廣西玉柴鑄造廠機(jī)體車(chē)間 （玉林 537000） 鄭海彪

在我廠機(jī)體車(chē)間制芯工段，生產(chǎn)工序是利用添加了一定量的不同樹(shù)脂的型砂，經(jīng)過(guò)混砂機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行混砂攪拌后，送入射芯機(jī)制作所需的各型號(hào)砂芯成品。型砂的質(zhì)量對(duì)后續(xù)生產(chǎn)至關(guān)重要，因此，在混砂前加入的樹(shù)脂量就尤為關(guān)鍵。

原來(lái)在該工序生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，型砂混制所需的兩種不同樹(shù)脂（I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂，下同），均是采用人工方式加注，即使用量杯手工量取樹(shù)脂量，然后倒入混砂機(jī)系統(tǒng)中，樹(shù)脂加入量誤差大，操作時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致型砂質(zhì)量不穩(wěn)定，一直處于不受控狀態(tài)。同時(shí)，人工加注樹(shù)脂勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境污染問(wèn)題突出。因此，車(chē)間提出了樹(shù)脂自動(dòng)定量加入型砂的要求，以達(dá)到型砂質(zhì)量穩(wěn)定可控的目的。

1.樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置的功能要求

樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置的功能有手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式。其中手動(dòng)方式控制過(guò)程分為I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂分別吸入至設(shè)定的定量位。至定量位停止吸入動(dòng)作后，樹(shù)脂同時(shí)吹入混砂機(jī)型砂中，樹(shù)脂降至空位后停止吹入動(dòng)作和多余樹(shù)脂的吸入定量筒等。I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂的吸入定量筒動(dòng)作、吹入混砂機(jī)動(dòng)作和樹(shù)脂回吹樹(shù)脂罐動(dòng)作，均要求手工分別進(jìn)行控制才能起動(dòng)并完成相關(guān)功能。根據(jù)混砂工藝要求，該裝置還具備自動(dòng)控制功能并采用單循環(huán)的控制方式，即在自動(dòng)控制方式下，I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂分別自動(dòng)吸入至各自定量位，等待起動(dòng)吹入混砂機(jī)。在樹(shù)脂全部吹入混砂機(jī)工序完成后，系統(tǒng)馬上進(jìn)行樹(shù)脂自動(dòng)吸入定量筒工序，準(zhǔn)備下一次混砂使用。這樣，減少了樹(shù)脂吹入混砂機(jī)系統(tǒng)的等待時(shí)間，符合混砂工藝要求。

2.裝置的系統(tǒng)構(gòu)成

樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置具體由樹(shù)脂定量筒、樹(shù)脂管路、氣閥組系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等組成。其中定量筒、樹(shù)脂管路、氣閥組系統(tǒng)安裝在樹(shù)脂柜中，電氣控制系統(tǒng)單獨(dú)安裝，由西門(mén)子S7－200 PLC及其外圍元件構(gòu)成。

（1）PLC控制系統(tǒng) 樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置的電氣控制系統(tǒng)由西門(mén)子S7－200 PLC及外圍元件（起動(dòng)按鈕、開(kāi)關(guān)電源、感應(yīng)限位開(kāi)關(guān)、電磁氣閥及故障報(bào)警指示燈等）和電纜線組成。

（2）I／O地址分配 根據(jù)樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置的功能要求，PLC所需I／O點(diǎn)數(shù)為14點(diǎn)輸入、10點(diǎn)輸出。各輸入、輸出地址定義見(jiàn)附表，其中輸入元件按鈕采用單態(tài)點(diǎn)動(dòng)式，為了避免誤操作，在程序中設(shè)置了上升沿動(dòng)作條件。

