基于可編程邏輯控制器和變頻器控制的玻璃絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)

韋建德

(海南師范大學自動化系，海南?？?571158)

0 引言

某公司從美國引進的一條玻璃絲網(wǎng)印刷自動生產(chǎn)流水線，是一條汽車玻璃深加工行業(yè)必備的生產(chǎn)設備，整條生產(chǎn)線長30多m，寬2 m多。設備由繼電接觸器等控制，由于設備已經(jīng)老化，控制效果差，嚴重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至造成停產(chǎn)。因此，必須對該生產(chǎn)線絲網(wǎng)印刷設備控制系統(tǒng)進行技術改造。

1 玻璃絲網(wǎng)印刷的系統(tǒng)控制工作流程和工藝要求

玻璃絲網(wǎng)印刷自動生產(chǎn)流水線是一條將汽車用前檔玻璃和后檔玻璃進行清洗、干燥后，在玻璃上印刷一定圖案油墨，并進行烘干處理的生產(chǎn)設備，絲網(wǎng)印刷過程工作流程如圖1所示。其絲網(wǎng)印刷過程如下:

(1)從前面干燥段輸送線傳送來的玻璃，到達絲網(wǎng)印刷段輸送線上，傳送帶下降，絲網(wǎng)印刷臺運送玻璃移動至絲網(wǎng)印刷位置，到達后絲網(wǎng)印刷框架下降，絲網(wǎng)印刷刮板下降，開始絲網(wǎng)印刷過程，即絲網(wǎng)印刷刮板從起始位置移動至終止位置，同時回油刀在上升位置也從起始位移動到終止位。

(2)絲網(wǎng)印刷完一片玻璃后，絲網(wǎng)印刷臺攜帶玻璃一起回至輸送線處，輸送線將玻璃傳送至下一烘干工位;絲網(wǎng)印刷刮板上升，回油刀下降，從絲網(wǎng)印刷終止位置回程至絲網(wǎng)印刷起始位置，完成一片玻璃的絲網(wǎng)印刷過程，等待下一片玻璃的絲網(wǎng)印刷周期。

從以上過程可見:絲網(wǎng)印刷完一片玻璃并輸送出絲網(wǎng)印刷工位后，絲網(wǎng)印刷刮板才上升，回油刀下降，并有一定時間延遲等待絲網(wǎng)印刷刮板的油墨掉盡后，進行回程過程，等待時間需稍長，否則影響到下一片產(chǎn)品絲網(wǎng)印刷質(zhì)量，生產(chǎn)效率不高。

圖1 絲網(wǎng)印刷過程工作流程

2 技術改造的基本原則和具體措施

2.1 基本原則

技術改造的基本原則如下:(1)保持原生產(chǎn)線的操作控制邏輯;(2)盡量使用原電動機、可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、電磁閥、行程開關、接近開關等;(3)使用原操作起動按鈕、轉(zhuǎn)換開關、停止按鈕、急停按鈕等;(4)保證各種監(jiān)視機器運行的批示燈動作不變;(5)保證實現(xiàn)對生產(chǎn)線的各種故障停機，并具有較高的靈敏度。

2.2 具體措施

(1)采用變頻調(diào)速控制，如圖2示。

圖2 絲網(wǎng)印刷刮板控制原理圖

(2)變頻器主要參數(shù)的設置如表1所示。

表中:ACC——加速斜坡時間，s;

DEC——減速斜坡時間，s;

LSP——低速時頻率，Hz;

HSP——高速時頻率，Hz;

UFR——用于自學習過程中調(diào)整對應于100%的測量值，%;

FLG——頻率環(huán)增益，%;

表1 絲網(wǎng)印刷刮板控制變頻器基本參數(shù)

ITH——用于電動機熱保護的電流，A;

UNS——電動機的額定電壓，V;

FRS——電動機的額定頻率，Hz;

TFR——最大輸出頻率，Hz;

BRA——如果對于負載的慣性而言設定值過低，則激活此功能將自動增加減速時間，以避免變頻器出現(xiàn)故障。

(3)修改系統(tǒng)的PLC程序，使得絲網(wǎng)印刷結束時，102.08立即有信號輸出，電磁閥YV58.0動作，絲網(wǎng)印刷刮板立即上升抬起，回油刀下降，有利于絲網(wǎng)印刷刮板上粘的油墨掉盡，避免了刮板在回油過程中油墨掉到網(wǎng)板上，影響印刷質(zhì)量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，從而可提高回程速度，并減少等待時間，提高生產(chǎn)速率和產(chǎn)品質(zhì)量。

3 輸入/輸出(I/O)分配圖

絲網(wǎng)印刷工序段的輸入/輸出(I/O)分配圖如圖3～圖6所示。

其改進后的特點如下:

(1)按技術改造要求盡量有效地利用原控制系統(tǒng)電器的原則，各輸入端按鈕、行程開關、接近開關、輸出端的線圈、電磁閥的線圈、批示燈等與原控制系統(tǒng)一致。

(2)絲網(wǎng)印刷刮板的正程和回程速度通過變頻器控制，人工手動可通過調(diào)節(jié)電位器POT13.1和POT13.0預設定。

(3)絲網(wǎng)印刷刮板的正程結束時，接近開關SQ46.2感應有信號動作，延遲3 s后，PLC輸出101.11有信號，繼電器 KA58.0動作，電磁閥YV58.0動作，絲網(wǎng)印刷刮板上升抬起，保持2 s，加上延遲2 s后，由原系統(tǒng)的控制程序進行接續(xù)控制。

圖3 絲網(wǎng)印刷工序輸入分配圖

圖4 絲網(wǎng)印刷工序輸出分配圖

圖5 絲網(wǎng)印刷工序輸出分配圖

圖6 絲網(wǎng)印刷工序輸出分配圖

4 改造后的效果

整個控制系統(tǒng)改造完成后，通過實際運行測試結果如下:

(1)改造前后生產(chǎn)速率對比如表2所示。

(2)提高了絲網(wǎng)印刷工作臺進程和返程的速度，減小了等待時間，使印刷一片玻璃平均周期由原來的27 s縮短到22 s，極大地提高了絲印線生產(chǎn)速率。

(3)節(jié)約了能源。改造后，以生產(chǎn)CA09A產(chǎn)品計算，生產(chǎn)出相同數(shù)量的產(chǎn)品，每個班節(jié)約用電5 3kWh(以每個月平均用電22272kWh計算，每h生產(chǎn)用電53 kWh)，一天節(jié)約用電159 kWh，一個月節(jié)約用電4 770 kWh，節(jié)約電費3 339元(以0.70元/kWh計算)。

表2 生產(chǎn)速率對比表

5 結語

如此對系統(tǒng)進行改造是行之有效的技術進步措施，實踐證明，改造大大提高了工作的可靠性，改善了控制性能，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟效益，取得了較滿意的效果。

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