淺談基于PLC控制的鋁錠自動打捆技術

劉德財

（酒鋼集團甘肅東興鋁業有限公司，甘肅 嘉峪關 735100）

在電解鋁生產中，電解析出的鋁液經混合爐流入鋁錠連續鑄造機，一般電解鋁廠鋁錠連續鑄造機生產出的鋁錠采用人工打捆方式，采用這種方式不僅耗時，且存在安全隱患，生產效率較低[1]。

隨著計算機科學的發展和工業自動化愈來愈高的需求，可編程控制技術(Programmable Logical Controller)得到了飛速的發展，其技術和產品日趨完善[2]。2010年后國內大型電解鋁廠先后引入PLC控制技術應用于鋁錠自動打捆，PLC控制不僅以其良好的性能滿足了鋁錠自動打捆需要，而且提高打捆效率、消除安全隱患。

1 PLC控制下的鋁錠自動打捆技術

電解鋁廠生產出的鋁錠一般成整垛，每垛重量在1000KG左右，國內電解鋁廠先后運用人工打捆、手持式打捆機到日趨成熟的自動打捆，得益于PLC的廣泛應用[3]。

1.1 鋁錠生產流程簡介

鋁錠鑄造一般的生產工藝流程是鋁液從混合爐出鋁口流入到鑄模，經過打渣、冷卻成型處理后到達堆垛，堆垛機將成品鋁錠堆垛為一個方形整體，每垛重量在1000KG左右，每一個方形整體鋁錠垛需經過打捆處理以防止散落。

1.2 PLC控制鋁錠打捆簡介

鋁錠自動打捆系統由一臺PC機、可編程控制器、變頻伺服系統組成控制核心[4]。整個傳動系統由最初軸頭安裝一臺旋轉編碼器，隨著傳動系統的運轉，編碼器產生連續的脈沖信號，它可以檢測到鋁錠成垛到位，然后把檢測到的信號轉化為電脈沖信號，通過聯接到PLC的輸入端反饋到控制中心，控制中心PC機從PLC中讀取這些數據和狀態信號，由軟件進行比較分析、運算、邏輯判斷后，向PLC發出控制指令和數據，對執行機構輸出控制量，調節鋼帶打捆的相對位置，控制鋼帶進行打捆，打捆結束后反饋結束信號執行結束命令。

1.3 鋁錠自動打捆技術

1.3.1 打捆構造

（1）捆帶槽系統：整個打捆機機械捆帶槽采用全封閉包圍，鋼帶被有高強彈簧蓋板的捆帶槽全包圍，防止自動運行過程中跑偏。

（2）預送帶系統：PLC控制下在檢測到鋁錠到位信號時，捆帶槽內鋼帶受控進行預送帶，將即將打捆的鋼帶送至捆帶槽前端等待命令。在打捆操作完成之后，捆帶的頭部被重新送入軌道，從而能節省送帶時間使之高效運行。

（3）可活動的穿帶槽：配備移動穿劍槽與上方固定的穿帶槽相連，在穿入捆帶之前，移動穿劍槽可以由氣缸驅動從其鞍座中伸出。

1.3.2 打捆可實現功能

鋁錠自動打捆可實現對鋁錠自動捆包（正向3根帶捆綁）、捆包拉緊、捆包校直等功能，全過程由PLC實現自動控制，使得經輸送至打捆位置的垛位鋁錠經功能齊全的打捆系統實現成品定位可入庫。

1.3.3 全自動打捆技術

此全自動打捆系統安裝在鋁錠連續鑄造機末端，成垛鋁錠底部需要有足夠空間，讓打捆機的伸縮式送帶槽能順利通過。輸送機將垛位鋁錠傳送到打捆的位置然后停止。通過按下自動開始按鈕，輸送機系統將啟動信號傳輸到打捆機。打捆機接收到啟動信號，穿劍槽伸出使穿帶槽閉合，然后送帶輪開始正向旋轉送帶，捆帶環繞包裝鋁錠一周后回到打捆機頭。

捆帶末端返回機頭后，打捆機頭下降到鋁錠表面。然后打捆機開始收帶，達到要求的拉緊力后，機頭將完成咬扣和剪切。打捆機頭回到原來的位置并進行預送帶。在完成了所有設定的打捆程序后，打捆機將完成信號發送給輸送系統。然后輸送機將鋁錠移出。

在收到輸送機控制PLC發出的打捆啟動信號后，機器自動地完成一個指定的打捆循環，然后發出一個信號，允許進一步處理鋁錠。在打捆機的觸摸屏上可以設置打捆數量、打捆方式，在打捆機復位后，通過按下自動開始按鈕，操作者也能夠完成另一個已選擇的打捆程序通知運行，可做互不干擾。

整個鋁錠自動打捆全由PLC大腦控制實現全程自動化。為滿足維修需要，通過操作觸摸屏，打捆機的每個動作都可以單獨執行。

1.4 自動打捆多種運行方式

1.4.1 手動

各工步都可單獨點動，按鈕釋放即停止運行。可以用按鈕對打捆機的各個部分進行單獨控制，主要用于故障恢復與檢修。

1.4.2 單步

按下啟動按鈕，運行一個工步，到位即停。再按啟動，則進入下一工步運行。

1.4.3 周期

從初始位置開始，按啟動按鈕，程序自動完成一個周期的動作后返回第一步開始位置停止。

2 結論

自動打捆技術應用于電解鋁鋁錠打捆，提高自動化程度，職工勞動強度大幅下降，對電解鋁鋁錠產線自動化程度提升及加強職工隊伍的穩定起到很大的作用。