張曉暉

（包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古包頭 014035）

基于PLC的低位卸瓶跺機(jī)控制系統(tǒng)淺談

張曉暉

（包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古包頭 014035）

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的低位卸瓶跺機(jī)，無論是從生產(chǎn)的穩(wěn)定性，還是從生產(chǎn)控制過程而言都還不完善。基于此，本文以低位卸瓶跺機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為例，根據(jù)某企業(yè)具體情況，對(duì)其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，對(duì)卸瓶垛機(jī)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)與研發(fā)。通過調(diào)整伺服控制器、變頻器參數(shù)，完成卸瓶垛機(jī)生產(chǎn)過程的組態(tài)PLC、伺服控制器、觸摸屏網(wǎng)絡(luò)的組建及觸摸屏、plc控制程序的編制，從而實(shí)現(xiàn)啤酒瓶裝卸的自動(dòng)化過程控制。

卸瓶跺機(jī) PLC 控制系統(tǒng)

一、引言

一條36000瓶/小時(shí)的灌裝生產(chǎn)線，每天按生產(chǎn)300噸計(jì)算，需要70左右的人員供給瓶子，由于該項(xiàng)工作勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作繁復(fù)、勞動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，且在露天工作，難于從社會(huì)招收從業(yè)人員。為了完成生產(chǎn)任務(wù)，很多公司不得不組織本單位職工，利用工作間隙或休息時(shí)間完成分配的工作任務(wù)，為企業(yè)、職工帶來了一定的困擾，因此，根據(jù)該企業(yè)現(xiàn)有的實(shí)際生產(chǎn)條件，在傳統(tǒng)卸甁垛機(jī)的基礎(chǔ)上，針對(duì)PLC和低位卸瓶跺機(jī)的工作原理進(jìn)行淺顯論述。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

1.通過對(duì)低位卸瓶跺機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)與研發(fā)，取代人工裝卸瓶子，不僅節(jié)省大量人工，還大大地提高了生產(chǎn)能力。

2.采用可編程序計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，提高了機(jī)械動(dòng)作的準(zhǔn)確性，使機(jī)器操作起來更容易。

3.棧板升降臺(tái)采用了自鎖式升降控制、棧板疊板機(jī)采用了氣缸進(jìn)行升降，運(yùn)行時(shí)動(dòng)作更加穩(wěn)定。

4.在工作時(shí)，操作適應(yīng)性高，卸瓶方式既可選擇連續(xù)動(dòng)作，也可選擇單一循環(huán)動(dòng)作。

三、卸瓶跺機(jī)電氣設(shè)備控制流程和作用

圖1 卸瓶跺機(jī)電氣設(shè)備控制流程

1.PLC是系統(tǒng)控制的核心，通過網(wǎng)絡(luò)和程序指揮設(shè)備運(yùn)行。觸摸屏作為人機(jī)界面，它用于操作設(shè)備和顯示設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過485網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊。

2.接近開關(guān)安裝在夾瓶氣缸、夾板氣缸、主機(jī)位置檢測(cè)、橋板位置檢測(cè)以及機(jī)械手位置檢測(cè)的合適位置上，目的是檢測(cè)夾瓶小車是否加緊或松開瓶子、夾板是否松開或夾緊瓶跺、主機(jī)位置、橋板位置和機(jī)械手位置是否到位；光電開關(guān)安裝在進(jìn)瓶跺鏈、出瓶鏈的兩側(cè)，目的是檢測(cè)瓶跺是否進(jìn)入工作區(qū)以及輸瓶臺(tái)是否將瓶子輸出工作區(qū)等。接近、光電開關(guān)作為輸入設(shè)備，為控制器提供控制點(diǎn)，指導(dǎo)PLC合理控制氣缸和輸送電機(jī)動(dòng)作。

3.主機(jī)、夾瓶小車、取隔板機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)，由伺服控制器控制伺服電機(jī)動(dòng)作；進(jìn)瓶跺鏈、出瓶鏈的驅(qū)動(dòng)，由變頻器控制電機(jī)動(dòng)作。而伺服控制器、變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)指令來自于PLC。合理設(shè)置控制器、變頻器的參數(shù)，能夠最大限度地滿足設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行、協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，使設(shè)備處于最佳狀態(tài)。

4.該系統(tǒng)的PLC、觸摸屏、伺服控制器、伺服電機(jī)均采用SEW公司的產(chǎn)品，變頻器采用三菱公司的產(chǎn)品，接近開關(guān)、光電開關(guān)采用P+F的產(chǎn)品。控制程序采用SEW PLC專用軟件進(jìn)行編寫，它是類似于C++的一種高級(jí)語言，邏輯關(guān)系層次清楚、易讀易懂，修改方便。

