自動上料機構(gòu)控制線路的設(shè)計及應(yīng)注意的問題

黃 鑫，曹慶澤， 李 艷

1.長白山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林白山 134300

2.白山市第二中學(xué)， 吉林白山 134300

自動化上料的任務(wù)，是把坯料、工件或產(chǎn)品，以一定的方位，按照一定的生產(chǎn)節(jié)拍，自動地傳送到相應(yīng)的加工、裝配或測試分類工位上，以縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。自動上料機構(gòu)控制線路一般設(shè)計通常是根據(jù)生產(chǎn)工藝的控制要求，利用各種典型的控制環(huán)節(jié)，直接設(shè)計出控制線路。它要求設(shè)計人員必須掌握和熟悉大量的典型控制線路，以及各種典型線路的控制環(huán)節(jié)，同時具有豐富的設(shè)計經(jīng)驗，它主要是靠經(jīng)驗進行設(shè)計。這種設(shè)計方法的特點是沒有固定的設(shè)計模式，靈活性很大，但相對來說設(shè)計方法較簡單，對于具有一定工作經(jīng)驗的設(shè)計人員來說，容易掌握，能較快地完成設(shè)計任務(wù)，因此在設(shè)計中被普遍采用。

1 自動上料機構(gòu)控制線路的設(shè)計步驟與方法

自動上料機構(gòu)控制線路采用一般設(shè)計法設(shè)計控制線路，通常分以下幾步：首先根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，畫出功能流程圖。其次，確定適當?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)。對于某些控制要求，用一些成熟的典型控制環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。最后，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求逐步完善線路的控制功能，并適當配置連鎖和保護等環(huán)節(jié)，成為滿足控制要求的完整線路。

自動上料機構(gòu)一般屬于自動循環(huán)控制，用經(jīng)驗設(shè)計方法初步設(shè)計出來的控制線路可能有多種，也可能有一些不完善的地方，需要反復(fù)地分析、修改，有時甚至要通過實際驗證，才能使控制線路符合設(shè)計要求，確定比較合理的設(shè)計方案。設(shè)計過程中，要隨時增減元器件和改變觸點的組合方式，以滿足被控系統(tǒng)的工作條件和控制要求，經(jīng)過反復(fù)修改得到理想的控制線路。在進行具體線路設(shè)計時，一般先設(shè)計主電路，然后設(shè)計控制電路、信號線路、局部特殊電路等。初步設(shè)計完成后，應(yīng)當作仔細地檢查，反復(fù)驗證，看線路是否符合設(shè)計的要求，并進一步使之完善和簡化，最后選擇恰當?shù)碾娖髟囊?guī)格型號，使其能充分實現(xiàn)設(shè)計功能。

2 自動上料機構(gòu)控制線路設(shè)計中應(yīng)注意的問題

采用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計自動上料機構(gòu)控制線路時，需注意以下幾個問題：在控制線路允許的情況下，要盡可能減少控制電源種類及控制電源的用量，同時電器元件的品種、規(guī)格與數(shù)量也要盡量減少，這是因為電器原件種類和數(shù)量越少的話，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性就會明顯提高。已經(jīng)選用的電器原件型號和品牌也要盡量使用相同的，這樣可以提高系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)的適應(yīng)性與配合性。此外由于目前控制系統(tǒng)設(shè)計普遍要求功耗的要盡量低一些，所以減少電器原件的數(shù)量也對降低功耗有好處，有利于節(jié)能，并且功耗降低也能夠延遲電器原件的使用壽命。在復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)中，各種類型的接觸器與繼電器數(shù)量特別多，使用的觸點也多。這些觸點的合理安排與使用特別重要，一旦出現(xiàn)觸點磨損、黏滯和釋放不了等問題，就會大大降低系統(tǒng)整體的可靠性。在設(shè)計中應(yīng)注意盡可能減少觸點使用數(shù)量，以簡化線路。設(shè)計控制線路時，應(yīng)考慮各個元件之間的實際接線。特別要注意控制柜、操作臺和按鈕、限位開關(guān)等元件之間的連接線。應(yīng)盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度。

