【摘 要】本文主要結(jié)合我廠自動(dòng)物流摻兌庫(kù)煙箱入庫(kù)時(shí)，加蓋機(jī)下方各輸送設(shè)備的作用、工作過(guò)程及相互關(guān)系，針對(duì)擋臂升降氣缸運(yùn)行安全問題進(jìn)行分析，并對(duì)通過(guò)修改PLC控制程序、增加信號(hào)聯(lián)鎖作為最終解決方案進(jìn)行論述。該解決方案切實(shí)可行，解除了擋臂升降氣缸及輔聯(lián)設(shè)備存在的安全隱患、降低設(shè)備故障率，節(jié)約了設(shè)備的購(gòu)置、維修、安裝、調(diào)試費(fèi)用。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化物流系統(tǒng)；PLC程序；自動(dòng)控制；聯(lián)鎖信號(hào)

0 引言

我廠物流摻兌庫(kù)自從投入使用以來(lái)，總體上運(yùn)行一直比較穩(wěn)定，但在實(shí)際運(yùn)行中還存在一些問題，主要是因?yàn)橛布惭b或自動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)不合理，致使設(shè)備存在一定安全隱患。自動(dòng)加蓋機(jī)下方擋臂升降氣缸運(yùn)行安全問題即是其中存在的問題之一。為此，我廠技術(shù)人員有針對(duì)性地進(jìn)行了改進(jìn)處理，解決了設(shè)備運(yùn)行中存在的安全問題。

1 設(shè)備工作過(guò)程分析

摻兌庫(kù)加蓋機(jī)及其各相關(guān)設(shè)備的作用與工作過(guò)程：我廠物流摻兌庫(kù)屬于一種自動(dòng)化程度相當(dāng)高的自動(dòng)化物流系統(tǒng)，主要擔(dān)負(fù)該廠制絲生產(chǎn)線膨脹煙絲、薄片絲、殘絲、中試線混合型煙絲等各類煙絲的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)儲(chǔ)任務(wù)。自動(dòng)物流摻兌庫(kù)在整個(gè)制絲生產(chǎn)線中具有非常重要的地位和作用。其中，自動(dòng)加蓋機(jī)是其入庫(kù)端的關(guān)鍵設(shè)備之一。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，所有進(jìn)入庫(kù)區(qū)的有料實(shí)箱或空煙箱都要經(jīng)過(guò)此處自動(dòng)加裝箱蓋后再入庫(kù)存儲(chǔ)。自動(dòng)加蓋機(jī)下方的4196輥道輸送機(jī)前有一個(gè)升降氣缸（如圖1），升降氣缸帶動(dòng)擋料板動(dòng)作，其作用是：在無(wú)蓋煙箱前進(jìn)方向?qū)ζ溥M(jìn)行縱向機(jī)械定位，保證無(wú)蓋煙箱不會(huì)因?yàn)閼T性導(dǎo)致定位不準(zhǔn)確，致使加裝箱蓋時(shí)出現(xiàn)縱向偏差，影響加蓋機(jī)及巷道堆垛機(jī)的正常工作（堆垛機(jī)的外形尺寸檢測(cè)功能會(huì)在箱蓋加裝出現(xiàn)偏差時(shí)報(bào)警停車），從而影響物流穩(wěn)定。其工作原理及工作過(guò)程是：當(dāng)無(wú)蓋煙箱到達(dá)自動(dòng)加蓋機(jī)前端的4187鏈?zhǔn)綑C(jī)時(shí)，系統(tǒng)將分別自動(dòng)讀取貼在煙箱上的條碼信息和固定在煙箱底部的電子標(biāo)簽信息，然后經(jīng)過(guò)系列數(shù)據(jù)信息比對(duì)、處理，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生任務(wù)信息后，煙箱自動(dòng)入庫(kù)。同時(shí)升降氣缸自動(dòng)升起，氣缸所連接的擋臂處于4196輥道輸送機(jī)（同時(shí)也是4186鏈?zhǔn)綑C(jī)位置）的上端，自動(dòng)控制系統(tǒng)檢測(cè)到氣缸處于高位的信號(hào)后（通過(guò)升降氣缸上所安裝的干簧管進(jìn)行檢測(cè)），系統(tǒng)控制自動(dòng)加蓋機(jī)下端的4186鏈?zhǔn)綑C(jī)自動(dòng)把煙箱輸送到加蓋機(jī)下方，加蓋機(jī)自動(dòng)在無(wú)蓋煙箱上加裝煙箱蓋。此時(shí)煙箱在其輸送方向（縱向）的位置將依靠?jī)煞N方法定位：電氣方面依靠光電檢測(cè)開關(guān)定位，機(jī)械方面就依靠升降氣缸的擋臂定位。當(dāng)自動(dòng)加蓋任務(wù)完成后，升降氣缸帶動(dòng)擋臂自動(dòng)降下（如圖1），相關(guān)鏈?zhǔn)綑C(jī)動(dòng)作，帶動(dòng)煙箱入庫(kù)，隨后升降氣缸自動(dòng)升起，等待下一次的煙箱加箱蓋任務(wù)。

