實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制西瓦翻坯的解決方案

胡國緯

摘 要：本文著重從系統(tǒng)組成及程序編寫兩方面闡述利用可編程控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)西瓦翻坯的自動(dòng)化控制，對(duì)提高自動(dòng)化控制水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)陶瓷行業(yè)現(xiàn)代化管理水平具有廣泛的意義。

關(guān)鍵詞：PLC；西瓦；翻坯；自動(dòng)化控制

1 前言

西瓦，是西班牙瓦的簡稱，英文名 Spanish tile，因其外型象英文字母“S”，所以俗稱又叫S型瓦，常見樣式如圖1所示。西瓦最早是在西班牙等西歐國家出現(xiàn)并流行，逐漸傳入亞洲的韓國、日本，與中國的琉璃瓦相似，然后逐漸被認(rèn)可，成為一種具有歐洲風(fēng)格的裝飾瓦。目前，西瓦是屬于瓦類中的燒結(jié)彩瓦，其具備了隔熱好、耐久性和色彩鮮艷等特點(diǎn)，主要用于別墅、小洋樓、亭臺(tái)等建筑物的屋頂裝飾用瓦，其裝飾效果古典淡雅、風(fēng)韻別致。

近些年來，隨著人民生活水平的提高，西瓦已逐漸成為高檔屋面裝飾的主流產(chǎn)品。建筑行業(yè)對(duì)西瓦的需求日趨增加，生產(chǎn)西瓦的陶瓷企業(yè)也日趨增多。因此，陶瓷行業(yè)對(duì)生產(chǎn)西瓦的配套設(shè)備的需求也日益增加。

西瓦在生產(chǎn)過程中，需要正反面施釉，現(xiàn)在大多廠家采用上、下施釉，由于下層施釉隔著傳動(dòng)帶，造成下層施釉效果差。為了解決這個(gè)難題，最好的解決方法是正、反面都從上面施釉，這就需要對(duì)西瓦進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。由于，西瓦為不規(guī)則的“S”型，翻轉(zhuǎn)對(duì)設(shè)備要求高，實(shí)現(xiàn)難度大。為了解決這些難題，本文應(yīng)用PLC自動(dòng)化控制技術(shù)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)。不斷改進(jìn)優(yōu)化方案，摸索總結(jié)出了以下成功解決方案。希望能給同行們提供借鑒，共同為提高我國陶瓷業(yè)的現(xiàn)代化水平而努力。

2 西瓦翻坯技術(shù)指標(biāo)

2.1 翻磚入口排磚系統(tǒng)

為了提高翻坯效率，在翻坯前需先進(jìn)行排磚，需每排8片，片與片靠緊入磚。該系統(tǒng)由兩段傳動(dòng)帶組成，分別稱為前傳動(dòng)帶、后傳動(dòng)帶。首先，后傳動(dòng)帶低速運(yùn)行，接前傳動(dòng)帶送來的磚，使每片靠緊，當(dāng)達(dá)到8片時(shí)，如果翻磚系統(tǒng)就緒，可快速向翻磚系統(tǒng)入磚。此時(shí)，如果后傳動(dòng)帶口有磚到，前傳動(dòng)帶要先暫停，等后傳動(dòng)帶高速入完磚后，前傳動(dòng)帶才可繼續(xù)運(yùn)行。

2.2 翻磚系統(tǒng)

翻磚系統(tǒng)由入磚傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和翻磚機(jī)構(gòu)兩部分組成，翻磚機(jī)構(gòu)有兩個(gè)運(yùn)行方向：正翻磚和反翻磚。對(duì)于進(jìn)入翻磚機(jī)構(gòu)的磚，不管進(jìn)行正向180°翻磚，還是反向180°翻磚，其翻磚結(jié)果是相同的。當(dāng)排磚系統(tǒng)排好一排磚后，如果翻磚系統(tǒng)處于到位狀態(tài)，就可以開始高速入磚；如果翻磚系統(tǒng)沒有處于到位狀態(tài)，要等翻磚系統(tǒng)運(yùn)行到到位狀態(tài)后，才可以開始快速入磚。此時(shí)，翻磚系統(tǒng)也要開始快速接磚，當(dāng)整排磚完全入完，到達(dá)入磚到位電眼時(shí)，開始翻磚。翻磚到位后，如果翻磚出口系統(tǒng)傳動(dòng)帶上無磚，則可開始快速出磚；如果有磚，要等翻磚出口系統(tǒng)傳動(dòng)帶上的出完，才可快速出磚。

