基于PLC的輸送鏈自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)

陳亮，高曉斌

（陜西重型汽車有限公司，陜西西安710200）

基于PLC的輸送鏈自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)

陳亮，高曉斌

（陜西重型汽車有限公司，陜西西安710200）

輸送鏈自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)原理和方案，自動(dòng)潤(rùn)滑流程、PLC和觸摸屏的選型及軟件編程。開發(fā)出的輸送鏈自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)，經(jīng)過實(shí)際測(cè)試和使用，達(dá)到了輸送鏈的潤(rùn)滑要求，有效提高了潤(rùn)滑效率和潤(rùn)滑質(zhì)量。

輸送鏈；自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)；PLC

0 引言

輸送鏈作為運(yùn)輸設(shè)備，在使用過程中處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，如果潤(rùn)滑不良，將造成鏈條及鏈輪的快速磨損，降低設(shè)備使用壽命。采用人工潤(rùn)滑方式，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，潤(rùn)滑效率低；人工加注量無法控制，存在漏加或多加的情況，潤(rùn)滑效果難以保證。為此，開發(fā)一套先進(jìn)、高效、可靠的自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)，以提高潤(rùn)滑效率，保證鏈條的正常運(yùn)行。

1 整體設(shè)計(jì)原理與方案

輸送鏈潤(rùn)滑采用干油潤(rùn)滑和稀油潤(rùn)滑2種方式，干油潤(rùn)滑鏈輪，稀油潤(rùn)滑鏈條。干油潤(rùn)滑設(shè)計(jì)為同步追隨的方式，將潤(rùn)滑脂加入快速移動(dòng)的鏈輪油杯中；稀油潤(rùn)滑通過霧化的方式，將潤(rùn)滑脂均勻噴涂在鏈條上。輸送鏈運(yùn)行過程中，2種潤(rùn)滑方式即可同時(shí)進(jìn)行，也可單獨(dú)進(jìn)行。

自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成?？刂葡到y(tǒng)以PLC為核心，GOT觸摸屏做為人機(jī)交互平臺(tái)，通過對(duì)觸摸屏的輸入信息和傳感器的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后，發(fā)送指令給電磁閥控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由干油加脂裝置（加脂槍和定位桿）、儲(chǔ)脂桶、回位氣缸、回位調(diào)速閥、定位傳感器和稀油加脂裝置等組成。

2 自動(dòng)潤(rùn)滑工作流程設(shè)計(jì)

2.1 干油潤(rùn)滑工作流程（1）設(shè)定好潤(rùn)滑時(shí)間，按下干油潤(rùn)滑啟動(dòng)按鈕后，潤(rùn)滑開始。（2）PLC發(fā)送信號(hào)給定位桿電磁閥，電磁閥打開，定位桿伸出，干油加脂裝置跟隨鏈輪向前運(yùn)行，對(duì)油杯油嘴進(jìn)行定位。

（3）加脂裝置到達(dá)加注點(diǎn)后，定位傳感器發(fā)送信號(hào)給PLC，干油加脂電磁閥打開，加脂槍伸出，對(duì)鏈輪油杯進(jìn)行加脂。

（4）加注完成后，加脂槍縮回，定位桿縮回。

（5）回位電磁閥打開，回位氣缸推動(dòng)加脂裝置復(fù)位。

（6）回位電磁閥關(guān)閉，回位氣缸復(fù)位，一個(gè)鏈輪的干油潤(rùn)滑過程完成。

（7）如果潤(rùn)滑設(shè)定時(shí)間未到，重復(fù)第1步到第6步，對(duì)其他鏈輪進(jìn)行潤(rùn)滑。

2.2 稀油潤(rùn)滑工作流程

（1）設(shè)定好潤(rùn)滑時(shí)間，按下稀油潤(rùn)滑啟動(dòng)按鈕后，潤(rùn)滑開始。（2）定位傳感器感應(yīng)到鏈節(jié)后，稀油加注電磁閥打開，加注槍噴出霧化的潤(rùn)滑油對(duì)鏈節(jié)進(jìn)行潤(rùn)滑。

（3）定位傳感器信號(hào)消失后，稀油加注電磁閥關(guān)閉，一個(gè)鏈節(jié)的稀油潤(rùn)滑過程完成。

（4）如果潤(rùn)滑時(shí)間未到，重復(fù)第1步到第3步，對(duì)其他鏈節(jié)進(jìn)行潤(rùn)滑。

3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 I/O表設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)共需要開關(guān)量輸入信號(hào)12個(gè)，開關(guān)量輸出信號(hào)7個(gè)。輸入信號(hào)（X0～X13）包括6個(gè)按鈕信號(hào)和6個(gè)傳感器信號(hào)，輸出信號(hào)（Y0～Y6）包括3個(gè)指示燈信號(hào)和4個(gè)驅(qū)動(dòng)電磁閥的信號(hào)，具體I/O點(diǎn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 I/O輸入輸出表

3.2 PLC和觸摸屏選型

工況需要PLC的輸入點(diǎn)數(shù)量≥11，輸出點(diǎn)數(shù)量≥7。考慮到冗余備用點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行速度，PLC選用三菱FX3u-32MT/DSS。該P(yáng)LC內(nèi)置CPU，集成16個(gè)輸入點(diǎn)、16個(gè)晶體管輸出點(diǎn)，8 KB內(nèi)存，235個(gè)計(jì)數(shù)器，512個(gè)定時(shí)器以及8000個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，CPU處理速度0.065 μs/基本指令。

