雙工位分配車死區(qū)定位方法的改進(jìn)

張表一+孫欽蘭+于文艷

摘 要： 本文以雙工位分配車在某生產(chǎn)加工企業(yè)實(shí)際應(yīng)用中存在的定位控制死區(qū)問題進(jìn)行了分析、探討，并分別分析了分配車在正常工作與異常定位時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制過程，通過完善PLC控制程序，優(yōu)化分配車換向條件，增加分配行車連續(xù)運(yùn)行時(shí)間與換向智能邏輯判斷與控制功能，給出了最終解決辦法。此改進(jìn)方法適用于所有采用一頭兩尾設(shè)備布局方式，且以雙工位分配車作為實(shí)現(xiàn)兩尾供料橋梁的設(shè)備控制中

關(guān)鍵詞： 雙工位分配車；定位；PLC；程序；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.272

1 前言

雙工位分配車在食品、制藥、煙草等生產(chǎn)過程中有著廣泛的應(yīng)用。它的主要作用是：根據(jù)工藝要求選擇固定工位，通過分配車的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行進(jìn)行物料分配，以滿足分組加工的工藝要求。其主體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由導(dǎo)軌、分配車、分配帶、雙工位料倉、料倉定位開關(guān)、超限開關(guān)等組成，采用接近開關(guān)S1～S4進(jìn)行定位控制。

2 分配車的工作原理及正常工作時(shí)控制過程分析

分配車啟動(dòng)時(shí)，與其所處的初始位置有關(guān)，一般在PLC程序控制下，分配車能自動(dòng)尋址，找到工藝要求的料倉A或B，完成正常的物料裝載與分配輸送。

（1）當(dāng)分配車初始在死區(qū)C和工作區(qū)E時(shí)，如果工藝路線選擇A倉進(jìn)料，則PLC分配車正向運(yùn)行，直到分配車左感應(yīng)板感應(yīng)到S2，正向運(yùn)行停止，分配帶隨后正向運(yùn)行。若左感應(yīng)板首先感應(yīng)到S1，則分配車立即換向即反向運(yùn)行，直到定位到S2，之后分配車在料倉A的兩個(gè)接近開關(guān)S1、S2工作區(qū)間步進(jìn)運(yùn)行，分配帶不間斷連續(xù)運(yùn)行輸送物料，直到料倉A裝滿為止；

（2）當(dāng)分配車初始在死區(qū)D和工作區(qū)E時(shí)，如果工藝路線選擇B倉進(jìn)料，則分配車的運(yùn)轉(zhuǎn)及其定位與上述情況相似，在此不再贅述。

3 定位異常時(shí)分配車所處死區(qū)位置的定義及控制過程分析

當(dāng)分配車在停止運(yùn)轉(zhuǎn)后的初始位置，其左感應(yīng)板處于料倉A的左側(cè)定位開關(guān)S1的左側(cè)時(shí)，如果選擇向料倉A進(jìn)料，則分配車會(huì)一直正向運(yùn)行，其感應(yīng)板不能正常感應(yīng)到料倉A的兩個(gè)接近開關(guān)S1或S2，分配車將不能正常定位。此時(shí)，分配車處于定位控制死區(qū)D。同樣，當(dāng)分配車在停止運(yùn)轉(zhuǎn)后的初始位置，其右感應(yīng)板處于料倉B的右側(cè)定位開關(guān)S4的右側(cè)時(shí)，如果選擇向料倉B進(jìn)料，則分配車會(huì)一直反向運(yùn)行，其感應(yīng)板不能正常感應(yīng)到料倉B的兩個(gè)接近開關(guān)S3或S4，分配車將不能正常定位。此時(shí)，分配車處于定位控制死區(qū)C。

以上兩種情況下，分配車會(huì)一直連續(xù)正向（反向）運(yùn)行，造成分配車受機(jī)械限位裝置擋住，分配車在原地打滑，就會(huì)出現(xiàn)物料堵料或混裝等故障。

4 改進(jìn)方案的確定

根據(jù)以上分析，并進(jìn)一步分析了分配車的PLC控制程序后，我們確定了最終的改進(jìn)解決方案：通過增加分配行車連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間檢測(cè)與換向智能邏輯判斷功能，實(shí)現(xiàn)分配車在死區(qū)位置時(shí)也能夠自動(dòng)換向，以及時(shí)跳出定位控制死區(qū)，執(zhí)行正常工作程序。

5 分配車連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)換向時(shí)間的確定

在自動(dòng)狀態(tài)下，通過屏蔽掉S1～S4四個(gè)接近開關(guān)信號(hào)，我們確定分配行車在整段導(dǎo)軌上自動(dòng)尋址時(shí)間大約6.8秒。取兩倍的設(shè)計(jì)余量并取整，我們把分配車連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)換向時(shí)間最終確定為15秒。

6 修改控制程序，實(shí)現(xiàn)上述功能

通過修改分配車PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)上述功能。在程序中增加電機(jī)正向（左向）運(yùn)行標(biāo)志M305.6，觸發(fā)接通延時(shí)計(jì)時(shí)器T282，T282與左端定位接近開關(guān)S1信號(hào)并聯(lián)作為換向標(biāo)志；同樣增加電機(jī)反向（右向）運(yùn)行標(biāo)志M305.7，觸發(fā)接通延時(shí)計(jì)時(shí)器T283，與右端定位開關(guān)S4并聯(lián)作為換向標(biāo)志。兩個(gè)計(jì)時(shí)器的延時(shí)時(shí)間均設(shè)定為15秒。

改造后，分配車在死區(qū)位置時(shí)換向控制過程如下：當(dāng)工藝路線選擇A倉進(jìn)料，且分配車在死區(qū)D時(shí)，分配車會(huì)正向運(yùn)行，當(dāng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間到達(dá)15秒時(shí)，分配車反向運(yùn)行，跳出死區(qū)D，回到正常工作區(qū)域，執(zhí)行正常工作程序；同理，當(dāng)工藝路線選擇B倉進(jìn)料，且分配車在死區(qū)C時(shí)，分配車會(huì)反向運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行時(shí)間到達(dá)15秒時(shí)，分配車正向運(yùn)行，跳出死區(qū)C，回到正常工作區(qū)域，執(zhí)行正常工作程序。

7 結(jié)束語

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與生產(chǎn)過程驗(yàn)證，此次改造保證了分配行車能夠在全部運(yùn)行區(qū)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位，解決了分配行車在定位死區(qū)時(shí)不能正常自動(dòng)定位的問題，避免了因?yàn)榉峙滠囋谒绤^(qū)定位異常引起的堵料、停車斷料及物料錯(cuò)裝、混裝等事故的發(fā)生，完全達(dá)到預(yù)期效果，且沒有影響分配車的其他控制功能。此解決方法可以推廣應(yīng)用到其它所有使用雙工位分配車進(jìn)行物料分配與輸送的設(shè)備控制中，也可以借鑒應(yīng)用到采用單工位分配車進(jìn)行物料分配與輸送的設(shè)備控制中，用于改善其定位控制。

參考資料：

[1]劉君華等編著.傳感器技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例[J].電子工業(yè)出版社.

[2]SIMATIC S7 系統(tǒng)、維護(hù)和編程[J].西門子（中國）有限公司.

[3]王文斌等編著.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[K].機(jī)械工業(yè)出版社.

作者簡(jiǎn)介：張表一（1973-），男，本科，工程師。