2.3 翻磚出口系統(tǒng)

翻磚出口系統(tǒng)由一段傳動(dòng)帶組成，負(fù)責(zé)快速接翻磚系統(tǒng)翻好的磚，當(dāng)接完翻磚系統(tǒng)出的整排磚后，再負(fù)責(zé)把接到的磚送到后面的傳動(dòng)帶上，進(jìn)行施釉。

2.4 手動(dòng)控制系統(tǒng)

對(duì)每臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行與停止，都可進(jìn)行手動(dòng)操作，以便對(duì)每個(gè)裝置單獨(dú)調(diào)整、檢修或排除故障。其中，對(duì)翻磚系統(tǒng)入磚傳動(dòng)可以進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的手動(dòng)操作，以方便處理翻磚系統(tǒng)內(nèi)的塞磚。

2.5 自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可按照上述要求完成循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)停止再啟動(dòng)后，可自動(dòng)完成翻磚系統(tǒng)的復(fù)位，各個(gè)系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)行等。

2.6 注意事項(xiàng)

對(duì)一些誤動(dòng)作，要有適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施。

3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 PLC選型

根據(jù)以上技術(shù)指標(biāo)和控制要求，該套設(shè)備共有三個(gè)系統(tǒng)，分別是：翻磚入口排磚系統(tǒng)、翻磚系統(tǒng)、翻磚出口系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)需要的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)量如下：

（1） 翻磚入口排磚系統(tǒng)：

輸入點(diǎn)（5個(gè)）：三個(gè)光電開關(guān)；一個(gè)二位旋鈕，入口傳動(dòng)電機(jī)M3手動(dòng)運(yùn)行、停止。

輸出點(diǎn)（3個(gè)）：入口傳動(dòng)M3，要有高低速；一個(gè)聯(lián)鎖輸出，控制前段的運(yùn)行與停止。

（2） 翻磚系統(tǒng)

輸入點(diǎn)（8個(gè)）：有5個(gè)電眼，分別是：入磚到位、正翻磚低速、正翻磚停止、反翻磚低速、反翻磚停止；一個(gè)兩位旋鈕；一個(gè)一位旋鈕。

輸出點(diǎn)（7個(gè)）：翻磚電機(jī)M1需要四個(gè)輸出點(diǎn)，分別是：正翻磚、反翻磚、低速、剎車盤；入磚傳動(dòng)電機(jī)M2需要三個(gè)輸出點(diǎn)，分別是：M2正轉(zhuǎn)、M2反轉(zhuǎn)、M2低速。

（3） 翻磚出口系統(tǒng)

輸入點(diǎn)（2個(gè)）：有1個(gè)電眼，是：出磚到位；一個(gè)一位旋鈕。

輸出點(diǎn)（2個(gè)）：出口傳動(dòng)電機(jī)M4需要2個(gè)輸出點(diǎn)，分別是：M4正轉(zhuǎn)，M4低速。

（4） 其它

輸入點(diǎn)（7個(gè)）：有一個(gè)急停；一個(gè)三位旋鈕，手動(dòng)、停止、自動(dòng)；一個(gè)帶燈按扭，啟動(dòng)；變頻器報(bào)警輸入點(diǎn)兩個(gè)，分別是：M1、M2報(bào)警輸入，M3、M4報(bào)警輸入。

輸出點(diǎn)（2個(gè)）：復(fù)位指示燈；報(bào)警指示。

（5） 該系統(tǒng)共需要

輸入點(diǎn)：5+8+2+7=22（個(gè)）；

輸出點(diǎn)：3+7+2+2=14（個(gè)）；

因此，選用一個(gè)40點(diǎn)的PLC，比較合適。筆者選用的PLC是OMRON的CP1H-X40DT-D，這是一個(gè)DC24V供電的24個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)晶體管輸出點(diǎn)的PLC。另外，還需多出幾個(gè)點(diǎn)，做為備用。

