淺析陶瓷儲坯機(jī)群全自動集中循環(huán)控制系統(tǒng)

劉建川，賴衍浩

（廣東唯美陶瓷有限公司，東莞523500）

1 前言

陶瓷廠生產(chǎn)線儲坯機(jī)數(shù)量一般根據(jù)坯體強(qiáng)度等工藝要求、窯爐存坯時間確定，一般設(shè)計1～3個儲坯機(jī)，存坯時間1～2小時。合理的選擇儲坯機(jī)數(shù)量及存坯時間，對生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換品種時間控制、縮短設(shè)備故障后檢修時間等具有積極的意義。目前國內(nèi)儲坯機(jī)普遍采用固定式、人工半自動控制，儲坯機(jī)存坯、放坯運(yùn)行需要人工干預(yù)。隨著儲坯機(jī)數(shù)量的增多，這種運(yùn)行方式的缺點(diǎn)也暴露出來：全程人工干預(yù)，存坯時間不確定，存磚時間過長產(chǎn)生裂磚、瓷磚成活率下降、窯爐燒成后花色受影響等不利因素。

意大利等建陶裝備強(qiáng)國廣泛采用的AGV激光導(dǎo)航小車儲坯系統(tǒng)成本高、設(shè)備運(yùn)行環(huán)境要求苛刻、維護(hù)技能要求高，國內(nèi)只有少數(shù)幾個陶瓷廠采用AGV激光導(dǎo)航儲坯系統(tǒng)，遠(yuǎn)未普及。我司某產(chǎn)區(qū)1#生產(chǎn)線在規(guī)劃中提出采用國內(nèi)成熟的固定式存坯機(jī)代替AGV存坯系統(tǒng)，一期工程規(guī)劃6臺存坯量250 m2的存坯機(jī)，要求6臺存坯機(jī)按先存先放、先空先存的方式循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)某臺存坯機(jī)故障時可以退出運(yùn)行，同時需要考慮工藝燒磚直過，轉(zhuǎn)產(chǎn)優(yōu)先放磚等功能。

針對上述總體控制要求，筆者設(shè)計了一套6臺儲機(jī)集群運(yùn)行程序及一套專門用于控制6臺儲坯機(jī)循環(huán)控制程序，運(yùn)行半年以來比較穩(wěn)定，基本達(dá)到設(shè)計要求，簡述如下。

2 儲坯機(jī)硬件布置

設(shè)備布局。R1生產(chǎn)線規(guī)劃的6臺儲坯機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，設(shè)計1條入磚皮帶輸送線及1條出磚皮帶輸送線，各儲機(jī)相互獨(dú)立運(yùn)行，互不干撓，如圖1所示。

圖1 儲坯設(shè)備布局圖

3 電氣控制要求

經(jīng)過與我司技術(shù)部門及生產(chǎn)部門溝通，6臺儲機(jī)需要按如下方式全自動運(yùn)行，即：

（1）先存先放，先空先存，即先存滿的儲機(jī)先進(jìn)窯，先空的儲機(jī)先存磚；

（2）某臺儲機(jī)可以關(guān)閉退出運(yùn)行，如設(shè)備檢修、故障等需要關(guān)閉的情況；

（3）某臺儲機(jī)工藝要求需要燒磚直過功能，即不進(jìn)行存磚操作，此儲機(jī)一邊進(jìn)窯一邊過磚；

（4）邊進(jìn)邊出功能，即6臺儲機(jī)均滿磚時，哪臺儲機(jī)正在進(jìn)窯則該儲機(jī)同時進(jìn)磚；

（5）單獨(dú)儲磚功能，設(shè)有優(yōu)先權(quán)限，1#儲機(jī)優(yōu)先級最高，6#最低；

（6）工藝轉(zhuǎn)產(chǎn)，可以優(yōu)先放某個存坯機(jī)的磚，其它儲機(jī)可以儲磚或自動運(yùn)行。

4 電氣控制系統(tǒng)流程圖

（1）6臺儲坯機(jī)及進(jìn)口、出口輸送帶由一臺OMRON CJ2MPLC完成集中控制任務(wù)，上位機(jī)操作按鈕、參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)顯示、報警顯示等由威倫通態(tài)公司的MT6103IP觸摸屏完成。整個程序設(shè)計難度較大，除6臺儲坯機(jī)按獨(dú)立設(shè)計運(yùn)行以外，還需要設(shè)計6臺儲坯機(jī)的全自動循環(huán)控制程序，為簡化操作及各儲機(jī)轉(zhuǎn)換時不空窯，優(yōu)化了存坯機(jī)入口、出口升降輥臺放磚、存磚指令，PLC經(jīng)過比較運(yùn)算發(fā)出指令時相應(yīng)的儲坯機(jī)開始存磚、放磚操作，沒有接收到指令的儲坯機(jī)則排隊等待。

