胡國緯

摘 要：本文著重從系統(tǒng)組成及程序編寫兩方面闡述利用可編程控制器（PLC）實現西瓦翻坯的自動化控制，對提高自動化控制水平、提高產品質量、增強陶瓷行業(yè)現代化管理水平具有廣泛的意義。

關鍵詞：PLC；西瓦；翻坯；自動化控制

1 前言

西瓦，是西班牙瓦的簡稱，英文名 Spanish tile，因其外型象英文字母“S”，所以俗稱又叫S型瓦，常見樣式如圖1所示。西瓦最早是在西班牙等西歐國家出現并流行，逐漸傳入亞洲的韓國、日本，與中國的琉璃瓦相似，然后逐漸被認可，成為一種具有歐洲風格的裝飾瓦。目前，西瓦是屬于瓦類中的燒結彩瓦，其具備了隔熱好、耐久性和色彩鮮艷等特點，主要用于別墅、小洋樓、亭臺等建筑物的屋頂裝飾用瓦，其裝飾效果古典淡雅、風韻別致。

近些年來，隨著人民生活水平的提高，西瓦已逐漸成為高檔屋面裝飾的主流產品。建筑行業(yè)對西瓦的需求日趨增加，生產西瓦的陶瓷企業(yè)也日趨增多。因此，陶瓷行業(yè)對生產西瓦的配套設備的需求也日益增加。

西瓦在生產過程中，需要正反面施釉，現在大多廠家采用上、下施釉，由于下層施釉隔著傳動帶，造成下層施釉效果差。為了解決這個難題，最好的解決方法是正、反面都從上面施釉，這就需要對西瓦進行翻轉。由于，西瓦為不規(guī)則的“S”型，翻轉對設備要求高，實現難度大。為了解決這些難題，本文應用PLC自動化控制技術，結合實際生產。不斷改進優(yōu)化方案，摸索總結出了以下成功解決方案。希望能給同行們提供借鑒，共同為提高我國陶瓷業(yè)的現代化水平而努力。

2 西瓦翻坯技術指標

2.1 翻磚入口排磚系統(tǒng)

為了提高翻坯效率，在翻坯前需先進行排磚，需每排8片，片與片靠緊入磚。該系統(tǒng)由兩段傳動帶組成，分別稱為前傳動帶、后傳動帶。首先，后傳動帶低速運行，接前傳動帶送來的磚，使每片靠緊，當達到8片時，如果翻磚系統(tǒng)就緒，可快速向翻磚系統(tǒng)入磚。此時，如果后傳動帶口有磚到，前傳動帶要先暫停，等后傳動帶高速入完磚后，前傳動帶才可繼續(xù)運行。

2.2 翻磚系統(tǒng)

翻磚系統(tǒng)由入磚傳動機構和翻磚機構兩部分組成，翻磚機構有兩個運行方向：正翻磚和反翻磚。對于進入翻磚機構的磚，不管進行正向180°翻磚，還是反向180°翻磚，其翻磚結果是相同的。當排磚系統(tǒng)排好一排磚后，如果翻磚系統(tǒng)處于到位狀態(tài)，就可以開始高速入磚；如果翻磚系統(tǒng)沒有處于到位狀態(tài)，要等翻磚系統(tǒng)運行到到位狀態(tài)后，才可以開始快速入磚。此時，翻磚系統(tǒng)也要開始快速接磚，當整排磚完全入完，到達入磚到位電眼時，開始翻磚。翻磚到位后，如果翻磚出口系統(tǒng)傳動帶上無磚，則可開始快速出磚；如果有磚，要等翻磚出口系統(tǒng)傳動帶上的出完，才可快速出磚。

2.3 翻磚出口系統(tǒng)

翻磚出口系統(tǒng)由一段傳動帶組成，負責快速接翻磚系統(tǒng)翻好的磚，當接完翻磚系統(tǒng)出的整排磚后，再負責把接到的磚送到后面的傳動帶上，進行施釉。

2.4 手動控制系統(tǒng)

對每臺電機的運行與停止，都可進行手動操作，以便對每個裝置單獨調整、檢修或排除故障。其中，對翻磚系統(tǒng)入磚傳動可以進行正反轉的手動操作，以方便處理翻磚系統(tǒng)內的塞磚。

2.5 自動控制系統(tǒng)