（6） 系統(tǒng)資源分配

1） 數(shù)字量輸入部分

輸入地址分配如表1所示。

2） 數(shù)字量輸出部分

輸出地址分配如表2所示。

4 西瓦翻坯各技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

4.1 翻磚入口排磚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚入口排磚系統(tǒng)通常可由陶瓷廠自行改裝完成。在改裝時(shí)，M3段的長度比整排磚的靠緊長度大30 cm為宜。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做詳細(xì)的介紹，并列出部分程序，供大家參考。翻磚入口排磚系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

由圖2可知，當(dāng)0.03點(diǎn)ON時(shí)，M3低速運(yùn)行接磚；當(dāng)0.03點(diǎn)OFF時(shí)，M3停止；如此循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)0.04點(diǎn)ON，0.03點(diǎn)OFF時(shí)，此時(shí)，如果0.02點(diǎn)ON，則101.04（聯(lián)鎖輸出）OFF，停止前段釉線入磚；且此時(shí)，如果翻磚系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，則M3可高速入磚。當(dāng)0.04點(diǎn)連續(xù)OFF狀態(tài)1.2S后，M3快速停止，101.04點(diǎn)ON，釉線入磚，M3進(jìn)行慢速步進(jìn)排磚；該系統(tǒng)的部分程序如表3所示。

4.2 翻磚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚系統(tǒng)是該設(shè)備的核心系統(tǒng)，效率的高低、性能的好壞，主要由該系統(tǒng)決定。 翻磚系統(tǒng)正視圖如圖3所示。翻磚系統(tǒng)側(cè)視圖如圖4所示。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做詳細(xì)介紹，并列出部分程序，供大家參考。

由圖3、圖4可知，當(dāng)0.08點(diǎn)或0.10點(diǎn)ON時(shí)，認(rèn)為翻磚系統(tǒng)就緒，入口排磚系統(tǒng)可以快速入磚；此時(shí)翻磚系統(tǒng)的M2快速傳動(dòng)接磚；當(dāng)0.06點(diǎn)ON時(shí)，M2停止；此時(shí)，整排磚已完全進(jìn)入翻磚系統(tǒng)，M1開始翻磚，如果此時(shí)0.08點(diǎn)ON，M1就開始反向翻磚，到0.10點(diǎn)ON，M1停止，完成反向翻磚；如果此時(shí)0.10點(diǎn)ON，M1就開始正向翻磚，到0.08點(diǎn)ON，M1停止，完成反向翻磚。當(dāng)0.08點(diǎn)或0.10點(diǎn)ON時(shí)，翻磚完成，此時(shí)，如果翻磚出口系統(tǒng)無磚，則可快速出磚，如果此時(shí)翻磚入口系統(tǒng)排磚完成，則可同時(shí)快速入磚。在出磚過程中，如果0.06點(diǎn)連續(xù)OFF達(dá)到0.6 s時(shí)，認(rèn)為該排磚已出完，再變ON，認(rèn)為下一排磚到，M2停止運(yùn)行，M1翻磚，如此循環(huán)運(yùn)行。該系統(tǒng)的部分程序如表4所示。

4.3 翻磚出口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚出口系統(tǒng)通常可由陶瓷廠可自行改裝完成。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做進(jìn)一步介紹，限于篇幅，這里不再列出程序。翻磚出口系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

由圖5可知，啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行，M4傳動(dòng)，當(dāng)M4連續(xù)傳動(dòng)4 s，0.06無信號(hào)，此時(shí)，認(rèn)為出口系統(tǒng)無磚，翻磚系統(tǒng)可快速出磚；M4快速傳動(dòng)接磚，當(dāng)0.06點(diǎn)ON時(shí)，M4變?yōu)槁龠\(yùn)行。此時(shí)，如果1.11點(diǎn)（聯(lián)鎖輸入）ON，M4慢速出磚，慢速的速度與后續(xù)釉線同速；如果1.11點(diǎn)OFF，M4停止出磚，當(dāng)0.06點(diǎn)變?yōu)镺FF狀態(tài)連續(xù)達(dá)到1.5 s，可再次快速接磚。如此循環(huán)運(yùn)行。

4 結(jié)語

西瓦翻坯自動(dòng)控制系統(tǒng)自去年底設(shè)計(jì)成功以來，已多次實(shí)現(xiàn)銷售。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，是西瓦翻坯較理想的解決方案。對(duì)提高自動(dòng)化控制水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高陶瓷行業(yè)現(xiàn)代化管理水平具有廣泛的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] OMRON.OMRON CQM1H系列CQM1H內(nèi)插板[M].上海：歐姆

龍自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司，2012.

