1 引言
可編程控制器(簡稱PLC)以其強大的功能、很高的可靠性、抗干擾性、編程簡單、使用方便、體積小巧等優(yōu)點,在工業(yè)陶瓷生產(chǎn)過程控制中得到了普遍使用。但是當陶瓷生產(chǎn)工藝發(fā)生變化或有特殊要求以及生產(chǎn)過程出現(xiàn)新問題時,PLC控制系統(tǒng)或編程方案就應作相應的改變和優(yōu)化。本文就一條年產(chǎn)100萬m2釉面磚生產(chǎn)線關(guān)鍵設(shè)備之一的PLC自動入坯控制系統(tǒng)的改造,作以探討。
2 入坯工藝流程簡介
如圖1所示,圖1中:M1、M2為皮帶電機,M4、 M5為輥臺為電機,G1-G6為光電檢測管,YV1為電磁閥,BX1為操作盒。當施釉線或素坯線的坯體經(jīng)M1電機的傳送帶送至光電檢測管G1位置時,G1動作,M2電機轉(zhuǎn)動,由其傳送帶將坯體向窯前的輥臺上傳送,若G1處無坯體時,M2則停止;當坯體送至G2時,M1停止,送至G3時M2停止,同時電磁閥YV1得電,M2的皮帶支撐架下落,坯體由窯前的輥臺變速電機M4、M5驅(qū)動,由輥子傳動送向窯內(nèi);至G4時,YV1失電,皮帶被升起,M1電機啟動,重復上述過程。
圖1 入坯工藝流程
3 存在的問題與改進
原控制系統(tǒng)的梯形圖如圖2所示。采用了OMRON SP10小型機,從試運行幾個月的情況來看,該機可靠性高,基本能滿足使用要求。但從生產(chǎn)工藝、控制方式以及實際使用過程來看,其控制系統(tǒng)還存在下述缺陷。
圖2 坯體排列監(jiān)控圖
3.1 生產(chǎn)工藝方面
該單層輥道窯既可作為產(chǎn)品的釉燒,又可作為素燒。當作為素燒時,傳送帶上的坯體是素坯,機械強度低于釉坯,工藝要求無碰傷等;當作為釉燒時,工藝上還要求嚴禁坯體層疊等。因此在傳送過程中,應運行平穩(wěn),銜接處過渡自然,皮帶升降緩慢。這些要求可以從調(diào)整傳送帶和對電機的控制方式(如采用變頻調(diào)速)、以及對電磁閥的改造來解決。但是由電機M4、M5控制的輥臺輥子,由于長期工作在較高的溫度環(huán)境下,不可避免地會產(chǎn)生彎曲變形等,使入窯坯體排列紊亂,甚至層疊粘連而產(chǎn)生廢品。通常這一現(xiàn)象由人工來監(jiān)控,費時費力,筆者在圖1中增加了兩個光電檢測管G5、G6,與報警電路及PLC相連,成功地實現(xiàn)了自動監(jiān)控,如圖2所示。
3.2 控制方面
(1) PLC自停故障
該機在試運行時,時常出現(xiàn)停機現(xiàn)象。究其原因主要是環(huán)境溫度太高,導致PLC自動保護系統(tǒng)動作所致。工業(yè)陶瓷窯爐的環(huán)境溫度高,是一個很普遍的問題。卻未引起設(shè)計者的足夠重視,PLC控制柜雖然距輥道窯低溫段有一定距離,但PC機與控制電機的磁力等電氣元件,同時被控制面板封在一個較小的空間內(nèi),且柜內(nèi)無風扇,散熱不良。夏季環(huán)境溫度的升高,加之生產(chǎn)車間通風條件有限,導致PC機停機頻繁。當增設(shè)柜內(nèi)風扇后,再無停機現(xiàn)象。
(2) 急停按鈕的設(shè)置問題
原系統(tǒng)急停按鈕SB3設(shè)置在控制柜上,不便于實現(xiàn)兩地控制,常造成半成品的大量損壞。因此在圖1上增加按鈕盒BX1,與施釉線急停按鈕及SB3串聯(lián),使停機、開機方便自如。
圖3 原梯形圖
(3) 電機M2頻繁點動影響壽命
本生產(chǎn)線未設(shè)置大型儲坯器,當坯體供應不連續(xù)時,電機M2的等待時間太短,頻繁啟動而發(fā)熱,曾燒壞一臺。其問題出在編程上,從原梯形可以看出(如圖3所示),G1處一有坯體M2便動作一次。應改為若坯體到達G2處,且G1處有坯體時,停M1;否則M1繼續(xù)轉(zhuǎn)動,使坯體供應連續(xù)。
(4) 控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)化
原系統(tǒng)電磁閥YV1是通過中間繼電器KA1來控制的?,F(xiàn)已去掉KA1,直接由PC控制。
從圖1可以看出,光電檢測管G4控制M2傳送帶支撐架的升降,若坯體排隊不整齊時,有的坯體先到達G4處,有的還未完全脫離M2傳送帶,而支撐架卻開始升起,損壞坯體。且G4一旦失靈,將造成整個系統(tǒng)的混亂。去掉G4,由PC內(nèi)部時間繼電器代替,不但節(jié)省費用、調(diào)節(jié)方便,而且增加了系統(tǒng)的可靠性。
4 改進后系統(tǒng)的編程
改進后的梯形圖如圖4所示。
圖4 改進后的梯形圖
4 結(jié)束語
經(jīng)多年的實際運行證明,改進后的控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、合理,提高了生產(chǎn)效率。因此筆者體會到,只有熟練掌握PLC的特點及其應用方法,并且熟悉具體的生產(chǎn)實際情況,才能充分發(fā)揮PLC的優(yōu)勢,使之很好的服務于工業(yè)生產(chǎn)。