自動運行時，可按照上述要求完成循環(huán)運行。當停止再啟動后，可自動完成翻磚系統(tǒng)的復位，各個系統(tǒng)的繼續(xù)運行等。

2.6 注意事項

對一些誤動作，要有適當的應對措施。

3 PLC控制系統(tǒng)設計

3.1 PLC選型

根據以上技術指標和控制要求，該套設備共有三個系統(tǒng)，分別是：翻磚入口排磚系統(tǒng)、翻磚系統(tǒng)、翻磚出口系統(tǒng)。每個系統(tǒng)需要的輸入、輸出點數量如下：

（1） 翻磚入口排磚系統(tǒng)：

輸入點（5個）：三個光電開關；一個二位旋鈕，入口傳動電機M3手動運行、停止。

輸出點（3個）：入口傳動M3，要有高低速；一個聯(lián)鎖輸出，控制前段的運行與停止。

（2） 翻磚系統(tǒng)

輸入點（8個）：有5個電眼，分別是：入磚到位、正翻磚低速、正翻磚停止、反翻磚低速、反翻磚停止；一個兩位旋鈕；一個一位旋鈕。

輸出點（7個）：翻磚電機M1需要四個輸出點，分別是：正翻磚、反翻磚、低速、剎車盤；入磚傳動電機M2需要三個輸出點，分別是：M2正轉、M2反轉、M2低速。

（3） 翻磚出口系統(tǒng)

輸入點（2個）：有1個電眼，是：出磚到位；一個一位旋鈕。

輸出點（2個）：出口傳動電機M4需要2個輸出點，分別是：M4正轉，M4低速。

（4） 其它

輸入點（7個）：有一個急停；一個三位旋鈕，手動、停止、自動；一個帶燈按扭，啟動；變頻器報警輸入點兩個，分別是：M1、M2報警輸入，M3、M4報警輸入。

輸出點（2個）：復位指示燈；報警指示。

（5） 該系統(tǒng)共需要

輸入點：5+8+2+7=22（個）；

輸出點：3+7+2+2=14（個）；

因此，選用一個40點的PLC，比較合適。筆者選用的PLC是OMRON的CP1H-X40DT-D，這是一個DC24V供電的24個輸入點，16個晶體管輸出點的PLC。另外，還需多出幾個點，做為備用。

（6） 系統(tǒng)資源分配

1） 數字量輸入部分

輸入地址分配如表1所示。

2） 數字量輸出部分

輸出地址分配如表2所示。

4 西瓦翻坯各技術指標的實現

4.1 翻磚入口排磚系統(tǒng)的設計

翻磚入口排磚系統(tǒng)通?？捎商沾蓮S自行改裝完成。在改裝時，M3段的長度比整排磚的靠緊長度大30 cm為宜。本文對該系統(tǒng)的程序控制做詳細的介紹，并列出部分程序，供大家參考。翻磚入口排磚系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

由圖2可知，當0.03點ON時，M3低速運行接磚；當0.03點OFF時，M3停止；如此循環(huán)運行，當0.04點ON，0.03點OFF時，此時，如果0.02點ON，則101.04（聯(lián)鎖輸出）OFF，停止前段釉線入磚；且此時，如果翻磚系統(tǒng)準備就緒，則M3可高速入磚。當0.04點連續(xù)OFF狀態(tài)1.2S后，M3快速停止，101.04點ON，釉線入磚，M3進行慢速步進排磚；該系統(tǒng)的部分程序如表3所示。

4.2 翻磚系統(tǒng)的設計

翻磚系統(tǒng)是該設備的核心系統(tǒng)，效率的高低、性能的好壞，主要由該系統(tǒng)決定。 翻磚系統(tǒng)正視圖如圖3所示。翻磚系統(tǒng)側視圖如圖4所示。本文對該系統(tǒng)的程序控制做詳細介紹，并列出部分程序，供大家參考。

由圖3、圖4可知，當0.08點或0.10點ON時，認為翻磚系統(tǒng)就緒，入口排磚系統(tǒng)可以快速入磚；此時翻磚系統(tǒng)的M2快速傳動接磚；當0.06點ON時，M2停止；此時，整排磚已完全進入翻磚系統(tǒng)，M1開始翻磚，如果此時0.08點ON，M1就開始反向翻磚，到0.10點ON，M1停止，完成反向翻磚；如果此時0.10點ON，M1就開始正向翻磚，到0.08點ON，M1停止，完成反向翻磚。當0.08點或0.10點ON時，翻磚完成，此時，如果翻磚出口系統(tǒng)無磚，則可快速出磚，如果此時翻磚入口系統(tǒng)排磚完成，則可同時快速入磚。在出磚過程中，如果0.06點連續(xù)OFF達到0.6 s時，認為該排磚已出完，再變ON，認為下一排磚到，M2停止運行，M1翻磚，如此循環(huán)運行。該系統(tǒng)的部分程序如表4所示。

