淺析JKMQ—1型坐便器蓋綜合試驗(yàn)裝置電氣設(shè)計(jì)

吳紅

摘要： 隨著我國(guó)潔具的蓬勃發(fā)展和國(guó)家對(duì)潔具市場(chǎng)管理的進(jìn)一步規(guī)范，潔具生產(chǎn)廠家和檢測(cè)部門(mén)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)潔具檢測(cè)設(shè)備的要求逐步提高。因此，為了更好地滿足用戶要求，公司依據(jù)《座便器坐圈和蓋》JC/T764-2008[1]的標(biāo)準(zhǔn)研制了坐便器蓋綜合試驗(yàn)裝置，主要用于對(duì)坐便器圈和蓋進(jìn)行開(kāi)合試驗(yàn)、慢落功能壽命試驗(yàn)、強(qiáng)壓試驗(yàn)。

Abstract： With the rapid development of sanitary appliance in China and the further national regulation to the sanitary appliance market management， sanitary ware manufacturers and inspection department in order to improve the quality of products， participate in international competition， gradually asks higher requirements for the sanitary ware testing equipment. Therefore， in order to better meet user requirements， the company on the basis of "Toilet Seat and a Cover" JC/T764-2008 standard developed a toilet cover comprehensive test device， which is mainly used for the toiler seat and cover opening and closing test， life test of the slow down function， strong pressure test.

關(guān)鍵詞： PLC可編程序控制器；計(jì)數(shù)器；坐便器蓋

Key words： Programmable Logic Controller（PLC）；counter；toilet bowl cover

中圖分類(lèi)號(hào)：TP342+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）34-0134-02

0 引言

此試驗(yàn)裝置要求電氣能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，通過(guò)對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求和工藝流程進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)其輸入量有開(kāi)關(guān)指令、氣缸磁性開(kāi)關(guān)、感應(yīng)開(kāi)關(guān)、氣壓壓力等信號(hào)組成，輸出量主要是控制各氣缸動(dòng)作的電磁閥組成；所以，電氣控制核心采用PLC可編程序控制器是比較合理和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的；其優(yōu)點(diǎn)突出在調(diào)試中，可以不用改動(dòng)圖紙及配電柜中的配電線路，利用編寫(xiě)PLC軟件程序就能實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出量更改控制，一些機(jī)械上需要的軟動(dòng)作，比如動(dòng)作延時(shí)、緩沖、滯后等，很方便地利用PLC軟件程序就能實(shí)現(xiàn)完成，并達(dá)到預(yù)期效果，這樣設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了繁瑣的電氣線路也節(jié)約了電器成本。

電氣線路控制分3部分回路：①電源分配控制回路；②4V直流電源控制回路；③PLC可編程序控制器控制回路。程序能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)裝置手動(dòng)/自動(dòng)2種工作模式、3種試驗(yàn)方法，分別是能實(shí)現(xiàn)對(duì)坐便器圈和蓋進(jìn)行開(kāi)合試驗(yàn)、慢落功能壽命試驗(yàn)、強(qiáng)壓試驗(yàn)，這三種試驗(yàn)用一臺(tái)設(shè)備就能分別完成，這樣不但節(jié)約了設(shè)備成本，也節(jié)省了占地面積。

1 工作原理

該設(shè)備中控制坐便器蓋起落的裝置采用氣缸驅(qū)動(dòng)。①能做歐洲標(biāo)準(zhǔn)：蓋圈開(kāi)合角度大于95°試驗(yàn)，②能做國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：大于70°的試驗(yàn)。在這個(gè)試驗(yàn)裝置中95°只適用于開(kāi)合和慢落試驗(yàn)。

待坐便器蓋安裝在安裝板上后，設(shè)置好試驗(yàn)次數(shù)及其開(kāi)合角度，按下操作面板上的“開(kāi)始”按鈕，這時(shí)氣缸帶動(dòng)推出裝置及抬起桿將坐便器蓋頂起，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定角度后，抬起桿及推出裝置以小于2.5s的速度返回原位；在進(jìn)行強(qiáng)壓試驗(yàn)時(shí)，抬起桿裝置上安裝壓桿機(jī)構(gòu)，此時(shí)它就會(huì)迫使坐便器蓋隨其一起下落，此時(shí)返回和抬起速度為0.5s～1s，坐便器蓋緩慢落下；在進(jìn)行試驗(yàn)角度為95°時(shí)，當(dāng)抬起桿和推出裝置到達(dá)極限位后，頂出桿頭碰觸坐便器圈蓋使其自由落下，試驗(yàn)70°時(shí)頂出裝置不動(dòng)作，至此完成一個(gè)工作循環(huán)。

