PLC在陶瓷行業(yè)撿磚自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：本文著重從系統(tǒng)組成及程序編寫兩方面，介紹利用可編程控制器（PLC）實現(xiàn)陶瓷行業(yè)撿磚機(jī)的自動化控制，對提高自動化控制水平、減輕工人的勞動強(qiáng)度 、提高陶瓷行業(yè)現(xiàn)代化管理水平具有廣泛意義。

關(guān)鍵詞：PLC；陶瓷；撿磚機(jī)

1 引 言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，各行業(yè)均存在不同程度的人力資源匱缺現(xiàn)象，為減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高機(jī)器作業(yè)水平，加強(qiáng)自動化控制的應(yīng)用是大勢所趨，也是一個有效的解決途徑。在陶瓷墻地磚的生產(chǎn)過程中，陶瓷坯體經(jīng)過窯爐高溫?zé)芍螅枰占饋磉M(jìn)行下一步加工，如拋光或二次燒成等。

由于生產(chǎn)線傳輸速度較快，每分鐘走磚在10塊以上，而且出窯磚坯溫度在80℃以上，每塊磚坯的重量大約18㎏以上，工人在如此高溫的環(huán)境下進(jìn)行繁重的作業(yè)，體力消耗較大，容易出現(xiàn)體力透支、高溫中暑等現(xiàn)象。為了解決這一難題，本文應(yīng)用PLC自動化控制技術(shù)，研發(fā)制造出專門從事陶瓷磚坯收集的自動撿磚機(jī)，既減輕工人的勞動強(qiáng)度，又可提高經(jīng)濟(jì)效益。以下就撿磚機(jī)的系統(tǒng)組成和控制方面進(jìn)行闡述，并說明了其系統(tǒng)的工作流程。

2 自動撿磚機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

磚坯經(jīng)過窯爐燒成后，通過輸送帶向前傳送，如圖1所示。磚坯到達(dá)位置1，再向前傳送之后，落到推磚車上的皮帶上，如位置2；繼續(xù)往前傳遞，落到收集磚坯的磚架框內(nèi)，到達(dá)位置3；在推磚車的推動下，磚坯被推到磚架框的右邊，到達(dá)位置4，與之前的磚坯疊放在一起。

推磚車的動作過程是最關(guān)鍵的步驟，推磚車的高度不能超過前級輸送皮帶下端，并且能在前皮帶之下移動，圖中M1電機(jī)驅(qū)動推磚車的滾輪在軌道上移動，由PLC的輸出Q0.7驅(qū)動推磚車前進(jìn)，即向圖中的右方運動，由輸出Q1.0驅(qū)動推磚車后退（左向運動），推磚車上的皮帶輪由M2電機(jī)驅(qū)動，它在不停地運轉(zhuǎn)。在推磚車上安裝有一個光電檢測開關(guān)S1，當(dāng)磚坯運動到末端皮帶輪之后，它會落到磚架上，磚的底邊落到磚架上的A點，頂邊仍靠在皮帶輪上；當(dāng)磚坯斜靠在皮帶輪時，S1就檢測到有磚信號，（注：S1與皮帶輪錯開安裝，不受皮帶輪的影響），由PLC的I0.2端輸入；延時一段時間后，由PLC發(fā)信號，控制推磚車前進(jìn)。為了便于檢測傾斜的磚坯，S1傳感器必須與磚坯面垂直安裝，因此，S1感應(yīng)方向和水平面有一定的斜角，一般是45°角。

推磚車向前運動可細(xì)分為三個階段：

（1） 推磚車向前運動開始至磚坯被豎立起來，此段過程，磚坯以A點為基點作旋轉(zhuǎn)運動；

（2） 推磚車的皮帶輪在B點頂往磚坯，與推磚車的輔助輪E共同推動磚坯由A點向C點作橫向運動，如圖2所示；

（3） 當(dāng)磚坯到達(dá)C點之后，其底部由于被前面的磚坯擋住，無法繼續(xù)前進(jìn)，而磚坯的上半部由于推磚車的前進(jìn)，必然使磚坯倒向磚架的右邊一側(cè)，如圖3所示。

當(dāng)磚坯向右傾倒的瞬間，磚坯脫離了皮帶輪，S1光電傳感器失去了檢測信號，PLC發(fā)出指令，輸出Q1.0使電機(jī)M1反轉(zhuǎn)，從而控制推磚車退后。磚坯在重力和慣性作用下，向右靠在之前的那些磚體上，從而完成了一次集磚過程。每次推磚車完成一次過程，退回多遠(yuǎn)，可以通過設(shè)定時間來控制，但不能退得太多，否則下次磚坯可能無法落入磚架之內(nèi)，這需要通過調(diào)試后退時間來控制。

3 程序編制

本系統(tǒng)采用西門子編程控制器S7-200系列的PLC作為控制器，其輸入輸出點作如下分布：

I0.0急停信號

I0.1起動信號

I0.2S1光電開關(guān)，檢測磚坯用。

I0.4S2光電開關(guān)，推磚車前限位

I0.5S3光電開關(guān)，推磚車后限位

Q0.7推磚車前進(jìn)

Q1.0推磚車后退

系統(tǒng)的程序梯形圖如圖4所示。

（1） 因每個磚架能容納的磚塊數(shù)量有限，因此需要用一個計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，啟動一次自動撿磚后，當(dāng)收集到的磚達(dá)到設(shè)定的數(shù)據(jù)時，C1計數(shù)器動作表示滿磚，指令推磚車退回原位，即后限位光電開S3的位置。此時需要人工進(jìn)行撿磚（或者有條件的可以切換到另一臺自動撿磚機(jī)輪流撿磚），以方便本次撿磚機(jī)裝的磚架有足夠的時間被挪開，并且更換新的空磚架。

（2） 重新啟動自動撿磚工作，推磚車前輪要先走到前限位S2的相應(yīng)位置，然后接磚之后往前推，因磚坯下部無阻力，需要人工把磚翻過來靠在磚架上，作為初始位。

4 結(jié)束語

自動撿磚機(jī)在流水生產(chǎn)線上工作時，磚與磚之間的距離要適當(dāng)，它們之間的間隙要能適應(yīng)撿磚機(jī)往返的時間，如果磚與磚之間分布不均，局布太密時，需要設(shè)計一套裝置和程序，把太密集的磚拉開，滿足自動撿磚機(jī)工作所需的時間間隔，由于它控制不復(fù)雜，不多講述。

自動撿磚機(jī)經(jīng)過改進(jìn)和提高，日趨成熟，在陶瓷行業(yè)中迅速得到推廣應(yīng)用，贏得各從業(yè)人員交口稱贊。