（河鋼集團衡水薄板有限責任公司，衡水 053000）

0 引言

為提高噴涂效率以及環(huán)保要求，噴漆工序開始使用噴漆房，并使用自動噴涂，實現(xiàn)廢漆霧回收處理。在較大型鋼板噴涂上既不能浪費漆，還要噴涂均勻。這對自動化要求較高。本自動噴涂線實現(xiàn)了前后兩面各三個噴嘴根據(jù)不規(guī)則帶鋼實際位置每一個噴嘴都能獨立實施噴涂。

1 生產(chǎn)線技術(shù)要求

1）吊裝時鋼板最下面距離地面20厘米，不規(guī)則鋼板吊裝時寬的部分在下面。

2）鋼板行進速度最高每分鐘10米，鋼板高度2.5米，操作工預(yù)先可以選擇10米/分鐘，7米/分鐘，4米/分鐘三種速度，使鋼板向前運行。

3）進入噴漆房后，每面三個噴嘴由一個往復(fù)機帶動上下運動，每個噴嘴根據(jù)帶鋼的有無自動噴涂。

2 系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)計

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)以兩個變頻電機驅(qū)動的電葫蘆做為吊具，吊起鋼板向前運行，在噴漆房門口裝有檢測鋼板位置的光幕，噴漆房內(nèi)在鋼板正反兩面各有一個往復(fù)機，每個往復(fù)機帶動三個噴槍，由壓縮空氣帶動拌好的漆料進行噴涂。在每一個往復(fù)機的對面都有漆霧回收裝置，進行稀釋后回收，兩臺往復(fù)機各由一臺變頻器控制，可實現(xiàn)上下速度調(diào)節(jié)。

2.2 PLC總控制系統(tǒng)

機組的總控制系統(tǒng)采用西門子SMART系列PLC，CPU模塊選用SR-20，加1個數(shù)字16點輸入和16點輸出的擴展模塊和1塊4個模擬量輸入的擴展模塊。吊車行走變頻器由數(shù)字量輸出4個點，以選擇4個固定速度，分別為自動噴涂時高/中/低檔和返回時的全速運行。在變頻器上設(shè)定好各速度的頻率。吊車上下控制為定頻的接觸器控制。往復(fù)機變頻器由其本身帶的控制器控制其上下速度，一般運行在最高速上，其控制器上可根據(jù)來料高度選擇運行的上下區(qū)間。光幕信號為0～3米對應(yīng)DC0-10V，接入PLC模擬量輸入。往復(fù)機上有往復(fù)機實際位置的位移傳感器，把位移傳感器信號并入PLC的兩路模擬量輸入中。為操作實用，有手動和自動兩種模式。手動時可單獨控制吊車上下前后，往復(fù)機的上下運行。自動時，吊車自動運行，自動噴涂，噴涂完成后自動停車。為方便一人操作生產(chǎn)線，本生產(chǎn)線加入遙控功能，把遙控器的接收端和操作臺的開關(guān)都接入PLC的數(shù)字量輸入，實現(xiàn)兩種模式的控制。

2.3 預(yù)調(diào)試

首先由于光幕和往復(fù)機位移傳感器信號對應(yīng)距離不同，預(yù)先在PLC中對接收到的信號以地面為基準進行校準，校準后的數(shù)值為距離地面的距離。

然后把三種設(shè)定速度狀態(tài)下，鋼板從光幕到6個噴嘴的時間記錄準確，以便各噴嘴能夠在鋼板到達后準確啟動。

2.4 通過光幕信號記錄鋼板形狀

記錄鋼板信號采用間接尋址的方式，間接尋址是指用指針來訪問存儲區(qū)數(shù)據(jù)，指針以雙字的形式存儲其存儲區(qū)的地址。自動啟動時的上升沿先建立7個指針，將需要間接尋址VW0的存儲器地址移動到初始的七個指針中。

