完全能滿足設(shè)計(jì)要求，它具有其他控制器無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，在惡劣的環(huán)境中，仍能正常的工作。大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了生產(chǎn)工作時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]周恩濤.《可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2008.

[2]夏辛明.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京理工大學(xué)出版社， 2008.

[3]齊學(xué)武.PLC在自動(dòng)噴涂控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣制造，2010（04）.