2 硬件構(gòu)成

JKMQ-1型坐便器蓋綜合試驗(yàn)裝置電氣控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成，包括強(qiáng)電控制回路和弱電控制回路的的電氣元器件，這里主要敘述一下與PLC可編程序控制器相關(guān)聯(lián)的電氣元件（見(jiàn)圖1），下面簡(jiǎn)單介紹一下它們的特點(diǎn)以及在系統(tǒng)中所起的作用。

2.1 PLC可編程序控制器

考慮到設(shè)備對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的要求、工藝特點(diǎn)及試驗(yàn)裝置特點(diǎn)，本系統(tǒng)中PLC可編程序控制器選用歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM1A-30CDR-A-V1具有30點(diǎn)輸入輸出CPU單元，其具有以下特點(diǎn)：①主機(jī)電源AC100-240V[2]；②具有輸入總數(shù)：18點(diǎn)，輸出總數(shù)：12點(diǎn)；③輸出為24V直流電源控制繼電器輸出；④可連接可編程終端，選用通訊適配器以相應(yīng)的上位Link或高速I(mǎi)N Link與PT之間進(jìn)行高速通訊；⑤支持三種編程語(yǔ)言；⑥匯集了各種先進(jìn)的功能；⑦豐富的應(yīng)用指令使復(fù)雜控制簡(jiǎn)化。

PLC可編程序控制器是本系統(tǒng)的核心控制元件，它能執(zhí)行操作面板上的控制指令，接受外部傳輸信號(hào)，控制PLC輸出信號(hào)，完成各種控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、停止、停電記憶計(jì)數(shù)功能。

PLC程序?qū)υ囼?yàn)中突然停電，具有記憶功能；有開(kāi)合速度和慢落速度選擇功能；當(dāng)抬起桿和推出裝置到達(dá)極限位后，程序控制頂出桿頭是否動(dòng)作，判斷是否需要碰觸坐便器圈蓋使其自由落下。

2.2 計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器選用的溫州大華儀器儀表有限公司生產(chǎn)的DHC2J[3]系列產(chǎn)品，該計(jì)數(shù)器具有以下特點(diǎn)：①鍵盤(pán)設(shè)定，LCD帶背光顯示，操作簡(jiǎn)單；②5種計(jì)數(shù)輸入模式，4種輸出模式；③自動(dòng)復(fù)位時(shí)間0.01s～9.99s可調(diào)；④采用開(kāi)關(guān)電源，電壓適應(yīng)范圍大，抗干擾能力強(qiáng)；⑤采用鍵盤(pán)鎖定功能，根據(jù)要求鎖定不需要使用的鍵，防止誤操作；⑥計(jì)數(shù)范圍：0～999999。PLC采集安裝在坐便器上的感應(yīng)開(kāi)關(guān)送來(lái)的電信號(hào)，通過(guò)編程與計(jì)數(shù)器傳送來(lái)的設(shè)定信號(hào)進(jìn)行比較、數(shù)據(jù)處理，由PLC輸出端來(lái)控制坐便器蓋的開(kāi)啟運(yùn)行、慢落速度、運(yùn)行次數(shù)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。endprint

3 程序

本系統(tǒng)根據(jù)硬件配置要求，程序分2大類(lèi)：

①PLC可編程序控制器程序；

②計(jì)數(shù)器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定。

PLC程序編制采用模塊化結(jié)構(gòu)，這樣方便調(diào)用、易于修改、容易閱讀，下面分別介紹這2類(lèi)程序的主要功能。

3.1 模塊化結(jié)構(gòu)程序的編寫(xiě)

3.1.1 手動(dòng)調(diào)試

程序可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作單步動(dòng)作模式即手動(dòng)狀態(tài)，在手動(dòng)狀態(tài)，只有按操作面板上需要?jiǎng)幼鞯陌粹o，試驗(yàn)裝置才會(huì)按指令完成其對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，該試驗(yàn)裝置需要在手動(dòng)狀態(tài)下調(diào)試的工作有：①調(diào)整地腳螺絲使試驗(yàn)機(jī)基本保持水平；②做開(kāi)合仰角大于95°試驗(yàn)時(shí)將限位塊去除；③當(dāng)安裝坐便器圈蓋時(shí)，根據(jù)圈蓋與平面的貼和程度，在撞塊機(jī)構(gòu)上加調(diào)整塊，保證撞塊轉(zhuǎn)軸水平；④調(diào)整氣缸磁性開(kāi)關(guān)位置；⑤調(diào)試和維修設(shè)備時(shí)，需要在手動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行。