圖1 氣缸擋臂自動(dòng)降下

與加蓋機(jī)工作有關(guān)的另一個(gè)重要升降設(shè)備是4196輥道輸送機(jī)，它位于自動(dòng)加蓋機(jī)的正下方，在4186鏈?zhǔn)綑C(jī)兩條鏈條的中間。當(dāng)設(shè)備正常時(shí)，它自動(dòng)處于低位（依靠接近開關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)），使煙箱能夠通過(guò)4186鏈?zhǔn)綑C(jī)自動(dòng)入庫(kù)。而當(dāng)煙箱所帶電子標(biāo)簽出現(xiàn)故障不能正常讀出數(shù)據(jù)信息時(shí)，它將自動(dòng)升起，帶動(dòng)煙箱自動(dòng)運(yùn)行到4164整理站臺(tái)，同時(shí)報(bào)警等待處理。

2 存在的問題

根據(jù)設(shè)計(jì)，在處理4164整理站臺(tái)煙箱故障的過(guò)程中，必須通過(guò)手動(dòng)操作把故障煙箱送到4187鏈?zhǔn)綑C(jī)進(jìn)行處理。在實(shí)際工作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題：4196輥道輸送機(jī)的動(dòng)作不受升降氣缸狀態(tài)的控制。當(dāng)升降氣缸處于高位時(shí)（此時(shí)氣缸所連接的擋臂處于4196輥道輸送機(jī)的上端，如圖1），4196輥道輸送機(jī)照樣能夠手動(dòng)操作升起至高位，而且其高位位置比升降氣缸擋臂的高位位置高。這樣就始終存在一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：如果操作不慎，就很容易把氣缸及其擋臂頂壞。一直以來(lái)，我們每次處理故障時(shí)都是依靠規(guī)范操作及小心謹(jǐn)慎來(lái)保證設(shè)備的正常運(yùn)行。這樣，操作人員每次處理故障的時(shí)間都比較長(zhǎng)，而更重要的是設(shè)備一直存在很大的安全隱患。另一方面，如果升降氣缸實(shí)際處于高位，但其檢測(cè)干簧管出現(xiàn)故障使得檢測(cè)信號(hào)失效，此時(shí)如果M4196上升的話，也會(huì)損壞升降氣缸導(dǎo)致設(shè)備故障。所以，因?yàn)槁?lián)鎖信號(hào)的缺失，導(dǎo)致升降氣缸安全運(yùn)行的可靠性非常低，此安全隱患必須加以改進(jìn)。

3 問題的分析與解決

為了解決這個(gè)問題，我們仔細(xì)分析了設(shè)備現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了升降設(shè)備的自動(dòng)控制程序（為西門子公司的S7系列PLC控制程序），經(jīng)可行性分析后最終決定采用修改PLC程序的方案。

圖2 控制程序改造說(shuō)明（含新增程序段）

在系統(tǒng)的PLC控制程序中，4196升降電機(jī)的上升運(yùn)行是靠調(diào)用功能FC156，然后通過(guò)PLC輸出點(diǎn)Q392.0來(lái)控制的，且原程序中進(jìn)行聯(lián)鎖控制才導(dǎo)致上述問題的存在。我們把原程序中功能FC156調(diào)用后的返回值由Q392.0改為標(biāo)志位輸出M392.0，再增加一個(gè)程序段，把這個(gè)輸出與升降氣缸的兩個(gè)位置檢測(cè)信號(hào)聯(lián)鎖后輸出控制Q392.0的輸出狀態(tài)，進(jìn)而控制M4196的上升動(dòng)作。我們把升降氣缸的高位信號(hào)作為Q392.0輸出時(shí)的聯(lián)鎖信號(hào)，當(dāng)升降氣缸處于高位時(shí)（依靠干簧管檢測(cè)，程序中I1037.5為高電平，如圖4），禁止4196（下轉(zhuǎn)第50頁(yè)）（上接第44頁(yè)）升降電機(jī)正向運(yùn)行（禁止升起，程序中Q392.0輸出為“0”）；只有當(dāng)升降氣缸不處于高位（程序中I1037.5為低電平）且必須處于低位時(shí)（程序中I1037.6為高電平，如圖2），4196升降電機(jī)才能運(yùn)行升起（改造后程序如圖2所示）。我們之所以這樣改造還有一個(gè)考慮，就是不能影響系統(tǒng)中其他各種控制功能。所以我們采取了在PLC輸出中直接進(jìn)行聯(lián)鎖控制的改造方案。

改造后我們觀察了一段時(shí)間，實(shí)際效果很好，既解決了實(shí)際問題又沒有引起其他相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行異常，也沒有影響物流信息的正常傳遞。問題得到解決。控制程序改造說(shuō)明截圖如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

在這次程序改造以前，設(shè)備存在很大安全隱患，每次故障處理時(shí)間都比較長(zhǎng)；改造后的程序設(shè)計(jì)合理，設(shè)備安全隱患解除，故障處理時(shí)間明顯縮短，明顯地降低了設(shè)備故障工時(shí)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。因?yàn)樵O(shè)備安全隱患得到了解決，大大降低了升降氣缸及輔聯(lián)設(shè)備的故障率，節(jié)約了設(shè)備的購(gòu)置、維修、安裝、調(diào)試費(fèi)用。同時(shí)此次改造不需要對(duì)設(shè)備硬件進(jìn)行任何改動(dòng)，只需要修改PLC控制程序即可，而且完全依靠我們自己的技術(shù)人員，節(jié)省研發(fā)、安裝、調(diào)試費(fèi)用。另一方面，這次改造對(duì)我們技術(shù)人員的能力既是一次鍛煉也是一次檢驗(yàn)。改造取得預(yù)期效果。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]SIMATIC S7系統(tǒng)、維護(hù)和編程[S].

[責(zé)任編輯：陳雙芹]