卜健

【摘? 要】本文介紹了略陽鋼鐵有限責(zé)任公司軋鋼廠棒材生產(chǎn)線棒材自動打捆機(jī)PLC控制系統(tǒng)硬件和軟件配置，以及自動打捆機(jī)的自動化控制原理和控制功能，簡要介紹使用過程中的常見故障處理

【關(guān)鍵詞】自動打捆機(jī);PLC;自動化控制

引言

棒材自動打捆機(jī)是現(xiàn)代化棒材生產(chǎn)線精整包裝區(qū)不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，它集機(jī)械、電氣、液壓及自動化控制為一體。它將生產(chǎn)好的棒材進(jìn)行打捆包裝方便存儲運(yùn)輸，極大提高了勞動生產(chǎn)率，降低了人工勞動強(qiáng)度，為棒材線穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了有力保障。

我廠2016年3月采購了4臺國產(chǎn)BDNA-800型棒材打捆機(jī)，于2016年4月投入使用。

本文結(jié)合廠家隨機(jī)資料，以及對資料的學(xué)習(xí)消化和總結(jié)，對自動打捆機(jī)的自動化控制系統(tǒng)和控制、動作過程進(jìn)行介紹，并根據(jù)一年多來的現(xiàn)場維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，對打捆機(jī)日常維護(hù)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié)分析。

1.控制系統(tǒng)配置

1.1控制系統(tǒng)的硬件配置

打捆機(jī)的控制系統(tǒng)采用德國西門子公司的S7-300系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由1套CPU315-2DP和1套ET200S組成，具體配置如圖1所示。PLC主站CPU315-2DP通過DP網(wǎng)與從站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理。高速計數(shù)器模塊型號為6ES7138-4DA04-0AB0，共兩個，接收來自打捆機(jī)上的S15送線脈沖編碼器和S16扭結(jié)脈沖編碼器的高速信號，數(shù)字量輸入模塊6ES7131-4BD01-0AA0和數(shù)字量輸出模塊6ES7132-4BD32-0AA0各8個用于接收6個接近開關(guān)信號和對電磁閥控制通過PLC程序快速準(zhǔn)確地計算打捆機(jī)上各有關(guān)動作機(jī)構(gòu)的位置。模擬量輸入模塊6ES7134-4GB01-0AB0用來進(jìn)行油溫檢測。

1.2控制系統(tǒng)的軟件配置

PLC軟件采用西門子的Step7，版本為V5.5.

人機(jī)交互方面在控制面板上設(shè)置有油溫報警，液位報警和送線故障報警燈，便于快速進(jìn)行故障排除。

2.控制原理及功能

2.1打捆機(jī)主體

（1）S5接近開關(guān)確定升降體高位位置，S6開關(guān)確定升降體低位位置。升降體在液壓缸驅(qū)動下沿機(jī)體垂直方向S5、S6確定的區(qū)間內(nèi)上下移動，升降液壓缸由Y11換向閥控制。初始化時升降體在高位S5得電。

（2）線道裝置的打開閉合由Y20換向閥驅(qū)動液壓缸完成。通過S1接近開關(guān)檢測打開位置，S2接近開關(guān)檢測閉合位置。初始化時線道裝置打開Y20B得電，S1接近開關(guān)得電。

（3）送線機(jī)構(gòu)動作由Y13，Y9電磁閥驅(qū)動送線液壓馬達(dá)完成送（抽）線。送（抽）線長度由S15編碼器讀數(shù)配合PLC程序確定。S4接近開關(guān)用來檢測線道是否有線，初始化時S4接近開關(guān)失電。

（4）有無棒材由S3接近開關(guān)檢測，初始化時無棒材S3接近開關(guān)得電。

（5）扭結(jié)、扭結(jié)復(fù)位由Y8換向閥控制扭結(jié)液壓馬達(dá)動作。扭結(jié)圈數(shù)由S16編碼器讀數(shù)配合配合PLC程序確定。初始化時扭結(jié)頭處于復(fù)位狀態(tài)，S16編碼器讀數(shù)為0.