[2] 何波主編.電氣控制及PLC應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，

2008.

由圖2可知，當(dāng)0.03點(diǎn)ON時(shí)，M3低速運(yùn)行接磚；當(dāng)0.03點(diǎn)OFF時(shí)，M3停止；如此循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)0.04點(diǎn)ON，0.03點(diǎn)OFF時(shí)，此時(shí)，如果0.02點(diǎn)ON，則101.04（聯(lián)鎖輸出）OFF，停止前段釉線入磚；且此時(shí)，如果翻磚系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，則M3可高速入磚。當(dāng)0.04點(diǎn)連續(xù)OFF狀態(tài)1.2S后，M3快速停止，101.04點(diǎn)ON，釉線入磚，M3進(jìn)行慢速步進(jìn)排磚；該系統(tǒng)的部分程序如表3所示。

4.2 翻磚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚系統(tǒng)是該設(shè)備的核心系統(tǒng)，效率的高低、性能的好壞，主要由該系統(tǒng)決定。 翻磚系統(tǒng)正視圖如圖3所示。翻磚系統(tǒng)側(cè)視圖如圖4所示。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做詳細(xì)介紹，并列出部分程序，供大家參考。

由圖3、圖4可知，當(dāng)0.08點(diǎn)或0.10點(diǎn)ON時(shí)，認(rèn)為翻磚系統(tǒng)就緒，入口排磚系統(tǒng)可以快速入磚；此時(shí)翻磚系統(tǒng)的M2快速傳動(dòng)接磚；當(dāng)0.06點(diǎn)ON時(shí)，M2停止；此時(shí)，整排磚已完全進(jìn)入翻磚系統(tǒng)，M1開始翻磚，如果此時(shí)0.08點(diǎn)ON，M1就開始反向翻磚，到0.10點(diǎn)ON，M1停止，完成反向翻磚；如果此時(shí)0.10點(diǎn)ON，M1就開始正向翻磚，到0.08點(diǎn)ON，M1停止，完成反向翻磚。當(dāng)0.08點(diǎn)或0.10點(diǎn)ON時(shí)，翻磚完成，此時(shí)，如果翻磚出口系統(tǒng)無磚，則可快速出磚，如果此時(shí)翻磚入口系統(tǒng)排磚完成，則可同時(shí)快速入磚。在出磚過程中，如果0.06點(diǎn)連續(xù)OFF達(dá)到0.6 s時(shí)，認(rèn)為該排磚已出完，再變ON，認(rèn)為下一排磚到，M2停止運(yùn)行，M1翻磚，如此循環(huán)運(yùn)行。該系統(tǒng)的部分程序如表4所示。

4.3 翻磚出口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚出口系統(tǒng)通常可由陶瓷廠可自行改裝完成。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做進(jìn)一步介紹，限于篇幅，這里不再列出程序。翻磚出口系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

由圖5可知，啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行，M4傳動(dòng)，當(dāng)M4連續(xù)傳動(dòng)4 s，0.06無信號(hào)，此時(shí)，認(rèn)為出口系統(tǒng)無磚，翻磚系統(tǒng)可快速出磚；M4快速傳動(dòng)接磚，當(dāng)0.06點(diǎn)ON時(shí)，M4變?yōu)槁龠\(yùn)行。此時(shí)，如果1.11點(diǎn)（聯(lián)鎖輸入）ON，M4慢速出磚，慢速的速度與后續(xù)釉線同速；如果1.11點(diǎn)OFF，M4停止出磚，當(dāng)0.06點(diǎn)變?yōu)镺FF狀態(tài)連續(xù)達(dá)到1.5 s，可再次快速接磚。如此循環(huán)運(yùn)行。

4 結(jié)語

西瓦翻坯自動(dòng)控制系統(tǒng)自去年底設(shè)計(jì)成功以來，已多次實(shí)現(xiàn)銷售。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，是西瓦翻坯較理想的解決方案。對(duì)提高自動(dòng)化控制水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高陶瓷行業(yè)現(xiàn)代化管理水平具有廣泛的意義。

參考文獻(xiàn)

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2008.

