劉德財(cái)

（酒鋼集團(tuán)甘肅東興鋁業(yè)有限公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

在電解鋁生產(chǎn)中，電解析出的鋁液經(jīng)混合爐流入鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)，一般電解鋁廠鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)生產(chǎn)出的鋁錠采用人工打捆方式，采用這種方式不僅耗時(shí)，且存在安全隱患，生產(chǎn)效率較低[1]。

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化愈來愈高的需求，可編程控制技術(shù)(Programmable Logical Controller)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善[2]。2010年后國(guó)內(nèi)大型電解鋁廠先后引入PLC控制技術(shù)應(yīng)用于鋁錠自動(dòng)打捆，PLC控制不僅以其良好的性能滿足了鋁錠自動(dòng)打捆需要，而且提高打捆效率、消除安全隱患。

1 PLC控制下的鋁錠自動(dòng)打捆技術(shù)

電解鋁廠生產(chǎn)出的鋁錠一般成整垛，每垛重量在1000KG左右，國(guó)內(nèi)電解鋁廠先后運(yùn)用人工打捆、手持式打捆機(jī)到日趨成熟的自動(dòng)打捆，得益于PLC的廣泛應(yīng)用[3]。

1.1 鋁錠生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介

鋁錠鑄造一般的生產(chǎn)工藝流程是鋁液從混合爐出鋁口流入到鑄模，經(jīng)過打渣、冷卻成型處理后到達(dá)堆垛，堆垛機(jī)將成品鋁錠堆垛為一個(gè)方形整體，每垛重量在1000KG左右，每一個(gè)方形整體鋁錠垛需經(jīng)過打捆處理以防止散落。

1.2 PLC控制鋁錠打捆簡(jiǎn)介

鋁錠自動(dòng)打捆系統(tǒng)由一臺(tái)PC機(jī)、可編程控制器、變頻伺服系統(tǒng)組成控制核心[4]。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)由最初軸頭安裝一臺(tái)旋轉(zhuǎn)編碼器，隨著傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，編碼器產(chǎn)生連續(xù)的脈沖信號(hào)，它可以檢測(cè)到鋁錠成垛到位，然后把檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)，通過聯(lián)接到PLC的輸入端反饋到控制中心，控制中心PC機(jī)從PLC中讀取這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)，由軟件進(jìn)行比較分析、運(yùn)算、邏輯判斷后，向PLC發(fā)出控制指令和數(shù)據(jù)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出控制量，調(diào)節(jié)鋼帶打捆的相對(duì)位置，控制鋼帶進(jìn)行打捆，打捆結(jié)束后反饋結(jié)束信號(hào)執(zhí)行結(jié)束命令。

1.3 鋁錠自動(dòng)打捆技術(shù)

1.3.1 打捆構(gòu)造

（1）捆帶槽系統(tǒng)：整個(gè)打捆機(jī)機(jī)械捆帶槽采用全封閉包圍，鋼帶被有高強(qiáng)彈簧蓋板的捆帶槽全包圍，防止自動(dòng)運(yùn)行過程中跑偏。

（2）預(yù)送帶系統(tǒng)：PLC控制下在檢測(cè)到鋁錠到位信號(hào)時(shí)，捆帶槽內(nèi)鋼帶受控進(jìn)行預(yù)送帶，將即將打捆的鋼帶送至捆帶槽前端等待命令。在打捆操作完成之后，捆帶的頭部被重新送入軌道，從而能節(jié)省送帶時(shí)間使之高效運(yùn)行。

（3）可活動(dòng)的穿帶槽：配備移動(dòng)穿劍槽與上方固定的穿帶槽相連，在穿入捆帶之前，移動(dòng)穿劍槽可以由氣缸驅(qū)動(dòng)從其鞍座中伸出。

1.3.2 打捆可實(shí)現(xiàn)功能

鋁錠自動(dòng)打捆可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁錠自動(dòng)捆包（正向3根帶捆綁）、捆包拉緊、捆包校直等功能，全過程由PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，使得經(jīng)輸送至打捆位置的垛位鋁錠經(jīng)功能齊全的打捆系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成品定位可入庫。

1.3.3 全自動(dòng)打捆技術(shù)

此全自動(dòng)打捆系統(tǒng)安裝在鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)末端，成垛鋁錠底部需要有足夠空間，讓打捆機(jī)的伸縮式送帶槽能順利通過。輸送機(jī)將垛位鋁錠傳送到打捆的位置然后停止。通過按下自動(dòng)開始按鈕，輸送機(jī)系統(tǒng)將啟動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)酱蚶C(jī)。打捆機(jī)接收到啟動(dòng)信號(hào)，穿劍槽伸出使穿帶槽閉合，然后送帶輪開始正向旋轉(zhuǎn)送帶，捆帶環(huán)繞包裝鋁錠一周后回到打捆機(jī)頭。

捆帶末端返回機(jī)頭后，打捆機(jī)頭下降到鋁錠表面。然后打捆機(jī)開始收帶，達(dá)到要求的拉緊力后，機(jī)頭將完成咬扣和剪切。打捆機(jī)頭回到原來的位置并進(jìn)行預(yù)送帶。在完成了所有設(shè)定的打捆程序后，打捆機(jī)將完成信號(hào)發(fā)送給輸送系統(tǒng)。然后輸送機(jī)將鋁錠移出。

在收到輸送機(jī)控制PLC發(fā)出的打捆啟動(dòng)信號(hào)后，機(jī)器自動(dòng)地完成一個(gè)指定的打捆循環(huán)，然后發(fā)出一個(gè)信號(hào)，允許進(jìn)一步處理鋁錠。在打捆機(jī)的觸摸屏上可以設(shè)置打捆數(shù)量、打捆方式，在打捆機(jī)復(fù)位后，通過按下自動(dòng)開始按鈕，操作者也能夠完成另一個(gè)已選擇的打捆程序通知運(yùn)行，可做互不干擾。

整個(gè)鋁錠自動(dòng)打捆全由PLC大腦控制實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化。為滿足維修需要，通過操作觸摸屏，打捆機(jī)的每個(gè)動(dòng)作都可以單獨(dú)執(zhí)行。

1.4 自動(dòng)打捆多種運(yùn)行方式

1.4.1 手動(dòng)

各工步都可單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)，按鈕釋放即停止運(yùn)行。可以用按鈕對(duì)打捆機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行單獨(dú)控制，主要用于故障恢復(fù)與檢修。

1.4.2 單步

按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行一個(gè)工步，到位即停。再按啟動(dòng)，則進(jìn)入下一工步運(yùn)行。

1.4.3 周期

從初始位置開始，按啟動(dòng)按鈕，程序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后返回第一步開始位置停止。

2 結(jié)論

自動(dòng)打捆技術(shù)應(yīng)用于電解鋁鋁錠打捆，提高自動(dòng)化程度，職工勞動(dòng)強(qiáng)度大幅下降，對(duì)電解鋁鋁錠產(chǎn)線自動(dòng)化程度提升及加強(qiáng)職工隊(duì)伍的穩(wěn)定起到很大的作用。