2.2液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)作為打捆機(jī)的動力源，其工作的可靠性直接決定了打捆機(jī)動作是否穩(wěn)定可靠。而液壓系統(tǒng)中油溫控制又是打捆機(jī)液壓控制部分關(guān)鍵，本系統(tǒng)采用PT100鉑熱電阻溫度變送器（S17）將測量值送入6ES7134-4GB01-0AB0模擬量輸入模塊。PLC程序中每60秒檢測一次該測量值。液位由S9液位開關(guān)控制報警。

溫度控制要求：油溫T>65℃或T<10℃油溫報警燈常亮并停泵;油溫T>60℃或T<20℃油溫報警燈開始間隔1秒閃爍。油溫T<20℃加熱器自動開啟。油溫T>30℃加熱器自動關(guān)閉。油溫T>40℃冷卻器自動開啟。油溫T<35℃加熱器自動關(guān)閉。液位低位時液位報警燈閃爍，底底位液位時報警燈常亮并停泵。

2.3打捆過程

設(shè)備處于初始化狀態(tài)，棒材落入收集槽并在預(yù)設(shè)打捆位置停下。按下自動打捆按鈕，自動打捆機(jī)將按照以下的工作循環(huán)。

（1）Y20A電磁閥得電線道裝置閉合，S2接近開關(guān)得電，Y9A高速送線、Y13A低速送線電磁閥同時得電，送線機(jī)構(gòu)開始送線，S15送線編碼器開始計數(shù)，脈沖數(shù)≥2500時Y9A高速送線電磁閥失電停止，Y13A低速送線電磁閥繼續(xù)工作捆線送至扭結(jié)盤底部，待捆線將上部導(dǎo)槽頂起S2接近開關(guān)失電即送線到位，同時Y13A低速喂線電磁閥失電停止工作，送線步驟完成。

（2）Y11A電磁閥得電打捆單元下降，S5接近開關(guān)失電打捆頭下降靠近棒材捆。同時成捆器合攏抱緊棒材捆，壓下指示器和棒材接觸S3接近開關(guān)失電系統(tǒng)延時120毫秒打捆單元下降停止。線頭加緊器Y5電磁閥工作，夾住線頭。

（3）Y9B高速抽線、Y13B低速抽線電磁閥同時得電，送線機(jī)構(gòu)開始抽線，捆線抽緊后S15送線編碼器脈沖讀數(shù)停止再無變化，線尾加緊器Y6電磁閥得電工作，夾住線尾。Y8A扭結(jié)裝置電磁閥得電扭結(jié)液壓馬達(dá)驅(qū)動扭結(jié)裝置開始扭結(jié)，捆線由扭結(jié)頭的旋轉(zhuǎn)動作切斷。扭結(jié)編碼器S16開始計數(shù)，脈沖數(shù)等于50時Y5，Y6電磁閥失電，夾頭、夾尾松開。S16編碼器脈沖數(shù)等于900時，扭結(jié)盤旋轉(zhuǎn)900°完成扭結(jié)。

（4）扭結(jié)完成后Y11B電磁閥得電打捆單元開始上升，S3接近開關(guān)恢復(fù)得電，上升到打捆單元高位S5接近開關(guān)得電Y11B電磁閥失電打捆單元上升到高位，Y8B電磁閥得電扭結(jié)輪復(fù)位，Y20B電磁閥得電線道裝置打開，S1接近開關(guān)得電設(shè)備初始化完成。準(zhǔn)備進(jìn)行下一個工作周期。

3.安全防護(hù)

該型打包機(jī)安全方面借鑒國內(nèi)外同類設(shè)備以往的使用經(jīng)驗(yàn)，采取了一系列措施保證設(shè)備和人生安全。遠(yuǎn)程操作臺和主操作臺均設(shè)置急停按鈕，按下時所有其它操作都被禁止。遠(yuǎn)程操作臺設(shè)置打捆機(jī)選擇開關(guān)，選中打包機(jī)才可遠(yuǎn)程操作。主操作臺還設(shè)有就地/遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換開關(guān)。檢修維護(hù)時撥入就地檔防止遠(yuǎn)程端誤啟動打包機(jī)。機(jī)旁設(shè)置就地操作箱，方便維修時可用來調(diào)試打捆機(jī)。

4.結(jié)束語

自動打捆機(jī)自投入使用以來，也曾出現(xiàn)過許多故障，但基本符合當(dāng)初技術(shù)協(xié)議要求。隨著操作人員和維護(hù)技術(shù)人員的技術(shù)水平的提高，故障率逐步降低，處理故障時間也隨之減少，為棒材生產(chǎn)線的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了重要保障。

參考文獻(xiàn)

[1] MATIC S7 PLC原理及應(yīng)用/龍志文主編.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.8

[2]深入淺出西門子S7-300PLC/西門子（中國）自動化與驅(qū)動集團(tuán)編.-北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.8