劉建川,賴衍浩
(廣東唯美陶瓷有限公司,東莞523500)
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。
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
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。
(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。

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