其中第一個指針為LD52。預(yù)先在PLC中編程，產(chǎn)生一個周期200毫秒的時鐘T50。在記錄鋼板形狀時，每200毫米記錄一個數(shù)據(jù)。當光幕檢測有遮擋信號時，啟動時鐘，在每個時鐘的上升沿把經(jīng)過校準的鋼板實際高度的數(shù)據(jù)LW12寫入LD52指針指向的存儲區(qū)中（即存入VW0中），然后把LD52指針指向的存儲器地址加2（即指針指向LW2）。200毫秒后把當時鋼板的高度寫入此時LD52指向的VW2中，然后再次把指針指向的存儲器地址加2，以此類推。直至勻速行進的鋼板尾部越過光幕，記錄的鋼板位置持續(xù)2秒都為零，則停止記錄。這樣，把鋼板距離地面的高度每200毫秒記錄在從LW0開始的L存儲區(qū)上。在此過程中，要注意鋼板的最大長度，運行時間是每200毫秒占用從LW0開始的一個字，如果選用的PLC的L存儲區(qū)有5000個字的話，每秒占用5個字，最長記錄時間不能超過1000秒，否則會數(shù)據(jù)溢出，所以，要根據(jù)鋼板的長度選用存儲器足夠的PLC，并且為防止中途吊車出故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)溢出，要設(shè)定超時自動停止程序運行。

2.5 自動噴涂

在自動啟動開始時同時建立另外6個指針分別對應(yīng)6個位置的噴嘴，同樣指針的都指向LW0，根據(jù)預(yù)調(diào)試時在選用的吊車運行速度下從鋼板從光幕到達第一個噴嘴的時間，當鋼板到達光幕時同時啟動計時器，經(jīng)過延時后鋼板到達第一個噴嘴處，PLC會自動啟動前往復(fù)機，往復(fù)機帶動噴嘴上下移動，同時讀取第一個噴嘴對應(yīng)指針指向的存儲器數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)與往復(fù)機所帶噴嘴的實際位置對比，如噴嘴低于鋼板的最高位置則打開噴嘴，當運行到高于鋼板高度關(guān)閉噴嘴。同樣，第一噴嘴對應(yīng)指針在讀取數(shù)據(jù)后同樣以每200毫秒使存儲器地址加2，指針指向下一個存儲器，并且每200毫秒把該數(shù)據(jù)與往復(fù)機位置做比較，以啟動和停止噴嘴的噴涂。當噴嘴位置距離地面小于20厘米時，由于此時沒有鋼板，要停止噴涂。

圖2 自動噴涂程序

相應(yīng)另外5個噴嘴同樣按時間原則判斷鋼板是否到達本噴嘴位置，當?shù)竭_后啟動對應(yīng)噴嘴的指針。讀取指針對應(yīng)的數(shù)據(jù)并與本往復(fù)機的實際位置對比，判斷應(yīng)該啟動還是停止噴嘴。當讀取的數(shù)據(jù)為0后，說明鋼板離開本噴嘴，停止噴涂。當最后一個噴嘴對應(yīng)指針指向的存儲器為零后，整個自動噴涂結(jié)束。

如果吊車軌道對應(yīng)各噴嘴安裝6個接近開關(guān)，不必用時間原則判斷鋼板到達各噴嘴的時間。但因為噴漆房內(nèi)可能會在限位開關(guān)上粘上漆霧，所以最后還是用時間定時器來判斷到達各噴嘴的時間。由于噴嘴選用的是啟動先導(dǎo)閥，在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)噴嘴打開和關(guān)閉電氣信號和實際噴出的漆霧有一定的時間差，打開噴嘴，漆霧會有一定的延遲后才會噴到鋼板表面，關(guān)閉時電氣關(guān)閉也會有一定延遲漆霧關(guān)閉。所以，在判斷打開和關(guān)閉都做了提前量，以使漆霧準確的噴到鋼板表面。

2.6 卸料返回

自動結(jié)束后可用遙控器卸料。并按返回按鈕，吊車全速返回，在起始端有一限位開關(guān)，當?shù)踯嚪祷氐轿缓笞詣油Ｖ埂?/p>

3 結(jié)束語

西門子SMART系列PLC結(jié)構(gòu)緊湊，功能強大，可應(yīng)用于各種自動化系統(tǒng)。本自動噴涂線結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，便于調(diào)試。專門用于不規(guī)則梯形鋼板的噴涂。如果再加入1個光幕，兩個光幕可以判斷不規(guī)則鋼板的實際形狀。