楊 飛

（濟(jì)南西門子變壓器有限公司，山東濟(jì)南 250014）

0 引言

橫剪線翻運(yùn)料系統(tǒng)主要是為配合瑞士進(jìn)口橫剪線開卷工作，自行設(shè)計(jì)制造的矽鋼片翻料、運(yùn)輸設(shè)備。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)配套設(shè)備的國產(chǎn)自動(dòng)化。

1 橫剪線翻運(yùn)料系統(tǒng)構(gòu)成

橫剪線翻運(yùn)料系統(tǒng)由矽鋼片液壓翻料系統(tǒng)和矽鋼片運(yùn)輸系統(tǒng)組成，工作過程見圖1。液壓翻料系統(tǒng)的工作是將平躺的料卷通過液壓翻轉(zhuǎn)，豎立起來以便開卷剪切；矽鋼片運(yùn)輸系統(tǒng)從翻轉(zhuǎn)臺(tái)接過翻轉(zhuǎn)好的料卷，通過液壓升降控制料卷支撐調(diào)整高度，由液壓機(jī)械臂加緊固定料卷，運(yùn)料車旋轉(zhuǎn)180°，調(diào)整料卷正反，然后運(yùn)輸?shù)郊羟芯€開卷機(jī)前，給開卷機(jī)上料，松開機(jī)械臂，降下料卷支撐，開卷機(jī)出料進(jìn)行剪切工作，運(yùn)輸系統(tǒng)返回等待再次運(yùn)料。

2 橫剪線液壓翻運(yùn)料控制系統(tǒng)PLC 程序設(shè)計(jì)

PLC（Programmable Logic Controller，可編程控制器）應(yīng)用廣泛，可實(shí)現(xiàn)多種控制。例如，順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通訊和聯(lián)網(wǎng)等。而且PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活；編程方便，易于使用；功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便；維修方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等優(yōu)點(diǎn)。故而，通過PLC 去設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)程序。

2.1 橫剪線液壓翻轉(zhuǎn)運(yùn)料系統(tǒng)主控程序的設(shè)計(jì)

圖1 橫剪線液壓翻運(yùn)料系統(tǒng)工作過程

圖2 調(diào)用翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制塊子程序的主程序

按照設(shè)備的工作過程，將控制部分分成4 個(gè)塊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。這4 個(gè)塊分別是翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制子程序0、水平運(yùn)動(dòng)控制子程序1、升降加緊運(yùn)動(dòng)控制子程序2和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制子程序3。設(shè)備上電后可通過主程序調(diào)用這4 個(gè)塊之一進(jìn)行操作運(yùn)行。主程序設(shè)計(jì)見圖2。主程序調(diào)用翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制塊子程序0，上電即可調(diào)用。也就是設(shè)備上電后，4 個(gè)運(yùn)動(dòng)控制可分別進(jìn)行操作運(yùn)行。上電開關(guān)符號Always_On，地址SM0.0，上電后始終接通。其他3 個(gè)子程序的主程序設(shè)計(jì)與其相同。

2.2 橫剪線液壓翻轉(zhuǎn)運(yùn)料系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)上電后工作開始進(jìn)行。首先，上料操作人員確認(rèn)矽鋼片料卷已經(jīng)穩(wěn)固放置在翻轉(zhuǎn)臺(tái)上；然后，按下按鈕SB11 啟動(dòng)翻轉(zhuǎn)臺(tái)液壓泵電機(jī)M1，按下按鈕SB14 電磁閥YV1 得電，電磁閥指示燈亮，翻轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)料卷。當(dāng)料卷翻轉(zhuǎn)到垂直位置，到達(dá)行程開關(guān)SB13，PLC 得令正向翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)停止。翻轉(zhuǎn)臺(tái)料卷被料車取走后，按下按鈕SB15，電磁閥YV2 得電，翻轉(zhuǎn)臺(tái)返回初始位置，按下停止按鈕SB12，液壓泵電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，料卷翻轉(zhuǎn)工作完成。系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)臺(tái)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)PLC 程序設(shè)計(jì)元器件安排如下：電機(jī)M1，地址Q0.2；急停SB10，地址I0.0；啟動(dòng)SB11，地址I0.1；停止SB12，地址I0.2；電磁閥1 啟動(dòng)SB14，地址I0.4；電磁閥YV1，地址Q0.0；電磁閥2 啟動(dòng)SB15，地址I0.5；電磁閥YV2，地址Q0.1；行程開關(guān)SB13，地址I0.3。