3.1.2 自動(dòng)運(yùn)行

自動(dòng)化控制程序，能實(shí)現(xiàn)當(dāng)試驗(yàn)裝置滿足自動(dòng)運(yùn)行而處于初始化條件時(shí)，可以啟動(dòng)操作面板上的“自動(dòng)”運(yùn)行按鈕，設(shè)備將自動(dòng)、連續(xù)地完成坐便器圈和蓋開(kāi)合試驗(yàn)、慢落功能壽命試驗(yàn)、強(qiáng)壓試驗(yàn)。

3.1.3 停電記憶功能

對(duì)試驗(yàn)中突然停電現(xiàn)象，程序有記憶功能，試驗(yàn)裝置再次被送強(qiáng)電后，只要再按“啟動(dòng)”按鈕，設(shè)備會(huì)按停電時(shí)的開(kāi)合次數(shù)累計(jì)計(jì)數(shù)運(yùn)行，在試驗(yàn)過(guò)程中需要暫停工作時(shí)，只要按“停止”按鈕，系統(tǒng)將停止工作并記錄下開(kāi)合次數(shù)，再按“啟動(dòng)”按鈕，將以停止前計(jì)數(shù)值累計(jì)計(jì)數(shù)運(yùn)行，至止到達(dá)設(shè)定值自動(dòng)停止工作。

3.1.4 頂出桿功能

試驗(yàn)角度為95°時(shí)，當(dāng)抬起桿和推出裝置到達(dá)極限位后，頂出桿頭動(dòng)作，碰觸坐便器圈蓋使其自由落下；試驗(yàn)70°時(shí)頂出裝置不動(dòng)作。

3.1.5 慢落速度控制

做強(qiáng)壓試驗(yàn)，程序控制坐便器蓋圈返回和抬起速度為0.5s～1s；做其它試驗(yàn)速度控制為2.5s。

3.2 計(jì)數(shù)器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定

①將復(fù)位方式設(shè)定為外部端子復(fù)位方式，這樣便于操作；②根據(jù)試驗(yàn)要求，最大開(kāi)合次數(shù)為50000次，所以將計(jì)數(shù)范圍設(shè)定為99999次，完全滿足試驗(yàn)次數(shù)要求；③繼電器輸出選擇為各一組常開(kāi)常閉點(diǎn)，便于控制回路需求。

4 結(jié)語(yǔ)

JKMQ-1型坐便器蓋綜合試驗(yàn)裝置經(jīng)過(guò)多次調(diào)試、運(yùn)行，完全達(dá)到了《座便器坐圈和蓋》JC/T764-2008的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)用戶多年使用，設(shè)備運(yùn)行良好，已經(jīng)驗(yàn)收合格。JKMQ-1型坐便器蓋綜合試驗(yàn)裝置電氣控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便，大大提高了設(shè)備的利用率。②可靠性高，保證了生產(chǎn)的聯(lián)系性；③故障點(diǎn)用指示燈提示，方便維修人員很快解決故障原因；④一臺(tái)設(shè)備可以進(jìn)行三種試驗(yàn)，分別是對(duì)坐便器圈和蓋開(kāi)合試驗(yàn)、慢落功能壽命試驗(yàn)、強(qiáng)壓試驗(yàn)功能，能按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)也能按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。現(xiàn)存在的缺點(diǎn)是需要增加可視化操作界面，更加直觀操作和記錄，這在以后設(shè)計(jì)制作過(guò)程中需要逐步完善。JKMQ-1型坐便器蓋綜合試驗(yàn)裝置研制成功，提高了國(guó)內(nèi)潔具的產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，為我國(guó)潔具檢測(cè)行業(yè)提供了一臺(tái)新的檢測(cè)設(shè)備，也為潔具市場(chǎng)管理進(jìn)一步規(guī)范化做出了一份貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑衛(wèi)生陶瓷標(biāo)準(zhǔn)匯編.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006，12.

[2]CPM1A可編程控制器操作手冊(cè).上海.歐姆龍（中國(guó)）有限公司，2001，12.

[3]DHC2J智能型可逆預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)器.浙江.溫州大華儀器儀表有限公司，2009.endprint