升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)淺析

【摘要】升降機(jī)是應(yīng)用十分廣泛的機(jī)械設(shè)備，是輪胎輸送線中的關(guān)鍵設(shè)備。本文主要講述了升降機(jī)的結(jié)構(gòu)及升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】升降機(jī)；變頻器；PLC控制；輪胎輸送線

引言

通常情況下，成型車間生產(chǎn)出來成型胚胎后，會(huì)通過各種傳送帶、翻轉(zhuǎn)設(shè)備、對(duì)中設(shè)備以及升降機(jī)等設(shè)備傳送至硫化車間，最終到達(dá)質(zhì)檢車間，完成整個(gè)輪胎輸送線的運(yùn)輸過程。

1、升降機(jī)的結(jié)構(gòu)

升降機(jī)主要由水平傳送帶、配重、曳引機(jī)（包括電機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器等）、控制柜、傳感器等組成。升降機(jī)控制系統(tǒng)按照功能劃分主要有三個(gè)方面：水平皮帶控制部分、上升下降控制部分、門控制部分。

2、升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)

本升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)采用羅克韋爾的ControlLogix系統(tǒng)，ControlLogix系統(tǒng)是基于羅克韋爾三層網(wǎng)絡(luò)體系建立起來的一種最先進(jìn)控制平臺(tái)，它將系統(tǒng)中所有單元模塊化，并且可以根據(jù)應(yīng)用程序的需要選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)存，控制器的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)類型，在實(shí)際應(yīng)用中很是方便。

2.1 網(wǎng)絡(luò)通訊。隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)日趨成熟，全以太網(wǎng)架構(gòu)得到越來越多的應(yīng)用。在本系統(tǒng)中，共有三層網(wǎng)絡(luò)：第一層是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（Level0）；第二層是控制層（Level1）；第三層是信息處理層（Level2）。三層網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。網(wǎng)絡(luò)的最底層是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及遠(yuǎn)程I/O，通過以太網(wǎng)模塊連接到各個(gè)分柜的交換機(jī)上，不同分柜的交換機(jī)再連接到主柜的交換機(jī)上。主柜的交換機(jī)通過EN2T通訊模塊和CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。Level2和CPU之間的通訊是通過以太網(wǎng)模塊ENBT來實(shí)現(xiàn)的，如圖1。