四、卸瓶垛工作流程

開始→主機(jī)尋位→各功能單元至原點(diǎn)位置→瓶跺輸送至工作區(qū)并停到固定位置上→主機(jī)下降至第8層（最高層）、夾瓶板加緊瓶跺→機(jī)械手下降取隔板并旋轉(zhuǎn)至放隔板處卸下隔板→小車反向平移至工作區(qū)→主機(jī)下降一層、夾瓶板加緊瓶跺（第7層）、夾瓶小車夾住該層瓶子（第8層）→橋板反向靠近瓶跺→小車將該層瓶子正向拖至橋板→夾瓶板松開→主機(jī)下降到橋板和輸瓶臺(tái)同一個(gè)平面、橋板正向靠近輸瓶鏈道→夾瓶小車通過橋板將該層瓶子正向拖至輸瓶臺(tái)上→夾瓶小車放下該層瓶子并反向平移至工作區(qū)附近、輸瓶臺(tái)將該層瓶子輸送出去→主機(jī)上升至第7層瓶子→程序控制開始下一個(gè)周期工作。

五、優(yōu)化程序

原控制程序，主機(jī)、取跺板機(jī)械手、夾瓶小車、輸瓶跺鏈運(yùn)行不協(xié)調(diào)，完全分解開來運(yùn)行，一個(gè)動(dòng)作完成才進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)非常不協(xié)調(diào)，生產(chǎn)效率低，比如：取跺板機(jī)械手無論跺層在第幾層，均運(yùn)行至最高層后開始旋轉(zhuǎn)去卸跺板；夾瓶小車待取跺板機(jī)械手運(yùn)行至最高層后才開始移動(dòng)瓶子，輸瓶跺鏈整個(gè)設(shè)備恢復(fù)到原點(diǎn)位置后才開始動(dòng)作等。經(jīng)過改進(jìn)程序，去掉了上述弊端，生產(chǎn)效率提高了40%.

六、結(jié)束語

隨著工業(yè)控制、信息化技術(shù)的高速發(fā)展，以及低碳經(jīng)濟(jì)意識(shí)的普及，傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)面臨著巨大的沖擊，為了使我國(guó)制造業(yè)迅速融入世界市場(chǎng)，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)強(qiáng)國(guó)壟斷地位需要，我們迅速崛起的包裝機(jī)械制造企業(yè)，非常需要把握未行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)或端倪，創(chuàng)新發(fā)展，縮小差距，迎頭趕超世界制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。本文介紹的卸瓶跺機(jī)控制系統(tǒng)功能強(qiáng)、運(yùn)行平穩(wěn)，通過對(duì)卸瓶垛機(jī)控制程序的研發(fā)與改進(jìn)，在提高生產(chǎn)能力的同時(shí)，采用可編程序計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，提高了機(jī)械動(dòng)作的準(zhǔn)確性，操作容易，卸瓶方式可選擇連續(xù)動(dòng)作或單一循環(huán)動(dòng)作，操作適應(yīng)性高，其市場(chǎng)潛力將十分巨大，為啤酒廠擴(kuò)建及設(shè)備更新?lián)Q代投資節(jié)省大量的設(shè)備投資。除了該企業(yè)可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益外，也可以使用于同類灌裝生產(chǎn)線。

［1］鄭錦生.淺談機(jī)械手碼垛與人工碼垛的運(yùn)行費(fèi)用 ［J］.啤酒科技. 2010（02）

［2］杜綠君.中國(guó)啤酒工業(yè)發(fā)展的態(tài)勢(shì)與展望［J］.啤酒科技.2005（03）

［3］劉乘，李曉剛.PLC在包裝機(jī)械上的應(yīng)用［J］.包裝工程.2004（02）

［4］向曉漢，劉瑤瑤.西門子S7-200 PLC完全精通教程.［M］.化學(xué)工業(yè)出版社.2013.8

［5］郭慧靜?；贛CGS的啤酒膜包機(jī)送切膜控制系統(tǒng)［J］.輕工機(jī)械2010（5）

張曉暉（1973-），女，漢族，內(nèi)蒙赤峰人，講師，碩士研究生，研究方向：機(jī)電一體化技術(shù)，自動(dòng)控制

項(xiàng)目來源：包頭市科技局產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目（2014X1015）