進口橫剪線翻運料控制系統程序設計

楊 飛

（濟南西門子變壓器有限公司，山東濟南 250014）

0 引言

橫剪線翻運料系統主要是為配合瑞士進口橫剪線開卷工作，自行設計制造的矽鋼片翻料、運輸設備。實現生產配套設備的國產自動化。

1 橫剪線翻運料系統構成

橫剪線翻運料系統由矽鋼片液壓翻料系統和矽鋼片運輸系統組成，工作過程見圖1。液壓翻料系統的工作是將平躺的料卷通過液壓翻轉，豎立起來以便開卷剪切；矽鋼片運輸系統從翻轉臺接過翻轉好的料卷，通過液壓升降控制料卷支撐調整高度，由液壓機械臂加緊固定料卷，運料車旋轉180°，調整料卷正反，然后運輸到剪切線開卷機前，給開卷機上料，松開機械臂，降下料卷支撐，開卷機出料進行剪切工作，運輸系統返回等待再次運料。

2 橫剪線液壓翻運料控制系統PLC 程序設計

PLC（Programmable Logic Controller，可編程控制器）應用廣泛，可實現多種控制。例如，順序控制、運動控制、過程控制、數據處理、通訊和聯網等。而且PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強；適應性強，應用靈活；編程方便，易于使用；功能強，擴展能力強；控制系統設計、安裝、調試方便；維修方便，易于實現機電一體化等優點。故而，通過PLC 去設計控制系統程序。

2.1 橫剪線液壓翻轉運料系統主控程序的設計

圖1 橫剪線液壓翻運料系統工作過程

圖2 調用翻轉運動控制塊子程序的主程序

按照設備的工作過程，將控制部分分成4 個塊進行程序設計。這4 個塊分別是翻轉運動控制子程序0、水平運動控制子程序1、升降加緊運動控制子程序2和旋轉運動控制子程序3。設備上電后可通過主程序調用這4 個塊之一進行操作運行。主程序設計見圖2。主程序調用翻轉運動控制塊子程序0，上電即可調用。也就是設備上電后，4 個運動控制可分別進行操作運行。上電開關符號Always_On，地址SM0.0，上電后始終接通。其他3 個子程序的主程序設計與其相同。

2.2 橫剪線液壓翻轉運料系統翻轉臺翻轉運動程序設計

系統上電后工作開始進行。首先，上料操作人員確認矽鋼片料卷已經穩固放置在翻轉臺上；然后，按下按鈕SB11 啟動翻轉臺液壓泵電機M1，按下按鈕SB14 電磁閥YV1 得電，電磁閥指示燈亮，翻轉臺翻轉料卷。當料卷翻轉到垂直位置，到達行程開關SB13，PLC 得令正向翻轉運動停止。翻轉臺料卷被料車取走后，按下按鈕SB15，電磁閥YV2 得電，翻轉臺返回初始位置，按下停止按鈕SB12，液壓泵電機停止運轉，料卷翻轉工作完成。系統翻轉臺翻轉運動PLC 程序設計元器件安排如下：電機M1，地址Q0.2；急停SB10，地址I0.0；啟動SB11，地址I0.1；停止SB12，地址I0.2；電磁閥1 啟動SB14，地址I0.4；電磁閥YV1，地址Q0.0；電磁閥2 啟動SB15，地址I0.5；電磁閥YV2，地址Q0.1；行程開關SB13，地址I0.3。