2.2 升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)的基本功能介紹

升降機(jī)主要有兩種運(yùn)行模式：生產(chǎn)模式和維修模式。生產(chǎn)模式下主要是程序的自動(dòng)運(yùn)行，不需要人為操作控制。維修模式是在停產(chǎn)狀態(tài)下或者設(shè)備出現(xiàn)故障需要維修時(shí)的狀態(tài)。2.2.1生產(chǎn)模式。生產(chǎn)模式下輪胎在設(shè)備之間的傳輸需要設(shè)備之間進(jìn)行信號(hào)交互，也需要產(chǎn)品信息的讀取以確定輪胎的傳輸路徑。輪胎在各傳輸帶之間傳輸?shù)耐叫允墙⒃谝韵滤膫€(gè)標(biāo)準(zhǔn)交互信號(hào)的基礎(chǔ)之上來實(shí)現(xiàn)的：DTR：傳送請(qǐng)求；ATR：傳送允許；FTR：傳送完成；TOK：傳送正常（自動(dòng)運(yùn)行生產(chǎn)模式下設(shè)備無故障）。輪胎的產(chǎn)品信息包含了產(chǎn)品的目的地、產(chǎn)品的重量等，通過產(chǎn)品信息確定產(chǎn)品的目的地。而輪胎在每個(gè)設(shè)備上傳輸?shù)倪^程中都有四種狀態(tài)：Empty-空載狀態(tài)表示設(shè)備上沒有產(chǎn)品的一種初始狀態(tài)。Loading-裝載狀態(tài)表示單一設(shè)備從上游設(shè)備裝載輪胎的過程。定義T01為L(zhǎng)evel1，T20為L(zhǎng)evel2，T02為L(zhǎng)evel3，T21為L(zhǎng)evel4。當(dāng)升降機(jī)處于空載、停止運(yùn)行狀態(tài)，升降機(jī)收到上游設(shè)備T01發(fā)送的傳送請(qǐng)求DTR時(shí)，升降機(jī)移至Level1高度位置。隨后升降機(jī)返回給T01一個(gè)ATR信號(hào)，升降機(jī)輸送帶電機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)。產(chǎn)品擋住中心光眼SQC3經(jīng)過時(shí)間延時(shí)后完全傳送至升降機(jī)皮帶上。此時(shí)發(fā)送升降機(jī)發(fā)送給T01傳送完成信號(hào)FTR，并將ATR置零。具體如圖2所示。產(chǎn)品是從T20還是從T21處卸載，需要通過條件判斷或者根據(jù)產(chǎn)品信息確定其具體卸載方向。通過條件判斷或者產(chǎn)品信息判斷好卸載方向后，比如從T20處卸載，升降機(jī)傳送帶停在Level3高度位置后向T20發(fā)送信號(hào)DTR，T20返回信號(hào)ATR，此時(shí)升降機(jī)傳送帶電機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)，直至收到T20發(fā)送的傳輸完成信號(hào)FTR，此時(shí)傳送帶電機(jī)停止運(yùn)行。在整個(gè)卸載的過程中，T20發(fā)送給升降機(jī)的信號(hào)ATR需要一直保持，一旦傳送允許信號(hào)ATR丟失，升降機(jī)皮帶將停止運(yùn)轉(zhuǎn)。收到T20發(fā)送的傳送完成信號(hào)FTR后，如果沒有其他傳輸請(qǐng)求信號(hào)DTR，則升降機(jī)移至設(shè)置的初始狀態(tài)層，一個(gè)產(chǎn)品傳送完成，等待其他產(chǎn)品的傳送。在生產(chǎn)過程中如果需要打開安全門鎖，只需要按下操作盒上開門橙色按鈕將升降機(jī)傳送帶停在生產(chǎn)停止位設(shè)置的高度位置。當(dāng)升降機(jī)傳送帶到達(dá)預(yù)設(shè)高度后，門會(huì)自動(dòng)打開。關(guān)上門后，操作人員需要按復(fù)位按鈕和循環(huán)復(fù)位按鈕恢復(fù)正常生產(chǎn)。2.2.2維修模式。在維修模式下，通過觸摸屏控制可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作升降機(jī)的上升、下降以及傳送帶的正傳或者反轉(zhuǎn)。此模式下安全門鎖的操作需要按下鎖定位置綠色指示燈按鈕S1/H1，升降機(jī)傳送帶會(huì)升至安全手柄上方位置。升降機(jī)在升至安全手柄位置的過程中指示燈S1/H1閃爍，到達(dá)安全手柄位置后，指示燈穩(wěn)定常亮。將2個(gè)安全手柄放下，此時(shí)按下開門按鈕S2/H2，升降機(jī)會(huì)?？吭诰S修位置處，安全門鎖釋放，把門打開。安全門關(guān)閉后，操作人員需要按下復(fù)位按鈕S3和鎖定位置按鈕S1/H1，升降機(jī)到達(dá)安全手柄位置處，將安全手柄豎起，按下循環(huán)復(fù)位按鈕S4進(jìn)入生產(chǎn)模式。

2.3 升降機(jī)PLC控制系統(tǒng)的梯形圖功能分析。梯形圖的結(jié)構(gòu)按照功能主要由以下幾個(gè)部分組成：1.程序的初始化，主要包括對(duì)光眼過濾時(shí)間的賦值等，使升降機(jī)運(yùn)行故障大幅減少。2.輸入點(diǎn)分配，主要將PLC實(shí)際輸入點(diǎn)綁定至程序標(biāo)簽。3.交互信號(hào)的處理，包括升降機(jī)與上游設(shè)備和升降機(jī)與下游設(shè)備的交互信號(hào)處理、輸入輸出層的確定以及產(chǎn)品信息的處理。4.故障報(bào)警信息處理，升降機(jī)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)程序中列出了其所有的故障和報(bào)警信息，一旦有故障就會(huì)激活相應(yīng)故障輸出，同時(shí)故障信息會(huì)通過觸摸屏顯示出來。

3、結(jié)語

綜上所述，升降機(jī)主要由水平傳送帶、配重、曳引機(jī)（包括電機(jī)、制動(dòng)器、聯(lián)軸器等）、控制柜、傳感器等組成。本文詳細(xì)闡述了升降機(jī)的結(jié)構(gòu)和升降機(jī)的PLC控制系統(tǒng)。

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