4.3 翻磚出口系統(tǒng)的設計

翻磚出口系統(tǒng)通?？捎商沾蓮S可自行改裝完成。本文對該系統(tǒng)的程序控制做進一步介紹，限于篇幅，這里不再列出程序。翻磚出口系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

由圖5可知，啟動自動運行，M4傳動，當M4連續(xù)傳動4 s，0.06無信號，此時，認為出口系統(tǒng)無磚，翻磚系統(tǒng)可快速出磚；M4快速傳動接磚，當0.06點ON時，M4變?yōu)槁龠\行。此時，如果1.11點（聯(lián)鎖輸入）ON，M4慢速出磚，慢速的速度與后續(xù)釉線同速；如果1.11點OFF，M4停止出磚，當0.06點變?yōu)镺FF狀態(tài)連續(xù)達到1.5 s，可再次快速接磚。如此循環(huán)運行。

4 結語

西瓦翻坯自動控制系統(tǒng)自去年底設計成功以來，已多次實現銷售。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，效果良好，是西瓦翻坯較理想的解決方案。對提高自動化控制水平、提高產品質量、提高陶瓷行業(yè)現代化管理水平具有廣泛的意義。

參考文獻

[1] OMRON.OMRON CQM1H系列CQM1H內插板[M].上海：歐姆

龍自動化系統(tǒng)有限公司，2012.

[2] 何波主編.電氣控制及PLC應用[M].北京：中國電力出版社，

2008.

由圖2可知，當0.03點ON時，M3低速運行接磚；當0.03點OFF時，M3停止；如此循環(huán)運行，當0.04點ON，0.03點OFF時，此時，如果0.02點ON，則101.04（聯(lián)鎖輸出）OFF，停止前段釉線入磚；且此時，如果翻磚系統(tǒng)準備就緒，則M3可高速入磚。當0.04點連續(xù)OFF狀態(tài)1.2S后，M3快速停止，101.04點ON，釉線入磚，M3進行慢速步進排磚；該系統(tǒng)的部分程序如表3所示。

4.2 翻磚系統(tǒng)的設計

翻磚系統(tǒng)是該設備的核心系統(tǒng)，效率的高低、性能的好壞，主要由該系統(tǒng)決定。 翻磚系統(tǒng)正視圖如圖3所示。翻磚系統(tǒng)側視圖如圖4所示。本文對該系統(tǒng)的程序控制做詳細介紹，并列出部分程序，供大家參考。

由圖3、圖4可知，當0.08點或0.10點ON時，認為翻磚系統(tǒng)就緒，入口排磚系統(tǒng)可以快速入磚；此時翻磚系統(tǒng)的M2快速傳動接磚；當0.06點ON時，M2停止；此時，整排磚已完全進入翻磚系統(tǒng)，M1開始翻磚，如果此時0.08點ON，M1就開始反向翻磚，到0.10點ON，M1停止，完成反向翻磚；如果此時0.10點ON，M1就開始正向翻磚，到0.08點ON，M1停止，完成反向翻磚。當0.08點或0.10點ON時，翻磚完成，此時，如果翻磚出口系統(tǒng)無磚，則可快速出磚，如果此時翻磚入口系統(tǒng)排磚完成，則可同時快速入磚。在出磚過程中，如果0.06點連續(xù)OFF達到0.6 s時，認為該排磚已出完，再變ON，認為下一排磚到，M2停止運行，M1翻磚，如此循環(huán)運行。該系統(tǒng)的部分程序如表4所示。

4.3 翻磚出口系統(tǒng)的設計

翻磚出口系統(tǒng)通?？捎商沾蓮S可自行改裝完成。本文對該系統(tǒng)的程序控制做進一步介紹，限于篇幅，這里不再列出程序。翻磚出口系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