在交流控制電路中，應(yīng)正確連接電器的線圈，由于即使相同型號的兩個線圈，因為制造上的原因，線圈的阻抗不可能完全相同，不可能同時吸合，所以兩個電器元件的線圈不能串聯(lián)接入，即使外加電壓是兩個線圈額定電壓之和，也是不行的。在控制線路中應(yīng)注意消除兩個電路之間可能產(chǎn)生聯(lián)系的可能性，否則應(yīng)加以區(qū)分、連鎖隔離或采用多觸點開關(guān)分離。同時應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路，在設(shè)計電器控制線路時，嚴格按照“線圈、能耗元件右邊接電源(零線)，左邊接觸點”的原則，就可降低產(chǎn)生寄生回路的可能性。

必須要盡量避免發(fā)生觸點“競爭”與“冒險”現(xiàn)象。在輸入邏輯變量每次只有一個改變狀態(tài)的簡單情況下，可以通過邏輯函數(shù)式判斷是否存在“競爭”與“冒險”?！案偁帯迸c“冒險”現(xiàn)象都將造成控制回路不能按要求動作，引起控制失靈。設(shè)計時要避免發(fā)生觸點“競爭”與“冒險”現(xiàn)象，通?？梢圆扇∏‘?shù)姆椒ㄏ@種不利現(xiàn)象，引入一個封鎖脈沖是消除這種現(xiàn)象的方法之一。盡量避免許多電器依次動作才能接通另一個電器的控制線路，防止電路中因電器元件固有特性引起配合不良后果。在電路中引入一個選通脈沖或者接入濾波電容都都可以消除“競爭”與“冒險”現(xiàn)象，若不可避免，則應(yīng)將其區(qū)分、連鎖隔離或采用多觸點開關(guān)分離。

在頻繁操作的可逆線路、自動切換線路中，正、反向控制接觸器之間必須設(shè)有電氣連鎖，必要時要設(shè)機械連鎖，以避免誤操作可能帶來的事故。對于一些重要設(shè)備，應(yīng)仔細考慮每一控制程序之間必要的連鎖，要做到即使發(fā)生誤操作也不會造成設(shè)備事故。重要場合應(yīng)選用機械連鎖接觸器，再附加電氣連鎖電路。

自動上料機構(gòu)控制系統(tǒng)能否安全運行，主要由完善的保護環(huán)節(jié)來保證的，因此所設(shè)計的控制線路應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)。除過載、短路、過流、過壓、失壓等電流、電壓保護環(huán)節(jié)外，在控制線路的設(shè)計中，常常要對生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等設(shè)置必要的保護。另外，對于自動上料機構(gòu)的運動部件還應(yīng)設(shè)有位置保護，有時還需要設(shè)置工作狀態(tài)、合閘、斷開、事故等必要的指示信號。保護環(huán)節(jié)應(yīng)做到工作可靠，動作準確，滿足負載的需要，正常操作下不發(fā)生誤動作，并按整定和調(diào)試的要求可靠工作，穩(wěn)定運行，能適應(yīng)環(huán)境條件，抵抗外來的干撓；事故情況下能準確可靠動作，切斷事故回路。

生產(chǎn)規(guī)模越大，自動化程度越高，自動上料機構(gòu)的節(jié)拍越快，因此控制系統(tǒng)線路設(shè)計要考慮操作、使用、調(diào)試與維修的方便。例如設(shè)置必要的顯示，隨時反映系統(tǒng)的運行狀態(tài)與關(guān)鍵參數(shù)，以便調(diào)試與維修；考慮到運動機構(gòu)的調(diào)整和修理，設(shè)置必要的單機點動操作功能等等。工件品種更換時，上下料機構(gòu)調(diào)整的可能性。在多品種批量生產(chǎn)時，自動上下料裝置的某些機構(gòu)應(yīng)能方便、可靠地進行調(diào)整。上下料裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單緊湊，盡可能采用標準化零部件，通用性好，易造易修，成本低。

[1]陳建明主編.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，2006.

[2]高軍.電器控制線路設(shè)計方法探討[J].丹東師專學(xué)報，1999(4).