基于PLC的雙層膜架自動化改造

殷曉東

作者通聯(lián)：雙匯集團雙匯彩印包裝有限公司 河南漯河市人民東路38號 462000

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一、問題的提出

雙匯彩印公司是從事塑料薄膜生產(chǎn)、印刷、復合和分切的包裝企業(yè)，半成品為塑料薄膜卷材，每個工序使用固定式雙層膜架放置和領(lǐng)取膜卷（圖1），利用人力車將膜卷放置到膜架上，人工推動膜卷前移一個位置后再放置第二卷。膜卷領(lǐng)取遵循先進先出原則，需要人工將膜卷從膜架一端推到另一端，勞動強度大、效率低，而且還存在膜卷掉落的安全隱患。隨著公司生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，上述膜卷存儲、領(lǐng)用方式制約企業(yè)生產(chǎn)效率和安全，為此公司對雙層膜架進行自動化改造。

圖1 固定式雙層膜架

二、雙層膜架自動化系統(tǒng)

1.電氣元件安裝

在固定雙層膜架基礎(chǔ)上，基于PLC技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場條件，本著安全可靠、經(jīng)濟合理的原則，設計為3套雙層膜架共用1套控制系統(tǒng)。主要電氣元件選擇歐姆龍產(chǎn)品（表1），每套膜架分為上、下兩層，根據(jù)實現(xiàn)功能，選擇輸入、輸出點后進行安裝和布線。

表1

（1）從放膜端的第一個貨位到取膜端（圖2）。下層膜架的I0.00和I0.01為回歸反射型光電開關(guān)，I0.02～I0.07為接近開關(guān)，上層膜架的I1.00和I1.01為回歸反射型光電開關(guān)，I1.02～I1.07為接近開關(guān)。

圖2 固定式雙層膜架電氣元件分布

（2）放膜端控制箱是操作者存儲膜卷到膜架的現(xiàn)場操作盤，安裝在放膜操作側(cè)，I/O 點：①I0.08（放膜）；②I0.09（后退）；③I0.12（上選擇）；④I0.13（下選擇）；⑤Q6.06（雙音頻報警）。

（3）取膜端控制箱是操作者取用膜卷的現(xiàn)場操作盤，安裝在取膜操作側(cè)，I/O 點：①I0.10（取膜）；②I0.11（后退）；③I0.14（上選擇）；④I0.15（下選擇）；⑤Q6.06（雙音頻報警）。

2.PLC程序設計

（1）放膜端程序。①啟動放膜端控制箱上I0.08、I0.09等任意一個按鈕，Q6.06均會啟動報警信號，提示現(xiàn)場操作人員注意安全，在報警信號啟動中，取膜端的操作控制將無效。1個膜架的操作系統(tǒng)在1min內(nèi)無輸入信號，Q6.06自動停止，兩端控制箱操作信號復位；②選擇I0.12或I0.13，可對上、下層膜架進行選擇性作業(yè)；③啟動I0.08后，膜架貨位向取膜側(cè)移動，I0.03負責膜架貨位的定位；④連續(xù)按動I0.08，膜架貨位向放膜方向移動一個貨位（I0.03重復定位），可以連續(xù)再次放入膜卷（若I0.01或I0.07檢測到膜卷，則按動I0.08時，膜架貨位不移動）；⑤按動I0.09時，當I0.00或I0.02均未檢測到膜卷時，膜架貨位向取膜側(cè)移動；當I0.00檢測到膜卷時，膜架貨位移動停止；此時若要繼續(xù)向取膜側(cè)移動貨位，則需持續(xù)按下I0.09，當I0.02檢測到膜卷軸時，膜架貨位移動將自動停止，再按I0.09將無效。

（2）取膜端程序。①上、下層膜架選擇方式和放膜端相同；②按下I0.10時，當I0.01或I0.07均未檢測到膜卷時，膜架貨位向取膜側(cè)移動；當I0.01檢測到膜卷時，膜架貨位向取膜側(cè)移動停止；此時若要繼續(xù)移動貨位，則需持續(xù)按下I0.10，當I0.07檢測到膜卷軸時，膜架貨位移動將自動停止，再按I0.10也無效；③按下I0.11時，膜架貨位向放膜側(cè)移動，I0.06負責貨位定位，這時I0.07位置為空位，而I0.06位置為膜卷貨位。

（3）其他。I0.04、I0.05的功能和I0.03、I0.06相同，均為雙卷定位；上、下層膜架操作方式相同，根據(jù)安全需要，上、下層操作具有互鎖功能。

3.安全特點

（1）膜架一端工作時，兩端均會報警提示。為避免意外，設計1個膜架只能其中一端的上或下一處操作，另一處操作時，需等待一處操作完成后1min（報警提示結(jié)束）。

（2）膜架一端第一個膜架放置膜卷時，另一端不能前進（為避免這端的膜卷掉下），因此操作過程中若出現(xiàn)不能前進現(xiàn)象，要查看另一端是否有膜卷。

（3）取膜時為預防掉膜情況發(fā)生，采用膜架末端自動定位，二次按動按鈕后自動取膜，自動和機械限位連鎖控制方案，確保操作安全。

（4）現(xiàn)場按鈕、指示燈和報警裝置、檢測裝置等均采用DC 24V安全電壓，系統(tǒng)殼體和電機等均進行可靠接地（接地電阻＜4Ω），確保操作安全。

固定膜架進行自動化改造后，提高了膜架存儲利用率，使用方便，運行安全、可靠。