遙控裝置在PLC自動控制系統中的應用

羅棱豐，翁永松

（貴州鋼繩股份有限責任公司，貴州遵義 563000）

0 引言

目前，國內電氣自動裝備技術領域自動吊運設備具有很多種，如AGV（Automated Guided Vehicle，自動導引運輸車）行車、AGV 小車等，由于控制線路復雜，不利于設備維護；必要的配套設施較多，如掃描雷達、定位磁釘、條碼機、掃碼器等，設備成套價格較高，不利于節約成本；而且對操作人員專業水平要求較高，員工培訓有一定難度；為了企業實際需求，在充分研究PLC、遙控發射器、遙控接收器、電動葫蘆等設備特點的基礎上，將遙控裝置嵌入PLC 系統，遙控電葫蘆自動運行，實現單軌多工位自動運行，該成果線路簡單、運行安全可靠、故障率低、工作效率較高，能滿足工序間生產原料轉運的要求。

1 存在的問題

（1）1 臺循環運行的手動操作環鏈電動葫蘆，由于使用年限太久，控制線路老化，控制原理落后，因此故障頻發，影響生產原料轉運，有必要對其進行技術升級改造。

（2）由于人工成本的增加，24 h 按照4 班3 倒計算，需要4人才能滿足3 個班次連續原料轉運，按每人8 萬元/年計算工資，每年需支付工資32 萬元，要減員增效就必須對其進行技術升級改造。

（3）安全方面，人工操作過程中無法避免麻痹大意和失誤，存在一定安全風險，通過技術升級改造實現裝備自動運行，減少了操作人員，降低了安全風險。

2 具備的條件

（1）公司具備電氣圖紙設計能力和PLC 控制器編程及調試能力，可以自主完成控制系統圖紙設計、程序編輯及調試；并具備設備改造及安裝能力，可以完成對遙控器收、發裝置的改造及安裝；技術上可行。

（2）本次技術升級改造活動前期試驗是離線進行，利用實驗室裝備完成全部程序編輯和調試，不會影響現有生產，安全有保障。

（3）本次技術升級改造所有電氣元件都采用國內標準件，成本可以控制在10 萬元以內。

（4）本次升級改造是把PLC 編程技術和遙控技術相結合的應用探索，充分考慮了使用的安全性，保護功能齊全，使用安全有保障。

3 解決方案

（1）重新設計線路，重新安裝，簡化控制，消除故障因素，降低故障率。

（2）用PLC 程序控制電動葫蘆自動運行代替人工操作，節約人工成本，降低安全風險。

（3）在PLC 控制系統中接入遙控裝置，用無線信號代替線連接，提高控制可靠性。

（4）用傳感器實現多工位控制和安全保護功能，提升設備智能化水平。

4 解決措施

根據以上解決方案，設計出控制系統原理圖，具體說明如下。

（1）電源原理如圖1 所示，固定部分安裝在地面電氣控制箱內，移動部分安裝在電動葫蘆上。固定部分通過三相滑觸線為移動部分提供電能，并無軟線連接，電動葫蘆獨立運行。

（2）PLC 控制原理和信號發射原理如圖2 所示，PLC 采用的是MM-40MR-12MT-700-FX-T 平板控制器，是PLC 與人機界面一體機，安裝和參數設置都比較方便；遙控器采用普通行車遙控器經改造后使用，優點是市場成熟產品，質優價廉，信號發射和接收性能穩定；PLC 輸出信號Y4、Y5、Y6、Y14、Y15、Y16 通過輸出繼電器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6 觸動信號發射器，發出準確的控制信號。

圖1 電源原理

圖2 PLC 控制原理和信號發射原理

（3）信號接收器原理和執行控制原理如圖3 所示，圖中遙控信號接收器安裝在移動的電動葫蘆上，負責接收遙控信號并通過K1、K2、K3、K4 控制電動葫蘆小車、吊鉤自動運行，KM1 為小車上行繼電器，KM4 為小車下行繼電器，KM2 為吊鉤上升繼電器，KM3 為吊鉤下降繼電器。

（4）PLC 輸入輸出原理如圖4 所示，本次改造實現2 個工位的自動控制，PLC 只需要40 個點（24 點輸入、16 點輸出）就能完成控制功能，X0～X27 是現場輸入的控制信號端子，Y0～Y21 是控制指令輸出端子，通過PLC 編程，可以實現兩個工位生產原料自動轉運，并可以（手動/自動）切換。

5 方案實施

上述設計方案原理，采用圖5 方案實施。

（1）電氣控制柜為固定式安裝，內部裝有PLC 控制器，外部掛裝有遙控發射器，頂部裝有信號發射天線；主令控制箱安裝在自動運行的電動葫蘆上，外部掛裝有遙控接收器，頂部裝有信號接收天線；上升限位傳感器裝設于與電動葫蘆本體下方相連的支撐桿上；運行位置傳感器裝設于與單軌道相連的支撐桿上；無縫滑觸線裝設于單軌道上，其與裝設于下方的主令控制箱滑動連接。

圖3 信號接收器原理和執行控制原理

圖4 PLC 輸入輸出原理

（2）預先編制邏輯控制程序并調試正常，下載到PLC 存儲器里，PLC 運行程序，控制指令通過遙控發射器發出，遙控接收器收到控制指令并驅動主令控制箱內的主令元件，控制電動葫蘆執行升降或行走等各種動作，通過多個運行位置傳感器和上升限位傳感器反饋運行位置信號和提升高度信號，實現單軌多工位控制，達到遙控電動葫蘆自動運行目的。

6 控制程序編輯

圖5 方案實施

圖6 3 個工位的流程

3 個工位的流程如圖6 所示，同樣適用于2 個工位的控制方案。運行過程中，可在任意工位上料，原料運往下一工位后如接收工位無人下料，小車將停止等待。不需要原料的工位，只須在PLC 輸入端增加一個常開點即可。

7 結論

經過本次技術升級改造，遙控裝置在PLC 控制系統中應用成功，將一臺老舊手操電動葫蘆改造成了自動運行的電葫蘆，煥發設備潛在活力，原理先進，控制線路簡單，經過編程和調試，運行安全可靠、故障率較低、節約了人工成本、工作效率高，能滿足工序間生產原料轉運的要求。