2.3 橫剪線液壓翻轉運料系統水平運動程序設計

系統翻轉臺把矽鋼片料卷翻轉到位后，需要運料車水平運動將料卷取離翻轉臺。運料車水平運動控制方式分為兩種可選，分別為點動運行和自動運行。長按點動前進按鈕SB20，運料車電機M2 得電，正轉運行，直至行程開關SB25，料車停止前進；在運行過程中松開按鈕SB20，電機M2 失電，料車隨時停止運行。按下自動前進按鈕SB22，電機M2 正轉運行，料車前進，直至行程開關SB25，料車停止前進；在前進過程中，按下停止按鈕SB24，料車隨時停止運行。反之，長按點動后退進按鈕SB21，運料車電機M2 得電，反轉運行，直至行程開關SB26，料車停止前進；在運行過程中松開按鈕SB21，電機M2 失電，料車隨時停止運行。按下自動后退按鈕SB23，電機M2 反轉運行，料車前進，直至行程開關SB26，料車停止前進；在運行過程中，按下停止按鈕SB24，料車隨時停止運行。料車水平運行實現了程序互鎖設計，以便保護電機。點動正轉SB20，地址I0.6；點動反轉SB21，地址I0.7；自動正轉SB22，地址I1.0；自動反轉SB23，地址I1.1；自動停止B24，地址I1.2；正轉行程SB25，地址I1.3；反轉行程SB26，地址I1.4；電機M2 正轉，地址Q0.3；電機M2 反轉，地址Q0.4 。料車水平運動正向PLC 控制程序如圖3 所示，反向運轉的PLC 程序與其類似。

2.4 橫剪線液壓翻轉運料系統升降和加緊運動程序設計

橫剪線料車從翻轉臺取出料卷后，需要把料卷升至合適的高度，并且使用機械臂加緊才能進行運輸。首先，按下液壓啟動按鈕SB30，升降加緊液壓泵電機M3 得電啟動，按下停止按鈕SB31，液壓泵電機M3 停止運轉。升降加緊液壓泵啟動后，按下升按鈕SB32，電磁閥YV3 得電，矽鋼片料卷放置臺升起；按下降按鈕SB33，電磁閥YV4 得電，料卷放置臺落下。當料卷升起的時候，按下加緊按鈕SB34，電磁閥YV5 得電，機械臂加緊固定料卷；如果需要料卷放置臺落下，按下松開按鈕SB35，電磁閥YV6 得電，機械臂松開料卷。PLC 程序設計元件安排如下：電機M3，地址Q1.1；液壓啟動按鈕SB31，地址I1.5；液壓停止按鈕；升按鈕SB32，地址I1.7；降按鈕SB33，地址I2.0；電磁閥YV3，地址Q0.5；電磁閥YV4，地址Q0.6；加緊按鈕SB34，地址I2.1；松開按鈕SB35,地址I2.2；加緊電磁閥YV5，地址Q0.7；松開電磁閥YV6，地址Q1.0 。

2.5 橫剪線液壓翻轉運料系統旋轉運動程序設計

圖3 料車水平運動正向PLC 控制程序

機械臂加緊矽鋼片料卷后，此時的料卷是反方向的，必須讓料卷旋轉180°，調整料卷方向后方可進行剪切。根據設備的操作運轉情況，控制方式設計為兩種，點動和自動。按下點動正轉按鈕SB50，旋轉電機M4 得電正轉運行，松開按鈕即可停止運行；按下正轉自動按鈕SB52，旋轉電機M4 得電正傳運行，直至行程開關SB55，或者按下自動停止按鈕SB54，正轉運行停止。按下點動反轉按鈕SB51，旋轉電機M4 得電反轉運行，松開按鈕即可停止運行；按下反轉自動按鈕SB53，旋轉電機M4 得電反轉運行，直至行程開關SB56，或者按下自動停止按鈕SB54，反轉運行停止。系統旋轉運動的PLC 程序設計與水平運動的程序設計相似，元器件安排如下：點動正轉按鈕SB50，地址I2.3；點動反轉按鈕SB51，地址I2.4；電機M4 正轉，地址Q1.2；電機M4 反轉，地址Q1.3；自動正轉按鈕SB52，地址I2.5；自動反轉按鈕SB53，地址I2.6；自動停止按鈕SB54，地址I2.7；正轉行程開關SB55，地址I3.0；反轉行程開關SB56，地址I3.1。

至此，整個橫剪線液壓翻轉運料系統PLC 控制程序分步設計完畢，只要把各個步驟連接起來運行就形成了整個系統的自動化控制。

3 結束語

通過自行設計制造配合進口橫剪線生產運行的運料系統，極大程度提高剪切線的生產效率，實現生產配套設備的國產自動化。之前人工上料，每次大約需要2 人，0.5 h；剪切線配套設備自制后，每次上料只需要1 個人操作，用時大約0.25 h。結合其他因素影響綜合計算，剪切線的整體生產效率大約提升3.6%，大大提高公司的生產效率。