觸摸屏是系統(tǒng)的人機(jī)界面，通過觸摸屏可以設(shè)置潤(rùn)滑時(shí)間、潤(rùn)滑節(jié)拍等參數(shù)，以及對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。本系統(tǒng)選擇三菱GOT1030-HBD觸摸屏，屏幕尺寸4.5英寸，分辨率288×96，每個(gè)畫面最多可組態(tài)50個(gè)觸控鍵，通過RS422接口與PLC進(jìn)行通訊。

3.3 PLC程序設(shè)計(jì)

PLC程序設(shè)計(jì)采用三菱公司GX Work2編程軟件，使用梯形圖編制程序。梯形圖程序編譯成功后，通過RS422通訊編程接口，將程序代碼下載到PLC處理器中。

整個(gè)系統(tǒng)程序分為手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控和故障報(bào)警5個(gè)模塊。系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 PLC控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)

（1）手動(dòng)控制模式。通過觸摸屏可以對(duì)定位桿、干油加脂槍、回位氣缸、稀油加注閥、干油潤(rùn)滑指示燈、稀油潤(rùn)滑指示燈以及急停指示燈等相關(guān)器件的動(dòng)作進(jìn)行控制和測(cè)試，方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和后期維護(hù)。手動(dòng)控制程序如圖2所示。

圖2 手動(dòng)控制程序

（2）自動(dòng)控制模式。干油潤(rùn)滑系統(tǒng)和稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)在PLC控制下自動(dòng)完成潤(rùn)滑和停止工作。系統(tǒng)需要具備定時(shí)停止功能和循環(huán)潤(rùn)滑功能?？梢岳肞LC內(nèi)置的時(shí)鐘繼電器設(shè)計(jì)定時(shí)停止功能。通過對(duì)M8013（秒脈沖）進(jìn)行計(jì)數(shù)，來實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，控制程序如圖3所示。到設(shè)定時(shí)間后，自動(dòng)停止?jié)櫥?/p>

（3）循環(huán)潤(rùn)滑功能。使用順序控制，采用步進(jìn)的方法來實(shí)現(xiàn)。干油潤(rùn)滑從定位桿定位到回位氣缸復(fù)位為一個(gè)潤(rùn)滑循環(huán)，完成對(duì)一個(gè)鏈輪的潤(rùn)滑?；匚粴飧讖?fù)位后，如果潤(rùn)滑設(shè)定時(shí)間未到，則繼續(xù)進(jìn)行下個(gè)潤(rùn)滑循環(huán)。干油潤(rùn)滑順序控制程序如圖4所示。

（4）稀油潤(rùn)滑。通過定位后向鏈節(jié)噴灑潤(rùn)滑脂，完成對(duì)一個(gè)鏈節(jié)的潤(rùn)滑。單個(gè)鏈節(jié)潤(rùn)滑完成后，如果潤(rùn)滑設(shè)定時(shí)間未到，則

圖3 自動(dòng)定時(shí)控制程序

圖4 干油潤(rùn)滑順序控制程序

繼續(xù)進(jìn)行下個(gè)潤(rùn)滑循環(huán)。稀油潤(rùn)滑控制程序如圖5所示。

圖5 稀油潤(rùn)滑控制程序

系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑時(shí)間、潤(rùn)滑節(jié)拍等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。狀態(tài)監(jiān)控程序可以實(shí)時(shí)監(jiān)控潤(rùn)滑狀態(tài)和運(yùn)行時(shí)間。故障報(bào)警程序可以在出現(xiàn)過限位、儲(chǔ)脂桶液位低等情況時(shí)，及時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，并發(fā)出報(bào)警提示信息。

3.4 觸摸屏程序設(shè)計(jì)

觸摸屏程序設(shè)計(jì)采用三菱公司GT Work3編程軟件，根據(jù)需要組態(tài)監(jiān)控畫面、參數(shù)設(shè)置畫面和報(bào)警查詢畫面等。人機(jī)界面組態(tài)完成后，通過RS232通訊編程接口，將程序代碼下載到觸摸屏中。狀態(tài)監(jiān)控畫面可以對(duì)干油潤(rùn)滑以及稀油潤(rùn)滑的設(shè)定時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控。參數(shù)設(shè)置畫面可以對(duì)潤(rùn)滑節(jié)拍、收槍時(shí)間、回位時(shí)間和潤(rùn)滑間歇等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。報(bào)警查詢畫面可以對(duì)系統(tǒng)的報(bào)警信息進(jìn)行查詢和清除。

4 結(jié)語

基于PLC的輸送鏈自動(dòng)潤(rùn)滑控制系統(tǒng)運(yùn)行成本低，自動(dòng)化程度高，安裝維護(hù)方便。整個(gè)潤(rùn)滑過程，在PLC的控制下自動(dòng)完成，提高了潤(rùn)滑效率和潤(rùn)滑質(zhì)量。后期還可通過通訊模塊，與輸送鏈設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，在駕駛室輸送鏈上進(jìn)行了測(cè)試，運(yùn)行正常，系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)達(dá)到了輸送鏈潤(rùn)滑的各項(xiàng)要求。

［1］郝東生.影響輸送鏈條潤(rùn)滑效果的因素分析與維護(hù)[J].世界有色金屬，2008（03）：29-30.

［2］呂桃.三菱FX3U可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2015.

［3］王建，宋永昌.觸摸屏實(shí)用技術(shù)（三菱）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

〔編輯 李波〕

H117.2

B

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.01.44