PLC在干貨箱前墻自動噴涂中的應用

張海燕

摘要：本文主要介紹了PLC在集裝箱（干貨箱）前墻油漆噴涂中的應用與設計，在設計中遵循自動控制領域順序的控制方法，采用PLC自動控制技術與傳統(tǒng)的電器控制技術相結合，再加上變頻器的速度調整，實現對干貨箱前墻自動噴涂功能。

關鍵詞：全自動 ?PLC ?編程 ?變頻器

0 引言

干貨箱生產企業(yè)屬于一種標準的勞動密集型生產企業(yè)，許多生產工藝是靠人工一步一步來完成的，而這種工作方式已經不能適應時代的節(jié)拍。在噴涂時，工人被油漆大量的霧氣籠罩著，這樣的環(huán)境對工作人員的身體傷害很大。隨著科技發(fā)展，在計算機技術、通信技術和繼電器控制技術的發(fā)展基礎上開發(fā)而來的PLC，已廣泛應用在各行各業(yè)中，集裝箱的生產當然也不例外。如今隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，全世界各個國家的聯系不斷加深，干貨箱的需求量也與日俱增。本文采用PLC智能控制與傳統(tǒng)的繼電器，變頻器相結合，用機器代替人工進行前墻噴涂。不但節(jié)省了人力和成本，而且提高了經濟效益。本系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維修簡便。

1 系統(tǒng)功能及要求

1.1 系統(tǒng)運動形式 首先，干貨箱被拉箱的鉤子拉著，隨著一直運動的地鏈前行，當干貨箱移位到前墻噴涂工位，鉤子被預先設置的擋塊碰掉，箱子停下（此時地鏈不停）。工人按下可以安全噴涂指示燈后，有兩個人進入噴漆房，站在一個可以上下移動的升降臺上對干貨箱的前墻進行上下左右噴涂。由于手工噴涂油漆質量不能保證，如此生產需用時間也長，同時長期接觸油漆更會造成人體白細泡減少，若實行干貨箱前墻噴涂自動化，制作一自動裝置在前墻范圍內上下移動，在箱子移動時能安全的撤離箱體移動的通道，再在這一裝置上安裝噴槍，根據生產要求進行控制，這樣就可以實現簡單、可行、實用的前墻自動噴。為實現這一自動裝置，結合生產情況該裝置應當有如下功能?？刂葡到y(tǒng)：PLC、按鈕。執(zhí)行系統(tǒng)： 變頻器、中間繼電器、電磁換向閥、液壓油缸、電磁換向氣閥、自動噴漆泵。動力系統(tǒng)：液壓站、液壓泵、氣泵、電動機。安全系統(tǒng)：保險氣缸、保險銷。

根據設備安全性和完整性的需要，一個干貨箱前墻自動噴至少需要五個感應點。它們從上到下分別為上起點，保險氣缸感應點，開槍點（噴涂點），收槍點，返程點。由于標準箱高度是2.591米，加上支撐箱輪20厘米。故而返程點離地15厘米，收槍點離地20厘米，開槍點離地280厘米，保險氣缸離地330厘米，原點離地350厘米的距離。而生產高箱時只需要在離地310厘米處加一個感應開關通過一個選擇按鈕轉換一下，其它功能都不用改變。

1.2 系統(tǒng)控制要求 ①按下啟動按鈕，保險氣缸收回;主要功能是運行開始，打開防脫落裝置。②保險氣缸收回后，感應開關接通，噴涂槍架在變頻器控制的防爆電機驅動下向下運行，同時紅色警燈點亮，綠燈熄滅，提醒操作人員。③噴槍到達箱頂位子時，必須開槍噴涂。④噴槍到達集裝箱下軌時，必須停止噴涂。⑤停止后噴槍返回原點待命，紅燈熄滅，綠燈亮。集裝箱拉到下一個崗位。⑥當生產中出現噴槍堵塞等特殊情況時，按下急停按鈕，自動停止，改用手動方式。此時，噴槍不會工作，但是槍架可以上下移動，以便維修。

2 系統(tǒng)設計

2.1 硬件設計 硬件設計通過PLC對變頻器、電動機、電磁閥的接線組成。選用PLC對系統(tǒng)多個輸入輸出點頻繁動作控制，進行生產。系統(tǒng)硬件選型：為了保證系統(tǒng)工作正?？煽?。液壓站電機選用Y160M-4型，11kW，22.6A的電機，產生50-70公斤的壓力。選用啟動性能好，防水，防酸堿，防腐蝕，而且調和油漆均勻，動作準確可靠美國生產的GROCO-D53211油漆噴涂泵。而噴漆房電動機采用Y2-225S-4E，1.5kW的防爆電機。噴槍架通過鏈條傳動在固定的導軌上上下升降。變頻器選用富士500G11S系列中的1.5kW。PLC選用FX2-24MR-RS。該型號的PLC共有輸入輸出共24個點，能滿足控制要求。而且它結構緊湊，擴展性能好，價格低廉，性價比高。

2.2 軟件設計 ①輸入/輸出端口分配。在功能表中，X0，X1實現啟動，停止，Y2，Y5實現噴槍架的上下，X2對應著保險氣缸Y0，槍架上行（Y5）的速度通過變頻器的多功能E01端子功能進行設定，以保證整個工件牢固，不產生共振。下行（Y2）使得通過外部地位器進行調節(jié)。以確保因為不同的油漆厚度，不同的噴漆方式所提出來的噴涂要求。見表1。②PLC外部接線圖（圖1）。③系統(tǒng)程序設計（圖2）。④系統(tǒng)狀態(tài)轉移圖設計。如圖3所示，接通PLC 電源，此時必須綠燈亮，提示噴槍架在原點（X6閉合），按下啟動按鈕X0，保險氣缸退回，X2感應，紅燈代替綠燈，警燈提醒，同時噴槍架按地位器設定好的速度下行（槍架不會加速運行，因為通過鏈輪對槍架設定了配重）。到達箱頂高度時X3感應，此時槍架上的二十四噴槍同時打開，對集裝箱的前墻進行自動噴涂，到達下軌時感應X4，噴槍停止。當感應到X5時立刻返回到原點。綠燈亮紅燈滅。自動流程結束。

3 結束語

本文所設計的PLC已經成功地運用在干貨集裝箱生產過程中，該設備降低了工人的作業(yè)強度，減少工人與苯類、酮類等有毒的化學氣體的接觸。運行結果表明，該系統(tǒng)完全能滿足設計要求，它具有其他控制器無可比擬的優(yōu)點，可靠性高，抗干擾能力強，在惡劣的環(huán)境中，仍能正常的工作。大大提高了經濟效益，減少了工人的勞動強度，縮短了生產工作時間。

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