基于PLC的輸送鏈自動潤滑控制系統

陳亮，高曉斌

（陜西重型汽車有限公司，陜西西安710200）

基于PLC的輸送鏈自動潤滑控制系統

陳亮，高曉斌

（陜西重型汽車有限公司，陜西西安710200）

輸送鏈自動潤滑控制系統的整體設計原理和方案，自動潤滑流程、PLC和觸摸屏的選型及軟件編程。開發出的輸送鏈自動潤滑控制系統，經過實際測試和使用，達到了輸送鏈的潤滑要求，有效提高了潤滑效率和潤滑質量。

輸送鏈；自動潤滑系統；PLC

0 引言

輸送鏈作為運輸設備，在使用過程中處于連續運行狀態，如果潤滑不良，將造成鏈條及鏈輪的快速磨損，降低設備使用壽命。采用人工潤滑方式，作業人員勞動強度大，潤滑效率低；人工加注量無法控制，存在漏加或多加的情況，潤滑效果難以保證。為此，開發一套先進、高效、可靠的自動潤滑控制系統，以提高潤滑效率，保證鏈條的正常運行。

1 整體設計原理與方案

輸送鏈潤滑采用干油潤滑和稀油潤滑2種方式，干油潤滑鏈輪，稀油潤滑鏈條。干油潤滑設計為同步追隨的方式，將潤滑脂加入快速移動的鏈輪油杯中；稀油潤滑通過霧化的方式，將潤滑脂均勻噴涂在鏈條上。輸送鏈運行過程中，2種潤滑方式即可同時進行，也可單獨進行。

自動潤滑控制系統主要由控制系統和執行機構兩部分組成。控制系統以PLC為核心，GOT觸摸屏做為人機交互平臺，通過對觸摸屏的輸入信息和傳感器的信號進行運算處理后，發送指令給電磁閥控制執行機構工作。執行機構主要由干油加脂裝置（加脂槍和定位桿）、儲脂桶、回位氣缸、回位調速閥、定位傳感器和稀油加脂裝置等組成。

2 自動潤滑工作流程設計

2.1 干油潤滑工作流程（1）設定好潤滑時間，按下干油潤滑啟動按鈕后，潤滑開始。（2）PLC發送信號給定位桿電磁閥，電磁閥打開，定位桿伸出，干油加脂裝置跟隨鏈輪向前運行，對油杯油嘴進行定位。

（3）加脂裝置到達加注點后，定位傳感器發送信號給PLC，干油加脂電磁閥打開，加脂槍伸出，對鏈輪油杯進行加脂。

（4）加注完成后，加脂槍縮回，定位桿縮回。

（5）回位電磁閥打開，回位氣缸推動加脂裝置復位。

（6）回位電磁閥關閉，回位氣缸復位，一個鏈輪的干油潤滑過程完成。

（7）如果潤滑設定時間未到，重復第1步到第6步，對其他鏈輪進行潤滑。

2.2 稀油潤滑工作流程

（1）設定好潤滑時間，按下稀油潤滑啟動按鈕后，潤滑開始。（2）定位傳感器感應到鏈節后，稀油加注電磁閥打開，加注槍噴出霧化的潤滑油對鏈節進行潤滑。

（3）定位傳感器信號消失后，稀油加注電磁閥關閉，一個鏈節的稀油潤滑過程完成。

（4）如果潤滑時間未到，重復第1步到第3步，對其他鏈節進行潤滑。

3 PLC控制系統設計

3.1 I/O表設計

為實現自動控制功能，經統計，系統共需要開關量輸入信號12個，開關量輸出信號7個。輸入信號（X0～X13）包括6個按鈕信號和6個傳感器信號，輸出信號（Y0～Y6）包括3個指示燈信號和4個驅動電磁閥的信號，具體I/O點設計見表1。

表1 I/O輸入輸出表

3.2 PLC和觸摸屏選型

工況需要PLC的輸入點數量≥11，輸出點數量≥7。考慮到冗余備用點和系統運行速度，PLC選用三菱FX3u-32MT/DSS。該PLC內置CPU，集成16個輸入點、16個晶體管輸出點，8 KB內存，235個計數器，512個定時器以及8000個數據寄存器，CPU處理速度0.065 μs/基本指令。

