基于PLC的單層輥道窯自動入坯控制系統的改進

分類：技術教程日期：2007-03-28 00:00:00

1 引言
可編程控制器(簡稱PLC)以其強大的功能、很高的可靠性、抗干擾性、編程簡單、使用方便、體積小巧等優點，在工業陶瓷生產過程控制中得到了普遍使用。但是當陶瓷生產工藝發生變化或有特殊要求以及生產過程出現新問題時，PLC控制系統或編程方案就應作相應的改變和優化。本文就一條年產100萬m2釉面磚生產線關鍵設備之一的PLC自動入坯控制系統的改造，作以探討。
2 入坯工藝流程簡介
如圖1所示，圖1中:M1、M2為皮帶電機，M4、 M5為輥臺為電機，G1-G6為光電檢測管，YV1為電磁閥，BX1為操作盒。當施釉線或素坯線的坯體經M1電機的傳送帶送至光電檢測管G1位置時，G1動作，M2電機轉動，由其傳送帶將坯體向窯前的輥臺上傳送，若G1處無坯體時，M2則停止;當坯體送至G2時，M1停止，送至G3時M2停止，同時電磁閥YV1得電，M2的皮帶支撐架下落，坯體由窯前的輥臺變速電機M4、M5驅動，由輥子傳動送向窯內;至G4時，YV1失電，皮帶被升起，M1電機啟動，重復上述過程。

圖1 入坯工藝流程

3 存在的問題與改進
原控制系統的梯形圖如圖2所示。采用了OMRON SP10小型機，從試運行幾個月的情況來看，該機可靠性高，基本能滿足使用要求。但從生產工藝、控制方式以及實際使用過程來看，其控制系統還存在下述缺陷。

圖2 坯體排列監控圖

3.1 生產工藝方面
該單層輥道窯既可作為產品的釉燒，又可作為素燒。當作為素燒時，傳送帶上的坯體是素坯，機械強度低于釉坯，工藝要求無碰傷等;當作為釉燒時，工藝上還要求嚴禁坯體層疊等。因此在傳送過程中，應運行平穩，銜接處過渡自然，皮帶升降緩慢。這些要求可以從調整傳送帶和對電機的控制方式(如采用變頻調速)、以及對電磁閥的改造來解決。但是由電機M4、M5控制的輥臺輥子，由于長期工作在較高的溫度環境下，不可避免地會產生彎曲變形等，使入窯坯體排列紊亂，甚至層疊粘連而產生廢品。通常這一現象由人工來監控，費時費力，筆者在圖1中增加了兩個光電檢測管G5、G6，與報警電路及PLC相連，成功地實現了自動監控，如圖2所示。

3.2 控制方面
(1) PLC自停故障
該機在試運行時，時常出現停機現象。究其原因主要是環境溫度太高，導致PLC自動保護系統動作所致。工業陶瓷窯爐的環境溫度高，是一個很普遍的問題。卻未引起設計者的足夠重視，PLC控制柜雖然距輥道窯低溫段有一定距離，但PC機與控制電機的磁力等電氣元件，同時被控制面板封在一個較小的空間內，且柜內無風扇，散熱不良。夏季環境溫度的升高，加之生產車間通風條件有限，導致PC機停機頻繁。當增設柜內風扇后，再無停機現象。
(2) 急停按鈕的設置問題
原系統急停按鈕SB3設置在控制柜上，不便于實現兩地控制，常造成半成品的大量損壞。因此在圖1上增加按鈕盒BX1,與施釉線急停按鈕及SB3串聯，使停機、開機方便自如。

圖3 原梯形圖

(3) 電機M2頻繁點動影響壽命
本生產線未設置大型儲坯器，當坯體供應不連續時，電機M2的等待時間太短，頻繁啟動而發熱，曾燒壞一臺。其問題出在編程上，從原梯形可以看出(如圖3所示)，G1處一有坯體M2便動作一次。應改為若坯體到達G2處，且G1處有坯體時，停M1;否則M1繼續轉動，使坯體供應連續。
(4) 控制系統的進一步優化
原系統電磁閥YV1是通過中間繼電器KA1來控制的。現已去掉KA1，直接由PC控制。
從圖1可以看出，光電檢測管G4控制M2傳送帶支撐架的升降，若坯體排隊不整齊時，有的坯體先到達G4處，有的還未完全脫離M2傳送帶，而支撐架卻開始升起，損壞坯體。且G4一旦失靈，將造成整個系統的混亂。去掉G4，由PC內部時間繼電器代替，不但節省費用、調節方便，而且增加了系統的可靠性。
4 改進后系統的編程
改進后的梯形圖如圖4所示。