I／O地址分配及功能表

在輸出點(diǎn)中，通過(guò)DC24V繼電器的通斷來(lái)控制各氣閥電磁線圈的動(dòng)作，提高了PLC的抗干擾能力。

（3）PLC程序設(shè)計(jì) 在程序設(shè)計(jì)中，主要是實(shí)現(xiàn)I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂自動(dòng)吸入量筒至設(shè)定的定量位后，等待指令把兩種樹(shù)脂一起吹入混砂機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)入混砂過(guò)程。由于I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂的加入量不同，流動(dòng)性不一致，在吸入量筒后不會(huì)同時(shí)到達(dá)各自的定量位，并且樹(shù)脂吸入時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量氣泡，使定量值不夠準(zhǔn)確。另外，I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂在吹入混砂機(jī)時(shí)，也不會(huì)同時(shí)到達(dá)各自的空位，再者當(dāng)出現(xiàn)由于氣閥損壞或其他因素導(dǎo)致一種樹(shù)脂不能及時(shí)完成吹入動(dòng)作時(shí)，混砂機(jī)已經(jīng)混砂，會(huì)導(dǎo)致型砂報(bào)廢的事故產(chǎn)生。因此，解決上述問(wèn)題是程序設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

整個(gè)控制系統(tǒng)功能分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種方式。首先是手動(dòng)控制方式，通過(guò)把開(kāi)關(guān)設(shè)置在手動(dòng)位置，打開(kāi)急停按鈕，按下手動(dòng)吸入按鈕，PLC輸出信號(hào)，打開(kāi)I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂相應(yīng)的吸入氣閥，樹(shù)脂被自動(dòng)吸入量筒，到達(dá)設(shè)定的定量位后，光電限位開(kāi)關(guān)返回信號(hào)到PLC，PLC系統(tǒng)繼續(xù)保持若干秒的吸入輸出信號(hào)后關(guān)閉氣閥，以消除樹(shù)脂氣泡的影響。當(dāng)按下手動(dòng)吹入按鈕后，PLC輸出信號(hào)打開(kāi)I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂相應(yīng)的吹入氣閥，樹(shù)脂注入混砂機(jī)進(jìn)行混砂，樹(shù)脂吹空至量筒空位后，感應(yīng)開(kāi)關(guān)返回信號(hào)到PLC即完成一個(gè)工序循環(huán)。其中，PLC控制系統(tǒng)在I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂吹出至量筒的各自空位過(guò)程中，若兩者完成動(dòng)作的間隔時(shí)間超過(guò)設(shè)定時(shí)間，則報(bào)警提示故障，并停止繼續(xù)動(dòng)作。

當(dāng)在自動(dòng)控制方式時(shí)，把開(kāi)關(guān)設(shè)置在自動(dòng)位置，打開(kāi)急停按鈕，I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂自動(dòng)吸入量筒至定量位后，等待指令把樹(shù)脂吹入混砂機(jī)，此時(shí)按下自動(dòng)起動(dòng)按鈕，樹(shù)脂自動(dòng)吹入混砂機(jī)進(jìn)行混砂。完成吹出樹(shù)脂動(dòng)作后（即I號(hào)、II號(hào)樹(shù)脂到達(dá)各自的空位），PLC馬上輸出信號(hào)，使樹(shù)脂自動(dòng)吸入至各自的定量位，完成一個(gè)工序循環(huán)。因此，在自動(dòng)控制方式下，只要按一次自動(dòng)起動(dòng)按鈕即可完成樹(shù)脂吸入、吹出等循環(huán)動(dòng)作。

（4）樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置應(yīng)用效果 以西門(mén)子S7—200PLC為控制系統(tǒng)的樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置經(jīng)調(diào)試投入使用后，達(dá)到了快速吸入、吹出量可調(diào)的效果，定量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操作方便。

檢測(cè)結(jié)果顯示，使用樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置混制的型砂均合格，達(dá)到了產(chǎn)品質(zhì)量要求。

3.結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用西門(mén)子S7—200 PLC控制的樹(shù)脂自動(dòng)定量裝置自投入使用以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，完全滿足了混砂的工藝要求，且提升了混砂系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，大大減少了環(huán)境污染，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)在控制型砂質(zhì)量方面效果很好，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。