锌锭全自动码垛机的控制系统设计与应用

0 前言

电解的锌片需要通过工频炉熔铸成锌锭,然后通过全自动码垛机将其码垛成堆,以便运输与销售。平均1 块锌锭约重25 kg，一般将40 块锌锭码垛成堆，故每堆锌锭重1 t。要实现自动堆垛40 块锌锭，程序控制是关键。丹霞冶炼厂堆垛系统控制器选用欧姆龙c200he CPU42。下文拟介绍PLC 全自动控制系统在锌块堆垛上的设计与应用。

1 锌锭堆垛生产流程

锌经熔铸后，每块锌锭以15 s 的速度生产[1]，然后通过脱模装载转运锌锭到双速电机平台。双速电机将锌锭转运到块运机和一推（包括夹板、翻板、一推等动作）装置,经过一推后进入二推(包括顺转、逆转、二推等动作),然后到三推装置。三推装置将2 块或者4 块锌锭放置在垛运机运输带上,直至40 块锌锭堆垛完成,再由垛运机输送带往前移动,经过打包处理后,由叉车叉走[2]。具体设备布局及生产流程示意见图1。

图1 码垛机设备布局及生产流程

2 控制系统的组成

丹霞冶炼厂PLC 选用欧姆龙c200he 系列的可编程控制器,传感器选用普通的电磁感应接近开关和漫反射光电开关。因为需要经常启停,块运机选择变频器控制,其余选择普通接触器控制。其控制系统架构如图2 所示。

图2 控制系统架构

3 PLC 程序设计

全自动码垛机堆垛的40 块锌锭共分11 层,为了方便叉车叉运,最下面的2 层每层各2 块,其他各层为4 块。放置在最下的第一、三层需要翻板，以便于运输。堆垛样式见表1。

表1 堆垛样式

在自动码垛生产时,一推需在二推返回、接近开关激活时才允许动作；二推同样需要在三推与一推均返回时才可以动作；三推需要在二推返回时才允许动作；一推动作时, 允许三推同时动作。这样程序控制思路采用顺序步流程图控制,每一种推法均有一个顺序步,共三个顺序步。段1 自动为一推装置顺序步控制程序,这个程序段是整个自动控制的基本与关键,推1 与推2 可互相通讯、影响。推2 是二推顺序步控制,里面共分四类情况,除了内部循序外,其余3 类均与推3 有联系。推3 程序段是单纯的堆放循环,垛运机不动作；推3 垛运程序段堆放最下面的2 层后,垛运机前进一小步运动;推3 垛运2 程序段堆放40 块后整体向前运动。这三种情况与推2 互相联系。PLC 程序设计概貌如图3。

图3 PLC 程序设计概貌

4 PLC 自动报警及人机界面编写

通过在PLC 程序里编写故障程序,可以实现自动报警的功能。这些故障可以通过IO 点指示灯输出,也可以在上位机上形象展示故障[3]。故障程序示例如图4。

图4 故障程序示例

5 结语

综上,丹霞冶炼厂采用PLC 控制的锌锭全自动码垛机不仅实现了高效生产,而且也极大地简化了电气控制过程,灵活性大为提高。开发的锌锭全自动码垛机控制程序已经在生产线上使用,能自动报警,使用效果良好。