黃淇

（華意壓縮機(jī)股份有限公司 江西景德鎮(zhèn) 333001）

1 引言

壓縮機(jī)機(jī)加車間曲軸箱生產(chǎn)線上有一工位，工作時(shí)員工需全副武裝——戴口罩、帽子、工作服等，特別是在夏季，身上又熱又悶，勞動(dòng)強(qiáng)度大且環(huán)境較臟，許多員工都對(duì)此崗位避而遠(yuǎn)之。再加上該工序吹出曲軸箱高低壓腔的鐵屑四處飛濺，也影響了車間的環(huán)境衛(wèi)生。為此，筆者接到制造一臺(tái)由PLC控制的曲軸箱吹氣機(jī)的任務(wù)。

該吹氣機(jī)主要功能是吹掉粘在曲軸箱，高低壓腔四個(gè)孔內(nèi)的鐵屑。從經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效益角度考慮，我們利用了可編程序控制器(PLC)的電氣控制系統(tǒng)和氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)制造出曲軸箱吹氣機(jī)。具體是利用廢舊導(dǎo)軌作為吹氣裝置的滑臺(tái)；利用曲軸箱活塞孔和一個(gè)螺紋孔作為兩孔定位孔來(lái)設(shè)計(jì)曲軸箱定位夾具；通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的繼電器控制與PLC控制進(jìn)行充分地技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面比較。最終確定選用16點(diǎn)的三菱PLC控制系統(tǒng)的控制方式，提高系統(tǒng)的整體性能。

2 吹氣機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 工藝過(guò)程分析

圖1所示是吹氣機(jī)的系統(tǒng)工作原理圖，用來(lái)將夾具上的曲軸箱高低壓腔孔的鐵屑吹掉。夾具與導(dǎo)軌，氣缸都固定支架上，在支架下方裝一個(gè)接鐵屑箱子，在支架上方用大長(zhǎng)方體蓋把其罩住。機(jī)床前面左側(cè)裝一扇可開(kāi)啟的門，加工時(shí)，關(guān)上門便會(huì)自動(dòng)吹屑，這樣鐵屑不會(huì)被吹到外面來(lái)，門右邊一半擋板是固住。在機(jī)床后面安裝固定電氣控制箱，上面安裝自動(dòng)與手動(dòng)轉(zhuǎn)換三檔旋鈕和一個(gè)工作完成指示燈，三個(gè)按鈕分別為氣缸向前，氣缸向后，閥吹氣按鈕。

吹氣機(jī)工作過(guò)程如下：

當(dāng)把料放在夾具上，關(guān)門SQ0信號(hào)，電磁閥YVO通電，工作臺(tái)氣缸向前。

當(dāng)工作臺(tái)前進(jìn)L位，位置傳感器SQ1接通，接著氣閥YV2得電開(kāi)始吹氣，吹氣2秒，YV1得電工作臺(tái)向后，向后到達(dá)R位，SQ2位置傳感器接通，YV2斷電完成了一個(gè)工作循環(huán)。工作指示燈亮。操作工開(kāi)門取料再放料開(kāi)始下一工作循環(huán)作準(zhǔn)備。

2.2 控制系統(tǒng)的組成

在吹氣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以操作員指令信號(hào)和檢測(cè)氣缸運(yùn)動(dòng)到位的反饋信號(hào)作為PLC的輸入，用PLC的輸出信號(hào)控制換向閥的電磁鐵，進(jìn)而控制管路中氣流的方向，去控制氣缸活塞進(jìn)行伸出與縮回運(yùn)動(dòng)。另在電磁換向閥與氣缸之間的氣路上串聯(lián)單向調(diào)速閥，調(diào)節(jié)氣缸活塞桿伸出與縮回運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而控制工作臺(tái)移動(dòng)速度。