圖2 電氣控制圖

（2）程序控制流程圖。從流程圖中可以看出，PLC實時查詢6臺儲坯機(jī)滿磚、空磚狀態(tài)，合乎要求的儲坯機(jī)則執(zhí)行放磚、存磚操作；同時增加人工干預(yù)、設(shè)備故障、生產(chǎn)線轉(zhuǎn)產(chǎn)等突發(fā)情況的異常處理，如儲坯機(jī)還沒存夠不足以產(chǎn)生滿磚標(biāo)志時，但生產(chǎn)線遇故障無磚來時，則需要放出未產(chǎn)生滿磚標(biāo)志位儲坯機(jī)的磚等。

5 程序軟件設(shè)計

圖3 程序控制流程圖

（1）取最大值函數(shù)功能。6臺儲坯機(jī)的滿磚標(biāo)志位、空磚標(biāo)志位產(chǎn)生后，以每1秒為單位遞增，分別存放到12個長整型數(shù)據(jù)中，分別比較這12個數(shù)據(jù)的大小，取出最大值，作為存磚、放磚儲坯機(jī)編號。見圖4。

圖4 取最大函數(shù)功能程序

（2）儲坯機(jī)放磚操作模式的確定。儲坯機(jī)關(guān)閉、單儲、空磚時不參與查詢放磚，正常循環(huán)時只有該機(jī)滿磚后才有資格參與查詢，如遇前工序故障釉線無磚來時等非正常狀態(tài)時，只要該機(jī)有磚則參與查詢放磚。見圖5。

（3）6臺儲坯機(jī)均滿磚時，查詢邊進(jìn)邊出儲坯機(jī)編號。

各儲坯機(jī)滿磚時間與手動優(yōu)先順序做比較，只有大于優(yōu)先時間的才充許進(jìn)行下一步程序比較，比較時同時考慮儲機(jī)是否開關(guān)機(jī)、儲機(jī)是否處于單儲狀態(tài)、檢測儲機(jī)層數(shù)或儲機(jī)上位標(biāo)志位，當(dāng)5臺儲機(jī)均產(chǎn)生滿磚標(biāo)志位時發(fā)滿磚報警信號1，當(dāng)全部儲機(jī)均產(chǎn)生滿磚標(biāo)志位時發(fā)報警標(biāo)志位2。這些報警標(biāo)志位可以送到上一級工序，達(dá)到提醒操作人員的作用。

（4）程序還設(shè)計還考慮工藝燒磚燒餅直過、轉(zhuǎn)產(chǎn)優(yōu)先放磚，人為強(qiáng)制改變存坯機(jī)放磚順序等功能，從略。

圖5 儲坯機(jī)查詢放磚程序

6 結(jié)束語

6臺儲坯機(jī)群集群循環(huán)全自動運(yùn)行，改變了傳統(tǒng)的人工操作模式，實現(xiàn)人工干預(yù)運(yùn)行、燒餅燒磚、工藝轉(zhuǎn)產(chǎn)、生產(chǎn)線轉(zhuǎn)班等多模式自由切換，使固定式儲坯機(jī)代替昂貴的AGV成為可能。相比AGV儲坯系統(tǒng)本方案具有成本低、后期維護(hù)技能要求低等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)半年以來的運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，事實證明，該系統(tǒng)運(yùn)行以來，每班壓機(jī)可以停機(jī)1～2 h，節(jié)約了電能，機(jī)電車間還可以根據(jù)需要靈活安排設(shè)備檢修，為實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)、爭取設(shè)備維護(hù)時間、工藝中試等提供了支持。

參考文獻(xiàn)

[1]陳順平,梅德慶,陳子辰.激光導(dǎo)引AGV的自動引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計[J].工程設(shè)計學(xué)報,2003,10(5)：279-282.

[2]OMRONCJ2單元硬件操作手冊CAT.NO.W472-CN5-06.