試析PLC在鋁電解陽極組裝生產線上的應用

（廣西來賓銀海鋁業有限責任公司，廣西 來賓 546135）

隨著科技的不斷發展，工業生產的各個環節也發生著重大變革。人們對工藝變革的呼聲也越來越高，對鋁電解也提出新的要求。基于PLC的鋁電解陽極組裝生產線[1]的應用作為新型的鋁電解工藝，處于不斷的創新發展中，通過分析鋁電解廠的工藝流程，對后續改進工藝，提升生產效率與質量為有著重要的價值。通過對現有工藝的分析，先對工廠的硬件設施進行研究，再對各工藝的軟件部分進行介紹，最后詳細介紹陽極組裝生產線的技術特點，并針對存在的不足給出合理的意見。本文主要對鋁電解中的陽極組裝生產線進行分析，該生產線主要實現：將電解送來的殘極塊進行處理,逐一完成電解質清理、殘極拋丸、壓脫、導桿檢查校直、鋼爪修理、鋼爪烘干、陽極澆注等過程;然后將處理好的成品卸站下線[2],系統中通過懸掛輸送機實現工裝的運輸，各工序之間的自動化輸送通過PLC實現控制。通過對該生產線的分析總結，最終提出改進措施，對今后PLC在鋁電解陽極組裝生產線的應用起到很好的參考意義。

1 系統構成

1.1 硬件構成

該鋁電解陽極組裝生產線的硬件設備主要采用組合設備，該組合設備功能復雜，包括以下多種設施[3]:電動機控制中心MCC，采用標準MNX型抽屜柜、操作臺、模擬屏、觸摸式操作屏、信息屏、PLC柜及上位機。控制方面有電器傳動、液壓及氣動傳動系統。除了組合設備，生產線還選用10套美國AB公司生產的PLC,與上位機及現場的PanelView、MessengeView,他們相互配合，共同構成了一個分散控制系統。可供選擇的PLC型號主要有PLC-5/30和SLC-5/04兩種,與之配套的硬件系統為:電源模塊PS、I/O機架、離散輸入輸出模塊。PLC-5/30的各I/O模塊通過遠程適配器ASB和遠程的I/O電纜連接在一起,SLC-5/04的各I/O模塊由擴展的I/O電纜直接連接,以實現各PLC模塊之間的數據傳送。

1.2 軟件構成

該鋁電解陽極組裝生產線的軟件部分主要采用PLC的梯形圖[4]展開的，為了保證程序的正常運行，軟件部分為了提高程序之間的配合，在實施上主要采用子程序與子程序相結合的方式，這樣可以大大的縮短PLC系統的掃描周期。目前鋁電解廠家主要是采用2PLC～7PLC系統所控制的設備與1PLC緊密配合的方式，這樣可以使得各個系統在進行交換的同時保持懸鏈在自動方式下運行，此時這些工位的設備都處于初始狀態。要保證整個系統的正常運行，離不開軟件部分的支持。軟件部分作為系統的核心部分，將帶有工件的小車送入工位的時候，要想讓工藝順利完成必須在停止生產之前，讓控制器處于自動狀態，可以自動完成一個周期后打回位。還需要充分考慮到軟件故障的發生，因此軟件部分必須包含報警系統，一旦發生報警現象，則需要對系統進行維護。

2 系統的技術特點以及改進措施

2.1 系統技術特點

系統故障的診斷，通常情況下在研究PLC在鋁電解陽極組裝生產線上的一些應用中，有自身的特點在里面，在系統里面使用的軟件主要是可在線編輯的PLC控制器，使用可在線編輯的控制器有他的好處，即使程序出現問題也不需要大范圍進行修改，這樣出現故障的概率就可以大大降低，PLC控制器當外部裝置發生意外的情況時候，會出現報警現象，這樣可以根據故障源對問題逐一排查。PLC里面存在可恢復性故障主要是由于電磁干擾引起的，也就是電源的輸入輸出，在程序里面還設置了監控定時器，保證PLC可以恢復正常的工作狀態，為了防止電流的相互干擾使用強弱電獨立線路。對于整個工藝的上位機模塊，監控程序主要是由硬件報警顯示器，在線編輯模塊，工藝參數調用打印模塊共同組成。對于工藝來說，相關數據可以通過顯示屏實時更新查閱，也是工藝一大特點。

2.2 系統改進

對整個工藝存在的一些不足進行改進，首先是對模擬量信號進行了處理，料位信號通過現場雷達料位計檢測后送到信號屏,經信號分配器后再接入PLC模擬量輸入模塊,由PLC輸出指示燈指示料位。在實際情況下并不能這樣完好的進行傳輸，會存在一定的信號干擾，信號干擾導致整個傳輸的結果與預期結果不能完全一致，所以需要將這些模擬量信號線全部改為屏蔽線,單獨配線接入PLC控制器內,信號漂移現象消失。在陽極系統現場的環境相當的差，所以不能夠使用限位開關，限位開關通常情況下還會受到氣壓的影響，為了可以使得開關壽命延長，系統需要使用接近開關，這樣不僅不會受到外界環境的影響，而且對開關本身的壽命也大大延長，針對以上兩點存在的不足進行改進，希望在實際操作當中予以重視。

3 結論

通過分析目前的鋁電解陽極組裝生產線的實際情況，對生產線中用到的PLC自動控制方式進行總結，對電解工藝的特點進行詳細的介紹。在PLC控制系統里面，整個控制系統的自動化程度相對傳統工藝來說還是很高的，為鋁電解工藝的實現提供更加安全可靠地運行，降低生產中可能存在的一些安全隱患。本文在原有的控制系統的基礎上進行改進，大大降低了故障發生的概率，新提出的系統在故障查找以及操作人員安全方面進行大大的改進：一方面可以大大提高工藝的整個工作效率，另一方面可以降低事故出現的概率，使得人與工藝達到雙贏的局面。