PLC控制系統(tǒng)的方框圖如2所示。

PLC增加一個(gè)工作完成指示燈，以提示操作工可以開(kāi)門卸料。另外，在操作面板上配置一個(gè)帶自鎖的急停，便于出現(xiàn)緊急情況下拍急停即關(guān)掉PLC220V供電電源。增加了手動(dòng)方式，可以點(diǎn)動(dòng)使氣缸向前、向后，氣閥吹氣，以便維修調(diào)試用。

2.3 PLC的選型和I/O分配

系統(tǒng)輸入信號(hào)有：點(diǎn)動(dòng)按鈕3個(gè)，位置傳感器3個(gè)。三點(diǎn)輸入型轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1個(gè)，共8個(gè)輸入信號(hào)。系統(tǒng)輸出信號(hào)有：控制滑臺(tái)向前，向后，氣閥吹氣的繼電器3個(gè)，指示燈信號(hào)1個(gè)，共4個(gè)輸出點(diǎn)。考慮到車間使用較多三菱PLC，此系統(tǒng)備件較充分，以及留有一些點(diǎn)作為備用，確定選用日本MELSEC公司的FX2N-16MR型PLC，它有8個(gè)輸入點(diǎn)，8個(gè)輸出點(diǎn)，完全滿足控制要求如圖1所示。

3 吹氣機(jī)PLC控制程序（梯形圖）設(shè)計(jì)

如圖3所示，旋鈕開(kāi)關(guān)撥至自動(dòng)狀態(tài)X003得電其對(duì)應(yīng)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，門關(guān)上使其傳感器接通，使其常開(kāi)觸點(diǎn)X000閉合接通，MO得電氣缸推動(dòng)滑臺(tái)處在R位，退到位SQ2傳感器便X002接通，Y000接通，其對(duì)應(yīng)外部中間繼電器吸合，電磁閥YV0得電氣缸向前，滑臺(tái)移到L位，前進(jìn)到位檢測(cè)傳感器SQ1使X001觸點(diǎn)接通，Y001接通，其對(duì)應(yīng)外部中間繼電器得電且使YV1得電吹氣2秒后，Y002得電，其對(duì)應(yīng)的外部中間繼電器接通電磁閥YV2使氣缸向后，滑臺(tái)返回到位SQ2傳感器使其常閉觸點(diǎn)X002斷電，滑臺(tái)不再向后移動(dòng)；Y003工作完成指示HL燈亮，操作工可以開(kāi)門卸料，為下一步循環(huán)作準(zhǔn)備。

如是機(jī)床出現(xiàn)故障，操作員或維修人員可以將工作方式旋鈕開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)方式，此時(shí)X004得電，按“氣缸進(jìn)”或“氣缸退”按鈕便能使X005或X006常開(kāi)觸點(diǎn)接通，滑臺(tái)向前或向后移動(dòng)，當(dāng)氣缸前進(jìn)到位此時(shí)按氣閥按鈕便可使X007常開(kāi)觸點(diǎn)接通”閥吹氣”Y002得電，進(jìn)行對(duì)曲軸箱高壓腔孔吹氣。

4 總結(jié)

在曲軸箱吹氣機(jī)改造中用PLC控制系統(tǒng)有許多其他優(yōu)點(diǎn)：一是大大減小操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度；二是PLC具有體積小重量輕反應(yīng)敏捷的特點(diǎn)比傳統(tǒng)的繼電器控制性能好，使用和維護(hù)方便，PLC控制動(dòng)能完善易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化和機(jī)電氣一體化。

經(jīng)改造后的曲軸箱吹氣機(jī)PLC半自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試運(yùn)行情況良好，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)充分發(fā)揮了PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，控制靈活，維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，它的成功應(yīng)用，說(shuō)明PLC在傳統(tǒng)行業(yè)技術(shù)改造中具有重要的實(shí)用意義和推廣價(jià)值。

表1

[1] 沙啟榮.維修電工（技師技能高級(jí)技師技能）.北京.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.2010年5月

[2] 高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例[M].北京.人民郵電出版.2004年7月

[3] 三菱可編程控制器培訓(xùn)教材