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PLC在型鋼自動堆垛機中的應用
概述
邯鋼二軋廠型鋼自動堆垛設備已得到應用，滿足了型鋼自動堆垛的需要。對減輕工人的勞動強度，提高型鋼的包裝質量，增強市場的競爭力，提高經濟效益和社會效益創造了良好的條件。在我國的鋼材行業中，鋼材包裝質量與國外同行業相比相對較差，多為人工堆垛。存在諸多缺點：
1)生產效率低，使軋制生產與包裝產生脫節，造成中間庫存大。
2)勞動強度大，人工費用高。
3)包裝質量差，很難達到咬合堆垛，緊密平齊。
該套設備很好的解決了以上問題。該生產線采用PLC機實現自動控制，其碼垛方式槽鋼是3根/層，8層/垛，角鋼為3根，2根交替式堆垛結構，堆垛速度約為5min/捆，堆垛的型鋼品種為14#～20#槽，12.5#～14#角鋼，定尺長度范圍≤10m。自使用以來，效果良好。*符合國家堆垛包裝標準GB2101-89。
2 設備結構設計及組成
型鋼自動堆垛的生產線，主要由以下設備組成：
1)幾組輸送輥道；
2)1#、2#撥鋼機；
3)鏈條式移鋼檢查臺架；
4)改尺鋼收集機構及處理臺架；
5)堆垛移鋼臺架；
6)分組機構；定位機構；
7)平移堆垛機構；翻轉堆垛機構；
8)垛臺升降機構；
9)鋼垛壓緊機構；
10)升降鋼垛運輸輥道。
輸送輥道選用單傳輥道，當非連續的少數電機出現故障時，不影響其他電機的使用。1#、2#撥鋼機選用鏈條撥爪拽引；鏈條(平速片)速度0.34m/s。改尺鋼的收集機構選用氣動；分組、定位機構、平移、翻轉機構、升降、壓緊機構均采用液壓驅動。電機拖動全部采用交流，控制采用KJW-300N無觸點開關柜。
3 控制系統的設計
選用了OMRON公司的C60型PLC，其控制系統傳感器分布在各動作的極限位置。在PLC自動控制系統中，主要的檢測元件有：光電開關、電磁感應接近開關、操作按鈕等，共計32個輸入信號。執行部件主要有：輥道電機、分組和定位機構、平移行走機構、翻轉機構、垛臺升降機構、鋼垛壓緊機構等28個輸出點。生產線中執行元件和檢測元件的種類及數量較多，PLC所選型號要能滿足其控制系統I/O點分配需要，并適當多空出幾個輸入點，以滿足生產改進的需要。
為了提高型鋼自動堆垛生產線運行的可靠性，保證人機結合工作方式下的人身安全，除選用元件外，還采用了許多有效的保護措施。例如：為了保證型鋼在運行過程中的可靠性，設置了編組限位光電開關和極限位牲的電磁感應接近開關，其信號輸入PLC中，決定是否下一個程序開始，或者實現緊急停車。除此之外，還有變頻過流保護，液壓系統壓力檢測、故障指示、零位保護、安全線報警等。為了提高系統的可維護性，在操作盤上設置了狀態信息指示和故障顯示，并設有手動裝置，當自動出現故障時，可靠手動操作實現碼垛。在PLC系統內部設置了故障自動診斷功能。當出現故障時就自動停車，實現自我保護，并在PLC顯示器上有燈光閃爍，提醒故障點。為了便于操作，縮短維修時間，在PLC控制軟件中，巧妙地運用了HR保持型繼電器和計數器的保持性，使得碼垛生產線可以在任意時刻停車，在排除故障后，不必手動調整即可繼續正常運行。其控制系統的工作流程如圖1所示。