殷曉東

作者通聯(lián)：雙匯集團(tuán)雙匯彩印包裝有限公司 河南漯河市人民東路38號(hào) 462000

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一、問(wèn)題的提出

雙匯彩印公司是從事塑料薄膜生產(chǎn)、印刷、復(fù)合和分切的包裝企業(yè)，半成品為塑料薄膜卷材，每個(gè)工序使用固定式雙層膜架放置和領(lǐng)取膜卷（圖1），利用人力車將膜卷放置到膜架上，人工推動(dòng)膜卷前移一個(gè)位置后再放置第二卷。膜卷領(lǐng)取遵循先進(jìn)先出原則，需要人工將膜卷從膜架一端推到另一端，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且還存在膜卷掉落的安全隱患。隨著公司生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，上述膜卷存儲(chǔ)、領(lǐng)用方式制約企業(yè)生產(chǎn)效率和安全，為此公司對(duì)雙層膜架進(jìn)行自動(dòng)化改造。

圖1 固定式雙層膜架

二、雙層膜架自動(dòng)化系統(tǒng)

1.電氣元件安裝

在固定雙層膜架基礎(chǔ)上，基于PLC技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，設(shè)計(jì)為3套雙層膜架共用1套控制系統(tǒng)。主要電氣元件選擇歐姆龍產(chǎn)品（表1），每套膜架分為上、下兩層，根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能，選擇輸入、輸出點(diǎn)后進(jìn)行安裝和布線。

表1

（1）從放膜端的第一個(gè)貨位到取膜端（圖2）。下層膜架的I0.00和I0.01為回歸反射型光電開(kāi)關(guān)，I0.02～I(xiàn)0.07為接近開(kāi)關(guān)，上層膜架的I1.00和I1.01為回歸反射型光電開(kāi)關(guān)，I1.02～I(xiàn)1.07為接近開(kāi)關(guān)。

圖2 固定式雙層膜架電氣元件分布

（2）放膜端控制箱是操作者存儲(chǔ)膜卷到膜架的現(xiàn)場(chǎng)操作盤，安裝在放膜操作側(cè)，I/O 點(diǎn)：①I0.08（放膜）；②I0.09（后退）；③I0.12（上選擇）；④I0.13（下選擇）；⑤Q6.06（雙音頻報(bào)警）。

（3）取膜端控制箱是操作者取用膜卷的現(xiàn)場(chǎng)操作盤，安裝在取膜操作側(cè)，I/O 點(diǎn)：①I0.10（取膜）；②I0.11（后退）；③I0.14（上選擇）；④I0.15（下選擇）；⑤Q6.06（雙音頻報(bào)警）。

2.PLC程序設(shè)計(jì)

（1）放膜端程序。①啟動(dòng)放膜端控制箱上I0.08、I0.09等任意一個(gè)按鈕，Q6.06均會(huì)啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)，提示現(xiàn)場(chǎng)操作人員注意安全，在報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)中，取膜端的操作控制將無(wú)效。1個(gè)膜架的操作系統(tǒng)在1min內(nèi)無(wú)輸入信號(hào)，Q6.06自動(dòng)停止，兩端控制箱操作信號(hào)復(fù)位；②選擇I0.12或I0.13，可對(duì)上、下層膜架進(jìn)行選擇性作業(yè)；③啟動(dòng)I0.08后，膜架貨位向取膜側(cè)移動(dòng)，I0.03負(fù)責(zé)膜架貨位的定位；④連續(xù)按動(dòng)I0.08，膜架貨位向放膜方向移動(dòng)一個(gè)貨位（I0.03重復(fù)定位），可以連續(xù)再次放入膜卷（若I0.01或I0.07檢測(cè)到膜卷，則按動(dòng)I0.08時(shí)，膜架貨位不移動(dòng)）；⑤按動(dòng)I0.09時(shí)，當(dāng)I0.00或I0.02均未檢測(cè)到膜卷時(shí)，膜架貨位向取膜側(cè)移動(dòng)；當(dāng)I0.00檢測(cè)到膜卷時(shí)，膜架貨位移動(dòng)停止；此時(shí)若要繼續(xù)向取膜側(cè)移動(dòng)貨位，則需持續(xù)按下I0.09，當(dāng)I0.02檢測(cè)到膜卷軸時(shí)，膜架貨位移動(dòng)將自動(dòng)停止，再按I0.09將無(wú)效。

（2）取膜端程序。①上、下層膜架選擇方式和放膜端相同；②按下I0.10時(shí)，當(dāng)I0.01或I0.07均未檢測(cè)到膜卷時(shí)，膜架貨位向取膜側(cè)移動(dòng)；當(dāng)I0.01檢測(cè)到膜卷時(shí)，膜架貨位向取膜側(cè)移動(dòng)停止；此時(shí)若要繼續(xù)移動(dòng)貨位，則需持續(xù)按下I0.10，當(dāng)I0.07檢測(cè)到膜卷軸時(shí)，膜架貨位移動(dòng)將自動(dòng)停止，再按I0.10也無(wú)效；③按下I0.11時(shí)，膜架貨位向放膜側(cè)移動(dòng)，I0.06負(fù)責(zé)貨位定位，這時(shí)I0.07位置為空位，而I0.06位置為膜卷貨位。

（3）其他。I0.04、I0.05的功能和I0.03、I0.06相同，均為雙卷定位；上、下層膜架操作方式相同，根據(jù)安全需要，上、下層操作具有互鎖功能。

3.安全特點(diǎn)

（1）膜架一端工作時(shí)，兩端均會(huì)報(bào)警提示。為避免意外，設(shè)計(jì)1個(gè)膜架只能其中一端的上或下一處操作，另一處操作時(shí)，需等待一處操作完成后1min（報(bào)警提示結(jié)束）。

（2）膜架一端第一個(gè)膜架放置膜卷時(shí)，另一端不能前進(jìn)（為避免這端的膜卷掉下），因此操作過(guò)程中若出現(xiàn)不能前進(jìn)現(xiàn)象，要查看另一端是否有膜卷。

（3）取膜時(shí)為預(yù)防掉膜情況發(fā)生，采用膜架末端自動(dòng)定位，二次按動(dòng)按鈕后自動(dòng)取膜，自動(dòng)和機(jī)械限位連鎖控制方案，確保操作安全。

（4）現(xiàn)場(chǎng)按鈕、指示燈和報(bào)警裝置、檢測(cè)裝置等均采用DC 24V安全電壓，系統(tǒng)殼體和電機(jī)等均進(jìn)行可靠接地（接地電阻＜4Ω），確保操作安全。

固定膜架進(jìn)行自動(dòng)化改造后，提高了膜架存儲(chǔ)利用率，使用方便，運(yùn)行安全、可靠。