2.3 橫剪線液壓翻轉(zhuǎn)運(yùn)料系統(tǒng)水平運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)臺(tái)把矽鋼片料卷翻轉(zhuǎn)到位后，需要運(yùn)料車水平運(yùn)動(dòng)將料卷取離翻轉(zhuǎn)臺(tái)。運(yùn)料車水平運(yùn)動(dòng)控制方式分為兩種可選，分別為點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行。長按點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)按鈕SB20，運(yùn)料車電機(jī)M2 得電，正轉(zhuǎn)運(yùn)行，直至行程開關(guān)SB25，料車停止前進(jìn)；在運(yùn)行過程中松開按鈕SB20，電機(jī)M2 失電，料車隨時(shí)停止運(yùn)行。按下自動(dòng)前進(jìn)按鈕SB22，電機(jī)M2 正轉(zhuǎn)運(yùn)行，料車前進(jìn)，直至行程開關(guān)SB25，料車停止前進(jìn)；在前進(jìn)過程中，按下停止按鈕SB24，料車隨時(shí)停止運(yùn)行。反之，長按點(diǎn)動(dòng)后退進(jìn)按鈕SB21，運(yùn)料車電機(jī)M2 得電，反轉(zhuǎn)運(yùn)行，直至行程開關(guān)SB26，料車停止前進(jìn)；在運(yùn)行過程中松開按鈕SB21，電機(jī)M2 失電，料車隨時(shí)停止運(yùn)行。按下自動(dòng)后退按鈕SB23，電機(jī)M2 反轉(zhuǎn)運(yùn)行，料車前進(jìn)，直至行程開關(guān)SB26，料車停止前進(jìn)；在運(yùn)行過程中，按下停止按鈕SB24，料車隨時(shí)停止運(yùn)行。料車水平運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了程序互鎖設(shè)計(jì)，以便保護(hù)電機(jī)。點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)SB20，地址I0.6；點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)SB21，地址I0.7；自動(dòng)正轉(zhuǎn)SB22，地址I1.0；自動(dòng)反轉(zhuǎn)SB23，地址I1.1；自動(dòng)停止B24，地址I1.2；正轉(zhuǎn)行程SB25，地址I1.3；反轉(zhuǎn)行程SB26，地址I1.4；電機(jī)M2 正轉(zhuǎn)，地址Q0.3；電機(jī)M2 反轉(zhuǎn)，地址Q0.4 。料車水平運(yùn)動(dòng)正向PLC 控制程序如圖3 所示，反向運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC 程序與其類似。

2.4 橫剪線液壓翻轉(zhuǎn)運(yùn)料系統(tǒng)升降和加緊運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

