PLC在陶瓷行业捡砖自动化控制系统中的应用
时间：2021-01-08 12:02:37 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文着重从系统组成及程序编写两方面，介绍利用可编程控制器（PLC）实现陶瓷行业捡砖机的自动化控制，对提高自动化控制水平、减轻工人的劳动强度 、提高陶瓷行业现代化管理水平具有广泛意义。
关键词：PLC；陶瓷；捡砖机
1 引 言
随着国民经济的持续高速发展，各行业均存在不同程度的人力资源匮缺现象，为减轻工人的劳动强度，提高机器作业水平，加强自动化控制的应用是大势所趋，也是一个有效的解决途径。在陶瓷墙地砖的生产过程中，陶瓷坯体经过窑炉高温烧成之后，需要收集起来进行下一步加工，如抛光或二次烧成等。
由于生产线传输速度较快，每分钟走砖在10块以上，而且出窑砖坯温度在80℃以上，每块砖坯的重量大约18㎏以上，工人在如此高温的环境下进行繁重的作业，体力消耗较大，容易出现体力透支、高温中暑等现象。为了解决这一难题，本文应用PLC自动化控制技术，研发制造出专门从事陶瓷砖坯收集的自动捡砖机，既减轻工人的劳动强度，又可提高经济效益。以下就捡砖机的系统组成和控制方面进行阐述，并说明了其系统的工作流程。
2 自动捡砖机的系统结构组成
砖坯经过窑炉烧成后，通过输送带向前传送，如图1所示。砖坯到达位置1，再向前传送之后，落到推砖车上的皮带上，如位置2；继续往前传递，落到收集砖坯的砖架框内，到达位置3；在推砖车的推动下，砖坯被推到砖架框的右边，到达位置4，与之前的砖坯叠放在一起。
推砖车的动作过程是最关键的步骤，推砖车的高度不能超过前级输送皮带下端，并且能在前皮带之下移动，图中M1电机驱动推砖车的滚轮在轨道上移动，由PLC的输出Q0.7驱动推砖车前进，即向图中的右方运动，由输出Q1.0驱动推砖车后退（左向运动），推砖车上的皮带轮由M2电机驱动，它在不停地运转。在推砖车上安装有一个光电检测开关S1，当砖坯运动到末端皮带轮之后，它会落到砖架上，砖的底边落到砖架上的A点，顶边仍靠在皮带轮上；当砖坯斜靠在皮带轮时，S1就检测到有砖信号，（注：S1与皮带轮错开安装，不受皮带轮的影响），由PLC的I0.2端输入；延时一段时间后，由PLC发信号，控制推砖车前进。为了便于检测倾斜的砖坯，S1传感器必须与砖坯面垂直安装，因此，S1感应方向和水平面有一定的斜角，一般是45°角。
推砖车向前运动可细分为三个阶段：
（1） 推砖车向前运动开始至砖坯被竖立起来，此段过程，砖坯以A点为基点作旋转运动；
（2） 推砖车的皮带轮在B点顶往砖坯，与推砖车的辅助轮E共同推动砖坯由A点向C点作横向运动，如图2所示；
（3） 当砖坯到达C点之后，其底部由于被前面的砖坯挡住，无法继续前进，而砖坯的上半部由于推砖车的前进，必然使砖坯倒向砖架的右边一侧，如图3所示。
当砖坯向右倾倒的瞬间，砖坯脱离了皮带轮，S1光电传感器失去了检测信号，PLC发出指令，输出Q1.0使电机M1反转，从而控制推砖车退后。砖坯在重力和惯性作用下，向右靠在之前的那些砖体上，从而完成了一次集砖过程。每次推砖车完成一次过程，退回多远，可以通过设定时间来控制，但不能退得太多，否则下次砖坯可能无法落入砖架之内，这需要通过调试后退时间来控制。
3 程序编制
本系统采用西门子编程控制器S7-200系列的PLC作为控制器，其输入输出点作如下分布：
I0.0急停信号
I0.1起动信号
I0.2S1光电开关，检测砖坯用。
I0.4S2光电开关，推砖车前限位
I0.5S3光电开关，推砖车后限位
Q0.7推砖车前进
Q1.0推砖车后退
系统的程序梯形图如图4所示。
（1） 因每个砖架能容纳的砖块数量有限，因此需要用一个计数器进行计数，启动一次自动捡砖后，当收集到的砖达到设定的数据时，C1计数器动作表示满砖，指令推砖车退回原位，即后限位光电开S3的位置。此时需要人工进行捡砖（或者有条件的可以切换到另一台自动捡砖机轮流捡砖），以方便本次捡砖机装的砖架有足够的时间被挪开，并且更换新的空砖架。
（2） 重新启动自动捡砖工作，推砖车前轮要先走到前限位S2的相应位置，然后接砖之后往前推，因砖坯下部无阻力，需要人工把砖翻过来靠在砖架上，作为初始位。
4 结束语
自动捡砖机在流水生产线上工作时，砖与砖之间的距离要适当，它们之间的间隙要能适应捡砖机往返的时间，如果砖与砖之间分布不均，局布太密时，需要设计一套装置和程序，把太密集的砖拉开，满足自动捡砖机工作所需的时间间隔，由于它控制不复杂，不多讲述。
自动捡砖机经过改进和提高，日趋成熟，在陶瓷行业中迅速得到推广应用，赢得各从业人员交口称赞。
