淺析陶瓷儲坯機群全自動集中循環控制系統

劉建川，賴衍浩

（廣東唯美陶瓷有限公司，東莞523500）

1 前言

陶瓷廠生產線儲坯機數量一般根據坯體強度等工藝要求、窯爐存坯時間確定，一般設計1～3個儲坯機，存坯時間1～2小時。合理的選擇儲坯機數量及存坯時間，對生產線轉換品種時間控制、縮短設備故障后檢修時間等具有積極的意義。目前國內儲坯機普遍采用固定式、人工半自動控制，儲坯機存坯、放坯運行需要人工干預。隨著儲坯機數量的增多，這種運行方式的缺點也暴露出來：全程人工干預，存坯時間不確定，存磚時間過長產生裂磚、瓷磚成活率下降、窯爐燒成后花色受影響等不利因素。

意大利等建陶裝備強國廣泛采用的AGV激光導航小車儲坯系統成本高、設備運行環境要求苛刻、維護技能要求高，國內只有少數幾個陶瓷廠采用AGV激光導航儲坯系統，遠未普及。我司某產區1#生產線在規劃中提出采用國內成熟的固定式存坯機代替AGV存坯系統，一期工程規劃6臺存坯量250 m2的存坯機，要求6臺存坯機按先存先放、先空先存的方式循環運行，當某臺存坯機故障時可以退出運行，同時需要考慮工藝燒磚直過，轉產優先放磚等功能。

針對上述總體控制要求，筆者設計了一套6臺儲機集群運行程序及一套專門用于控制6臺儲坯機循環控制程序，運行半年以來比較穩定，基本達到設計要求，簡述如下。

2 儲坯機硬件布置

設備布局。R1生產線規劃的6臺儲坯機并聯運行，設計1條入磚皮帶輸送線及1條出磚皮帶輸送線，各儲機相互獨立運行，互不干撓，如圖1所示。

圖1 儲坯設備布局圖

3 電氣控制要求

經過與我司技術部門及生產部門溝通，6臺儲機需要按如下方式全自動運行，即：

（1）先存先放，先空先存，即先存滿的儲機先進窯，先空的儲機先存磚；

（2）某臺儲機可以關閉退出運行，如設備檢修、故障等需要關閉的情況；

（3）某臺儲機工藝要求需要燒磚直過功能，即不進行存磚操作，此儲機一邊進窯一邊過磚；

（4）邊進邊出功能，即6臺儲機均滿磚時，哪臺儲機正在進窯則該儲機同時進磚；

（5）單獨儲磚功能，設有優先權限，1#儲機優先級最高，6#最低；

（6）工藝轉產，可以優先放某個存坯機的磚，其它儲機可以儲磚或自動運行。

4 電氣控制系統流程圖

（1）6臺儲坯機及進口、出口輸送帶由一臺OMRON CJ2MPLC完成集中控制任務，上位機操作按鈕、參數調整、數據顯示、報警顯示等由威倫通態公司的MT6103IP觸摸屏完成。整個程序設計難度較大，除6臺儲坯機按獨立設計運行以外，還需要設計6臺儲坯機的全自動循環控制程序，為簡化操作及各儲機轉換時不空窯，優化了存坯機入口、出口升降輥臺放磚、存磚指令，PLC經過比較運算發出指令時相應的儲坯機開始存磚、放磚操作，沒有接收到指令的儲坯機則排隊等待。

圖2 電氣控制圖

（2）程序控制流程圖。從流程圖中可以看出，PLC實時查詢6臺儲坯機滿磚、空磚狀態，合乎要求的儲坯機則執行放磚、存磚操作；同時增加人工干預、設備故障、生產線轉產等突發情況的異常處理，如儲坯機還沒存夠不足以產生滿磚標志時，但生產線遇故障無磚來時，則需要放出未產生滿磚標志位儲坯機的磚等。

5 程序軟件設計

圖3 程序控制流程圖

（1）取最大值函數功能。6臺儲坯機的滿磚標志位、空磚標志位產生后，以每1秒為單位遞增，分別存放到12個長整型數據中，分別比較這12個數據的大小，取出最大值，作為存磚、放磚儲坯機編號。見圖4。

圖4 取最大函數功能程序

（2）儲坯機放磚操作模式的確定。儲坯機關閉、單儲、空磚時不參與查詢放磚，正常循環時只有該機滿磚后才有資格參與查詢，如遇前工序故障釉線無磚來時等非正常狀態時，只要該機有磚則參與查詢放磚。見圖5。

（3）6臺儲坯機均滿磚時，查詢邊進邊出儲坯機編號。

各儲坯機滿磚時間與手動優先順序做比較，只有大于優先時間的才充許進行下一步程序比較，比較時同時考慮儲機是否開關機、儲機是否處于單儲狀態、檢測儲機層數或儲機上位標志位，當5臺儲機均產生滿磚標志位時發滿磚報警信號1，當全部儲機均產生滿磚標志位時發報警標志位2。這些報警標志位可以送到上一級工序，達到提醒操作人員的作用。

（4）程序還設計還考慮工藝燒磚燒餅直過、轉產優先放磚，人為強制改變存坯機放磚順序等功能，從略。

圖5 儲坯機查詢放磚程序

6 結束語

6臺儲坯機群集群循環全自動運行，改變了傳統的人工操作模式，實現人工干預運行、燒餅燒磚、工藝轉產、生產線轉班等多模式自由切換，使固定式儲坯機代替昂貴的AGV成為可能。相比AGV儲坯系統本方案具有成本低、后期維護技能要求低等優點。經半年以來的運行，該系統運行穩定、可靠，事實證明，該系統運行以來，每班壓機可以停機1～2 h，節約了電能，機電車間還可以根據需要靈活安排設備檢修，為實現連續生產、爭取設備維護時間、工藝中試等提供了支持。

參考文獻

[1]陳順平,梅德慶,陳子辰.激光導引AGV的自動引導系統設計[J].工程設計學報,2003,10(5)：279-282.

[2]OMRONCJ2單元硬件操作手冊CAT.NO.W472-CN5-06.