由圖2可知，當(dāng)0.03點(diǎn)ON時(shí)，M3低速運(yùn)行接磚；當(dāng)0.03點(diǎn)OFF時(shí)，M3停止；如此循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)0.04點(diǎn)ON，0.03點(diǎn)OFF時(shí)，此時(shí)，如果0.02點(diǎn)ON，則101.04（聯(lián)鎖輸出）OFF，停止前段釉線入磚；且此時(shí)，如果翻磚系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，則M3可高速入磚。當(dāng)0.04點(diǎn)連續(xù)OFF狀態(tài)1.2S后，M3快速停止，101.04點(diǎn)ON，釉線入磚，M3進(jìn)行慢速步進(jìn)排磚；該系統(tǒng)的部分程序如表3所示。

4.2 翻磚系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚系統(tǒng)是該設(shè)備的核心系統(tǒng)，效率的高低、性能的好壞，主要由該系統(tǒng)決定。 翻磚系統(tǒng)正視圖如圖3所示。翻磚系統(tǒng)側(cè)視圖如圖4所示。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做詳細(xì)介紹，并列出部分程序，供大家參考。

由圖3、圖4可知，當(dāng)0.08點(diǎn)或0.10點(diǎn)ON時(shí)，認(rèn)為翻磚系統(tǒng)就緒，入口排磚系統(tǒng)可以快速入磚；此時(shí)翻磚系統(tǒng)的M2快速傳動(dòng)接磚；當(dāng)0.06點(diǎn)ON時(shí)，M2停止；此時(shí)，整排磚已完全進(jìn)入翻磚系統(tǒng)，M1開始翻磚，如果此時(shí)0.08點(diǎn)ON，M1就開始反向翻磚，到0.10點(diǎn)ON，M1停止，完成反向翻磚；如果此時(shí)0.10點(diǎn)ON，M1就開始正向翻磚，到0.08點(diǎn)ON，M1停止，完成反向翻磚。當(dāng)0.08點(diǎn)或0.10點(diǎn)ON時(shí)，翻磚完成，此時(shí)，如果翻磚出口系統(tǒng)無磚，則可快速出磚，如果此時(shí)翻磚入口系統(tǒng)排磚完成，則可同時(shí)快速入磚。在出磚過程中，如果0.06點(diǎn)連續(xù)OFF達(dá)到0.6 s時(shí)，認(rèn)為該排磚已出完，再變ON，認(rèn)為下一排磚到，M2停止運(yùn)行，M1翻磚，如此循環(huán)運(yùn)行。該系統(tǒng)的部分程序如表4所示。

4.3 翻磚出口系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

翻磚出口系統(tǒng)通常可由陶瓷廠可自行改裝完成。本文對(duì)該系統(tǒng)的程序控制做進(jìn)一步介紹，限于篇幅，這里不再列出程序。翻磚出口系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

由圖5可知，啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行，M4傳動(dòng)，當(dāng)M4連續(xù)傳動(dòng)4 s，0.06無信號(hào)，此時(shí)，認(rèn)為出口系統(tǒng)無磚，翻磚系統(tǒng)可快速出磚；M4快速傳動(dòng)接磚，當(dāng)0.06點(diǎn)ON時(shí)，M4變?yōu)槁龠\(yùn)行。此時(shí)，如果1.11點(diǎn)（聯(lián)鎖輸入）ON，M4慢速出磚，慢速的速度與后續(xù)釉線同速；如果1.11點(diǎn)OFF，M4停止出磚，當(dāng)0.06點(diǎn)變?yōu)镺FF狀態(tài)連續(xù)達(dá)到1.5 s，可再次快速接磚。如此循環(huán)運(yùn)行。

4 結(jié)語

西瓦翻坯自動(dòng)控制系統(tǒng)自去年底設(shè)計(jì)成功以來，已多次實(shí)現(xiàn)銷售。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，是西瓦翻坯較理想的解決方案。對(duì)提高自動(dòng)化控制水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高陶瓷行業(yè)現(xiàn)代化管理水平具有廣泛的意義。

參考文獻(xiàn)

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龍自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司，2012.

[2] 何波主編.電氣控制及PLC應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，

2008.