在鋼管生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)不同長(zhǎng)度范圍的鋼管進(jìn)行分選，通過(guò)運(yùn)用由光電傳感器、編碼器、運(yùn)輸輥道、翻板機(jī)、過(guò)鋼臺(tái)架、接近開(kāi)關(guān)組成的鋼管自動(dòng)分選生產(chǎn)線，可較好的解決這一問(wèn)題。在該系統(tǒng)中，采用西門(mén)子PLC控制運(yùn)輸輥道和翻板機(jī)將一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的鋼管放置在相應(yīng)的料筐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了鋼管的自動(dòng)分選，并使分選準(zhǔn)確率達(dá)到100%。
在鋼鐵行業(yè)中，由于生產(chǎn)工藝的需要，要對(duì)鋼管按照長(zhǎng)度進(jìn)行分選，現(xiàn)階段，都采取人工分選的方式，這種生產(chǎn)工藝不但浪費(fèi)大量的人力、物力。針對(duì)此問(wèn)題研究用PLC和上位機(jī)配合控制運(yùn)輸輥道和翻板機(jī)，代替人工完成工作。
1.自動(dòng)分選生產(chǎn)組成及硬件配置
自動(dòng)分選生產(chǎn)線控制系統(tǒng)由工控機(jī)及PLC組成，工控機(jī)作為系統(tǒng)的上位機(jī)提供人員管理、統(tǒng)計(jì)查詢、過(guò)程監(jiān)控機(jī)狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置和通信等功能。PLC實(shí)現(xiàn)下位機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制并通過(guò)RS-232C與工控機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。生產(chǎn)線主要由測(cè)長(zhǎng)工位和分選工位組成。測(cè)長(zhǎng)工位由1~6部分組成，分選工位由部分組成。
控制核心采用奧越信 OYES 300PLC可編程控制器，帶有高速技術(shù)模塊，16點(diǎn)輸入模塊16點(diǎn)輸出模塊，可以滿足該系統(tǒng)的要求。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下
2.控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.1測(cè)長(zhǎng)工位
國(guó)內(nèi)某鋼管廠生產(chǎn)的鋼管長(zhǎng)度范圍為5~12m，假如鋼管由左向右運(yùn)輸，在輥道兩側(cè)布置21對(duì)光電對(duì)射傳感器。
0號(hào)光電傳感器到20號(hào)光電傳感器之間距離為12.4m，編碼器由測(cè)長(zhǎng)輪帶動(dòng) 放在0號(hào)與1號(hào)傳感器之間，可滿足測(cè)長(zhǎng)的要求。編碼器工作狀態(tài)如下：當(dāng)鋼管由左向右運(yùn)輸，觸發(fā)測(cè)長(zhǎng)輪右側(cè)的接近開(kāi)關(guān)，升降汽缸上升，使測(cè)長(zhǎng)輪與鋼管接觸，，靠摩擦力使測(cè)長(zhǎng)輪隨鋼管一塊轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)編碼器工作，運(yùn)輸過(guò)程中，管尾每次經(jīng)過(guò)一對(duì)光電傳感器，高速計(jì)數(shù)模塊清零計(jì)數(shù)。光電傳感器工作狀態(tài)如下：被鋼管遮住的傳感器輸入信號(hào)為1，沒(méi)有被遮住的輸入信號(hào)為0.鋼管向右運(yùn)動(dòng)觸發(fā)0號(hào)光電傳感器，此時(shí)上位機(jī)讀取光電傳感器狀態(tài)和高速計(jì)數(shù)模塊的計(jì)數(shù)值，光電傳感器標(biāo)記的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，編碼器標(biāo)記的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，那么鋼管的長(zhǎng)度L為：
L=L1-L2
測(cè)長(zhǎng)結(jié)束，編碼器清零，上位機(jī)存儲(chǔ) L值。鋼管由運(yùn)輸輥道輸送到分選工位。
2.2分選工位
鋼管經(jīng)過(guò)測(cè)長(zhǎng)以后到達(dá)2#輥道，接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到鋼管已到達(dá)，則上料翻板機(jī)動(dòng)作，將鋼管撥到鋼臺(tái)架上，若PLC檢測(cè)到鋼臺(tái)架以后的工位準(zhǔn)備就緒，則下料翻板機(jī)動(dòng)作，將鋼管撥到2#輥道上，由PLC控制輥道和翻板機(jī)將鋼管放入相應(yīng)的料筐。若過(guò)鋼臺(tái)架每次只通過(guò)一根鋼管，則控制起來(lái)也就簡(jiǎn)單的多了，，但是當(dāng)某一料筐滿時(shí)，則需要控制過(guò)鋼臺(tái)處下料翻轉(zhuǎn)機(jī)不能動(dòng)作，此時(shí)為了不影響前面工位的生產(chǎn)效率，經(jīng)測(cè)長(zhǎng)后的鋼管只能在過(guò)鋼臺(tái)架處囤積，待料筐清理完畢以后，在進(jìn)行分選。
鋼管在過(guò)鋼臺(tái)架處囤積時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)鋼管數(shù)量及相應(yīng)長(zhǎng)度的跟蹤，當(dāng)鋼管在過(guò)鋼臺(tái)架囤積時(shí)，由上位和PLC配合實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)鋼臺(tái)架處數(shù)量及對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度的跟蹤，具體過(guò)程如下：鋼管到達(dá)5（2#輥道），PLC通過(guò)2#輥道上的接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有鋼管，則PLC控制過(guò)鋼臺(tái)架上料翻板機(jī)動(dòng)作并向上位機(jī)發(fā)出上料成功信號(hào)，上位機(jī)接收到信號(hào)后對(duì)過(guò)鋼臺(tái)架處統(tǒng)計(jì)數(shù)量加一并賦予相應(yīng)的長(zhǎng)度；PLC檢測(cè)到過(guò)鋼臺(tái)架下料翻板機(jī)動(dòng)作，若11（3#輥道）上的接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有鋼管后，PLC向上位機(jī)發(fā)出下料成功信號(hào)，上位機(jī)接收到此信號(hào)后對(duì)過(guò)鋼臺(tái)架處鋼管統(tǒng)計(jì)數(shù)量減一并將相應(yīng)的長(zhǎng)度賦予PLC的一長(zhǎng)度中間為，PLC讀此中間位并經(jīng)過(guò)與預(yù)先設(shè)置值進(jìn)行比對(duì)，由PLC判斷此鋼管應(yīng)進(jìn)入哪一個(gè)料筐，然后控制運(yùn)輸輥道將鋼管運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的料筐旁邊，待輥道停穩(wěn)后，翻板機(jī)動(dòng)作將鋼管撥入該料筐，然后將PLC長(zhǎng)度中間為復(fù)位，如此循環(huán)從而實(shí)現(xiàn)了鋼管的分選。
3.PLC軟件設(shè)計(jì)
PLC控制端口的定義，如表一所示
4.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)PLC在鋼管自動(dòng)化分選生產(chǎn)線中的應(yīng)用使控制系統(tǒng)的可靠性和工作效率都得到了極大的提高，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。本方案經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行證明效果良好。