觸摸屏是系統的人機界面，通過觸摸屏可以設置潤滑時間、潤滑節拍等參數，以及對系統運行狀況進行監控。本系統選擇三菱GOT1030-HBD觸摸屏，屏幕尺寸4.5英寸，分辨率288×96，每個畫面最多可組態50個觸控鍵，通過RS422接口與PLC進行通訊。

3.3 PLC程序設計

PLC程序設計采用三菱公司GX Work2編程軟件，使用梯形圖編制程序。梯形圖程序編譯成功后，通過RS422通訊編程接口，將程序代碼下載到PLC處理器中。

整個系統程序分為手動控制、自動控制、參數設置、狀態監控和故障報警5個模塊。系統程序結構如圖1所示。

圖1 PLC控制系統程序結構

（1）手動控制模式。通過觸摸屏可以對定位桿、干油加脂槍、回位氣缸、稀油加注閥、干油潤滑指示燈、稀油潤滑指示燈以及急停指示燈等相關器件的動作進行控制和測試，方便對系統進行調試和后期維護。手動控制程序如圖2所示。

圖2 手動控制程序

（2）自動控制模式。干油潤滑系統和稀油潤滑系統在PLC控制下自動完成潤滑和停止工作。系統需要具備定時停止功能和循環潤滑功能。可以利用PLC內置的時鐘繼電器設計定時停止功能。通過對M8013（秒脈沖）進行計數，來實現定時功能，控制程序如圖3所示。到設定時間后，自動停止潤滑。

（3）循環潤滑功能。使用順序控制，采用步進的方法來實現。干油潤滑從定位桿定位到回位氣缸復位為一個潤滑循環，完成對一個鏈輪的潤滑。回位氣缸復位后，如果潤滑設定時間未到，則繼續進行下個潤滑循環。干油潤滑順序控制程序如圖4所示。

（4）稀油潤滑。通過定位后向鏈節噴灑潤滑脂，完成對一個鏈節的潤滑。單個鏈節潤滑完成后，如果潤滑設定時間未到，則

圖3 自動定時控制程序

圖4 干油潤滑順序控制程序

繼續進行下個潤滑循環。稀油潤滑控制程序如圖5所示。

圖5 稀油潤滑控制程序

系統的參數設置程序實現對潤滑時間、潤滑節拍等參數進行設置。狀態監控程序可以實時監控潤滑狀態和運行時間。故障報警程序可以在出現過限位、儲脂桶液位低等情況時，及時停止設備運行，對設備進行保護，并發出報警提示信息。

3.4 觸摸屏程序設計

觸摸屏程序設計采用三菱公司GT Work3編程軟件，根據需要組態監控畫面、參數設置畫面和報警查詢畫面等。人機界面組態完成后，通過RS232通訊編程接口，將程序代碼下載到觸摸屏中。狀態監控畫面可以對干油潤滑以及稀油潤滑的設定時間、運行時間和運行狀態等進行監控。參數設置畫面可以對潤滑節拍、收槍時間、回位時間和潤滑間歇等參數進行設置。報警查詢畫面可以對系統的報警信息進行查詢和清除。

4 結語

基于PLC的輸送鏈自動潤滑控制系統運行成本低，自動化程度高，安裝維護方便。整個潤滑過程，在PLC的控制下自動完成，提高了潤滑效率和潤滑質量。后期還可通過通訊模塊，與輸送鏈設備的電氣控制系統進行通訊。

系統設計完成后，在駕駛室輸送鏈上進行了測試，運行正常，系統軟、硬件設計達到了輸送鏈潤滑的各項要求。

［1］郝東生.影響輸送鏈條潤滑效果的因素分析與維護[J].世界有色金屬，2008（03）：29-30.

［2］呂桃.三菱FX3U可編程控制器應用技術[M].北京：電子工業出版社，2015.

［3］王建，宋永昌.觸摸屏實用技術（三菱）[M].北京：機械工業出版社，2012.

〔編輯 李波〕

H117.2

B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.01.44