橫剪線料車從翻轉(zhuǎn)臺(tái)取出料卷后，需要把料卷升至合適的高度，并且使用機(jī)械臂加緊才能進(jìn)行運(yùn)輸。首先，按下液壓啟動(dòng)按鈕SB30，升降加緊液壓泵電機(jī)M3 得電啟動(dòng)，按下停止按鈕SB31，液壓泵電機(jī)M3 停止運(yùn)轉(zhuǎn)。升降加緊液壓泵啟動(dòng)后，按下升按鈕SB32，電磁閥YV3 得電，矽鋼片料卷放置臺(tái)升起；按下降按鈕SB33，電磁閥YV4 得電，料卷放置臺(tái)落下。當(dāng)料卷升起的時(shí)候，按下加緊按鈕SB34，電磁閥YV5 得電，機(jī)械臂加緊固定料卷；如果需要料卷放置臺(tái)落下，按下松開按鈕SB35，電磁閥YV6 得電，機(jī)械臂松開料卷。PLC 程序設(shè)計(jì)元件安排如下：電機(jī)M3，地址Q1.1；液壓啟動(dòng)按鈕SB31，地址I1.5；液壓停止按鈕；升按鈕SB32，地址I1.7；降按鈕SB33，地址I2.0；電磁閥YV3，地址Q0.5；電磁閥YV4，地址Q0.6；加緊按鈕SB34，地址I2.1；松開按鈕SB35,地址I2.2；加緊電磁閥YV5，地址Q0.7；松開電磁閥YV6，地址Q1.0 。

2.5 橫剪線液壓翻轉(zhuǎn)運(yùn)料系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

圖3 料車水平運(yùn)動(dòng)正向PLC 控制程序

機(jī)械臂加緊矽鋼片料卷后，此時(shí)的料卷是反方向的，必須讓料卷旋轉(zhuǎn)180°，調(diào)整料卷方向后方可進(jìn)行剪切。根據(jù)設(shè)備的操作運(yùn)轉(zhuǎn)情況，控制方式設(shè)計(jì)為兩種，點(diǎn)動(dòng)和自動(dòng)。按下點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)按鈕SB50，旋轉(zhuǎn)電機(jī)M4 得電正轉(zhuǎn)運(yùn)行，松開按鈕即可停止運(yùn)行；按下正轉(zhuǎn)自動(dòng)按鈕SB52，旋轉(zhuǎn)電機(jī)M4 得電正傳運(yùn)行，直至行程開關(guān)SB55，或者按下自動(dòng)停止按鈕SB54，正轉(zhuǎn)運(yùn)行停止。按下點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)按鈕SB51，旋轉(zhuǎn)電機(jī)M4 得電反轉(zhuǎn)運(yùn)行，松開按鈕即可停止運(yùn)行；按下反轉(zhuǎn)自動(dòng)按鈕SB53，旋轉(zhuǎn)電機(jī)M4 得電反轉(zhuǎn)運(yùn)行，直至行程開關(guān)SB56，或者按下自動(dòng)停止按鈕SB54，反轉(zhuǎn)運(yùn)行停止。系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的PLC 程序設(shè)計(jì)與水平運(yùn)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)相似，元器件安排如下：點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)按鈕SB50，地址I2.3；點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)按鈕SB51，地址I2.4；電機(jī)M4 正轉(zhuǎn)，地址Q1.2；電機(jī)M4 反轉(zhuǎn)，地址Q1.3；自動(dòng)正轉(zhuǎn)按鈕SB52，地址I2.5；自動(dòng)反轉(zhuǎn)按鈕SB53，地址I2.6；自動(dòng)停止按鈕SB54，地址I2.7；正轉(zhuǎn)行程開關(guān)SB55，地址I3.0；反轉(zhuǎn)行程開關(guān)SB56，地址I3.1。

至此，整個(gè)橫剪線液壓翻轉(zhuǎn)運(yùn)料系統(tǒng)PLC 控制程序分步設(shè)計(jì)完畢，只要把各個(gè)步驟連接起來運(yùn)行就形成了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

3 結(jié)束語

通過自行設(shè)計(jì)制造配合進(jìn)口橫剪線生產(chǎn)運(yùn)行的運(yùn)料系統(tǒng)，極大程度提高剪切線的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)配套設(shè)備的國產(chǎn)自動(dòng)化。之前人工上料，每次大約需要2 人，0.5 h；剪切線配套設(shè)備自制后，每次上料只需要1 個(gè)人操作，用時(shí)大約0.25 h。結(jié)合其他因素影響綜合計(jì)算，剪切線的整體生產(chǎn)效率大約提升3.6%，大大提高公司的生產(chǎn)效率。