由圖5可知，啟動自動運行，M4傳動，當M4連續(xù)傳動4 s，0.06無信號，此時，認為出口系統(tǒng)無磚，翻磚系統(tǒng)可快速出磚；M4快速傳動接磚，當0.06點ON時，M4變?yōu)槁龠\行。此時，如果1.11點（聯(lián)鎖輸入）ON，M4慢速出磚，慢速的速度與后續(xù)釉線同速；如果1.11點OFF，M4停止出磚，當0.06點變?yōu)镺FF狀態(tài)連續(xù)達到1.5 s，可再次快速接磚。如此循環(huán)運行。

4 結語

西瓦翻坯自動控制系統(tǒng)自去年底設計成功以來，已多次實現銷售。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，效果良好，是西瓦翻坯較理想的解決方案。對提高自動化控制水平、提高產品質量、提高陶瓷行業(yè)現代化管理水平具有廣泛的意義。

參考文獻

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龍自動化系統(tǒng)有限公司，2012.

[2] 何波主編.電氣控制及PLC應用[M].北京：中國電力出版社，

2008.

由圖2可知，當0.03點ON時，M3低速運行接磚；當0.03點OFF時，M3停止；如此循環(huán)運行，當0.04點ON，0.03點OFF時，此時，如果0.02點ON，則101.04（聯(lián)鎖輸出）OFF，停止前段釉線入磚；且此時，如果翻磚系統(tǒng)準備就緒，則M3可高速入磚。當0.04點連續(xù)OFF狀態(tài)1.2S后，M3快速停止，101.04點ON，釉線入磚，M3進行慢速步進排磚；該系統(tǒng)的部分程序如表3所示。

4.2 翻磚系統(tǒng)的設計

翻磚系統(tǒng)是該設備的核心系統(tǒng)，效率的高低、性能的好壞，主要由該系統(tǒng)決定。 翻磚系統(tǒng)正視圖如圖3所示。翻磚系統(tǒng)側視圖如圖4所示。本文對該系統(tǒng)的程序控制做詳細介紹，并列出部分程序，供大家參考。

由圖3、圖4可知，當0.08點或0.10點ON時，認為翻磚系統(tǒng)就緒，入口排磚系統(tǒng)可以快速入磚；此時翻磚系統(tǒng)的M2快速傳動接磚；當0.06點ON時，M2停止；此時，整排磚已完全進入翻磚系統(tǒng)，M1開始翻磚，如果此時0.08點ON，M1就開始反向翻磚，到0.10點ON，M1停止，完成反向翻磚；如果此時0.10點ON，M1就開始正向翻磚，到0.08點ON，M1停止，完成反向翻磚。當0.08點或0.10點ON時，翻磚完成，此時，如果翻磚出口系統(tǒng)無磚，則可快速出磚，如果此時翻磚入口系統(tǒng)排磚完成，則可同時快速入磚。在出磚過程中，如果0.06點連續(xù)OFF達到0.6 s時，認為該排磚已出完，再變ON，認為下一排磚到，M2停止運行，M1翻磚，如此循環(huán)運行。該系統(tǒng)的部分程序如表4所示。

4.3 翻磚出口系統(tǒng)的設計

翻磚出口系統(tǒng)通?？捎商沾蓮S可自行改裝完成。本文對該系統(tǒng)的程序控制做進一步介紹，限于篇幅，這里不再列出程序。翻磚出口系統(tǒng)系統(tǒng)示意圖如圖5所示。

由圖5可知，啟動自動運行，M4傳動，當M4連續(xù)傳動4 s，0.06無信號，此時，認為出口系統(tǒng)無磚，翻磚系統(tǒng)可快速出磚；M4快速傳動接磚，當0.06點ON時，M4變?yōu)槁龠\行。此時，如果1.11點（聯(lián)鎖輸入）ON，M4慢速出磚，慢速的速度與后續(xù)釉線同速；如果1.11點OFF，M4停止出磚，當0.06點變?yōu)镺FF狀態(tài)連續(xù)達到1.5 s，可再次快速接磚。如此循環(huán)運行。

4 結語

西瓦翻坯自動控制系統(tǒng)自去年底設計成功以來，已多次實現銷售。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，效果良好，是西瓦翻坯較理想的解決方案。對提高自動化控制水平、提高產品質量、提高陶瓷行業(yè)現代化管理水平具有廣泛的意義。

參考文獻

[1] OMRON.OMRON CQM1H系列CQM1H內插板[M].上海：歐姆

龍自動化系統(tǒng)有限公司，2012.

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2008.