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遙控裝置在PLC自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2019-10-29 03:28羅棱豐翁永松
設(shè)備管理與維修 2019年20期
關(guān)鍵詞:電動葫蘆技術(shù)升級接收器

羅棱豐,翁永松

(貴州鋼繩股份有限責(zé)任公司,貴州遵義 563000)

0 引言

目前,國內(nèi)電氣自動裝備技術(shù)領(lǐng)域自動吊運(yùn)設(shè)備具有很多種,如AGV(Automated Guided Vehicle,自動導(dǎo)引運(yùn)輸車)行車、AGV 小車等,由于控制線路復(fù)雜,不利于設(shè)備維護(hù);必要的配套設(shè)施較多,如掃描雷達(dá)、定位磁釘、條碼機(jī)、掃碼器等,設(shè)備成套價格較高,不利于節(jié)約成本;而且對操作人員專業(yè)水平要求較高,員工培訓(xùn)有一定難度;為了企業(yè)實(shí)際需求,在充分研究PLC、遙控發(fā)射器、遙控接收器、電動葫蘆等設(shè)備特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,將遙控裝置嵌入PLC 系統(tǒng),遙控電葫蘆自動運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)單軌多工位自動運(yùn)行,該成果線路簡單、運(yùn)行安全可靠、故障率低、工作效率較高,能滿足工序間生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運(yùn)的要求。

1 存在的問題

(1)1 臺循環(huán)運(yùn)行的手動操作環(huán)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(fā),影響生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運(yùn),有必要對其進(jìn)行技術(shù)升級改造。

(2)由于人工成本的增加,24 h 按照4 班3 倒計(jì)算,需要4人才能滿足3 個班次連續(xù)原料轉(zhuǎn)運(yùn),按每人8 萬元/年計(jì)算工資,每年需支付工資32 萬元,要減員增效就必須對其進(jìn)行技術(shù)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(fēng)險(xiǎn),通過技術(shù)升級改造實(shí)現(xiàn)裝備自動運(yùn)行,減少了操作人員,降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 具備的條件

(1)公司具備電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)能力和PLC 控制器編程及調(diào)試能力,可以自主完成控制系統(tǒng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、程序編輯及調(diào)試;并具備設(shè)備改造及安裝能力,可以完成對遙控器收、發(fā)裝置的改造及安裝;技術(shù)上可行。

(2)本次技術(shù)升級改造活動前期試驗(yàn)是離線進(jìn)行,利用實(shí)驗(yàn)室裝備完成全部程序編輯和調(diào)試,不會影響現(xiàn)有生產(chǎn),安全有保障。

(3)本次技術(shù)升級改造所有電氣元件都采用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件,成本可以控制在10 萬元以內(nèi)。

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

3 解決方案

(1)重新設(shè)計(jì)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(yùn)行代替人工操作,節(jié)約人工成本,降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

(3)在PLC 控制系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)多工位控制和安全保護(hù)功能,提升設(shè)備智能化水平。

4 解決措施

根據(jù)以上解決方案,設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)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(nèi),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(dú)立運(yùn)行。

(2)PLC 控制原理和信號發(fā)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(jī)界面一體機(jī),安裝和參數(shù)設(shè)置都比較方便;遙控器采用普通行車遙控器經(jīng)改造后使用,優(yōu)點(diǎn)是市場成熟產(chǎn)品,質(zhì)優(yōu)價廉,信號發(fā)射和接收性能穩(wěn)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(fā)射器,發(fā)出準(zhǔn)確的控制信號。

圖1 電源原理

圖2 PLC 控制原理和信號發(fā)射原理

(3)信號接收器原理和執(zhí)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(fù)責(zé)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(yùn)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(shí)現(xiàn)2 個工位的自動控制,PLC 只需要40 個點(diǎn)(24 點(diǎn)輸入、16 點(diǎn)輸出)就能完成控制功能,X0~X27 是現(xiàn)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(shí)現(xiàn)兩個工位生產(chǎn)原料自動轉(zhuǎn)運(yùn),并可以(手動/自動)切換。

5 方案實(shí)施

上述設(shè)計(jì)方案原理,采用圖5 方案實(shí)施。

(1)電氣控制柜為固定式安裝,內(nèi)部裝有PLC 控制器,外部掛裝有遙控發(fā)射器,頂部裝有信號發(fā)射天線;主令控制箱安裝在自動運(yùn)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(shè)于與電動葫蘆本體下方相連的支撐桿上;運(yùn)行位置傳感器裝設(shè)于與單軌道相連的支撐桿上;無縫滑觸線裝設(shè)于單軌道上,其與裝設(shè)于下方的主令控制箱滑動連接。

圖3 信號接收器原理和執(zhí)行控制原理

圖4 PLC 輸入輸出原理

(2)預(yù)先編制邏輯控制程序并調(diào)試正常,下載到PLC 存儲器里,PLC 運(yùn)行程序,控制指令通過遙控發(fā)射器發(fā)出,遙控接收器收到控制指令并驅(qū)動主令控制箱內(nèi)的主令元件,控制電動葫蘆執(zhí)行升降或行走等各種動作,通過多個運(yùn)行位置傳感器和上升限位傳感器反饋運(yùn)行位置信號和提升高度信號,實(shí)現(xiàn)單軌多工位控制,達(dá)到遙控電動葫蘆自動運(yùn)行目的。

6 控制程序編輯

圖5 方案實(shí)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(yùn)行過程中,可在任意工位上料,原料運(yùn)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(diǎn)即可。

7 結(jié)論

經(jīng)過本次技術(shù)升級改造,遙控裝置在PLC 控制系統(tǒng)中應(yīng)用成功,將一臺老舊手操電動葫蘆改造成了自動運(yùn)行的電葫蘆,煥發(fā)設(shè)備潛在活力,原理先進(jìn),控制線路簡單,經(jīng)過編程和調(diào)試,運(yùn)行安全可靠、故障率較低、節(jié)約了人工成本、工作效率高,能滿足工序間生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運(yùn)的要求。

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