羅棱豐，翁永松

（貴州鋼繩股份有限責(zé)任公司，貴州遵義 563000）

0 引言

目前，國內(nèi)電氣自動裝備技術(shù)領(lǐng)域自動吊運設(shè)備具有很多種，如AGV（Automated Guided Vehicle，自動導(dǎo)引運輸車）行車、AGV 小車等，由于控制線路復(fù)雜，不利于設(shè)備維護；必要的配套設(shè)施較多，如掃描雷達、定位磁釘、條碼機、掃碼器等，設(shè)備成套價格較高，不利于節(jié)約成本；而且對操作人員專業(yè)水平要求較高，員工培訓(xùn)有一定難度；為了企業(yè)實際需求，在充分研究PLC、遙控發(fā)射器、遙控接收器、電動葫蘆等設(shè)備特點的基礎(chǔ)上，將遙控裝置嵌入PLC 系統(tǒng)，遙控電葫蘆自動運行，實現(xiàn)單軌多工位自動運行，該成果線路簡單、運行安全可靠、故障率低、工作效率較高，能滿足工序間生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運的要求。

1 存在的問題

（1）1 臺循環(huán)運行的手動操作環(huán)鏈電動葫蘆，由于使用年限太久，控制線路老化，控制原理落后，因此故障頻發(fā)，影響生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運，有必要對其進行技術(shù)升級改造。

（2）由于人工成本的增加，24 h 按照4 班3 倒計算，需要4人才能滿足3 個班次連續(xù)原料轉(zhuǎn)運，按每人8 萬元/年計算工資，每年需支付工資32 萬元，要減員增效就必須對其進行技術(shù)升級改造。

（3）安全方面，人工操作過程中無法避免麻痹大意和失誤，存在一定安全風(fēng)險，通過技術(shù)升級改造實現(xiàn)裝備自動運行，減少了操作人員，降低了安全風(fēng)險。

2 具備的條件

（1）公司具備電氣圖紙設(shè)計能力和PLC 控制器編程及調(diào)試能力，可以自主完成控制系統(tǒng)圖紙設(shè)計、程序編輯及調(diào)試；并具備設(shè)備改造及安裝能力，可以完成對遙控器收、發(fā)裝置的改造及安裝；技術(shù)上可行。

（2）本次技術(shù)升級改造活動前期試驗是離線進行，利用實驗室裝備完成全部程序編輯和調(diào)試，不會影響現(xiàn)有生產(chǎn)，安全有保障。

（3）本次技術(shù)升級改造所有電氣元件都采用國內(nèi)標準件，成本可以控制在10 萬元以內(nèi)。

（4）本次升級改造是把PLC 編程技術(shù)和遙控技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用探索，充分考慮了使用的安全性，保護功能齊全，使用安全有保障。

3 解決方案

（1）重新設(shè)計線路，重新安裝，簡化控制，消除故障因素，降低故障率。

（2）用PLC 程序控制電動葫蘆自動運行代替人工操作，節(jié)約人工成本，降低安全風(fēng)險。

（3）在PLC 控制系統(tǒng)中接入遙控裝置，用無線信號代替線連接，提高控制可靠性。

（4）用傳感器實現(xiàn)多工位控制和安全保護功能，提升設(shè)備智能化水平。

4 解決措施

根據(jù)以上解決方案，設(shè)計出控制系統(tǒng)原理圖，具體說明如下。

（1）電源原理如圖1 所示，固定部分安裝在地面電氣控制箱內(nèi)，移動部分安裝在電動葫蘆上。固定部分通過三相滑觸線為移動部分提供電能，并無軟線連接，電動葫蘆獨立運行。

（2）PLC 控制原理和信號發(fā)射原理如圖2 所示，PLC 采用的是MM-40MR-12MT-700-FX-T 平板控制器，是PLC 與人機界面一體機，安裝和參數(shù)設(shè)置都比較方便；遙控器采用普通行車遙控器經(jīng)改造后使用，優(yōu)點是市場成熟產(chǎn)品，質(zhì)優(yōu)價廉，信號發(fā)射和接收性能穩(wěn)定；PLC 輸出信號Y4、Y5、Y6、Y14、Y15、Y16 通過輸出繼電器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6 觸動信號發(fā)射器，發(fā)出準確的控制信號。

圖1 電源原理

圖2 PLC 控制原理和信號發(fā)射原理

（3）信號接收器原理和執(zhí)行控制原理如圖3 所示，圖中遙控信號接收器安裝在移動的電動葫蘆上，負責(zé)接收遙控信號并通過K1、K2、K3、K4 控制電動葫蘆小車、吊鉤自動運行，KM1 為小車上行繼電器，KM4 為小車下行繼電器，KM2 為吊鉤上升繼電器，KM3 為吊鉤下降繼電器。

（4）PLC 輸入輸出原理如圖4 所示，本次改造實現(xiàn)2 個工位的自動控制，PLC 只需要40 個點（24 點輸入、16 點輸出）就能完成控制功能，X0～X27 是現(xiàn)場輸入的控制信號端子，Y0～Y21 是控制指令輸出端子，通過PLC 編程，可以實現(xiàn)兩個工位生產(chǎn)原料自動轉(zhuǎn)運，并可以（手動/自動）切換。

5 方案實施

上述設(shè)計方案原理，采用圖5 方案實施。

（1）電氣控制柜為固定式安裝，內(nèi)部裝有PLC 控制器，外部掛裝有遙控發(fā)射器，頂部裝有信號發(fā)射天線；主令控制箱安裝在自動運行的電動葫蘆上，外部掛裝有遙控接收器，頂部裝有信號接收天線；上升限位傳感器裝設(shè)于與電動葫蘆本體下方相連的支撐桿上；運行位置傳感器裝設(shè)于與單軌道相連的支撐桿上；無縫滑觸線裝設(shè)于單軌道上，其與裝設(shè)于下方的主令控制箱滑動連接。

圖3 信號接收器原理和執(zhí)行控制原理

圖4 PLC 輸入輸出原理

（2）預(yù)先編制邏輯控制程序并調(diào)試正常，下載到PLC 存儲器里，PLC 運行程序，控制指令通過遙控發(fā)射器發(fā)出，遙控接收器收到控制指令并驅(qū)動主令控制箱內(nèi)的主令元件，控制電動葫蘆執(zhí)行升降或行走等各種動作，通過多個運行位置傳感器和上升限位傳感器反饋運行位置信號和提升高度信號，實現(xiàn)單軌多工位控制，達到遙控電動葫蘆自動運行目的。

6 控制程序編輯

圖5 方案實施

圖6 3 個工位的流程

3 個工位的流程如圖6 所示，同樣適用于2 個工位的控制方案。運行過程中，可在任意工位上料，原料運往下一工位后如接收工位無人下料，小車將停止等待。不需要原料的工位，只須在PLC 輸入端增加一個常開點即可。

7 結(jié)論

經(jīng)過本次技術(shù)升級改造，遙控裝置在PLC 控制系統(tǒng)中應(yīng)用成功，將一臺老舊手操電動葫蘆改造成了自動運行的電葫蘆，煥發(fā)設(shè)備潛在活力，原理先進，控制線路簡單，經(jīng)過編程和調(diào)試，運行安全可靠、故障率較低、節(jié)約了人工成本、工作效率高，能滿足工序間生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運的要求。