遙控裝置在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

羅棱豐，翁永松

（貴州鋼繩股份有限責(zé)任公司，貴州遵義 563000）

0 引言

目前，國內(nèi)電氣自動(dòng)裝備技術(shù)領(lǐng)域自動(dòng)吊運(yùn)設(shè)備具有很多種，如AGV（Automated Guided Vehicle，自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車）行車、AGV 小車等，由于控制線路復(fù)雜，不利于設(shè)備維護(hù)；必要的配套設(shè)施較多，如掃描雷達(dá)、定位磁釘、條碼機(jī)、掃碼器等，設(shè)備成套價(jià)格較高，不利于節(jié)約成本；而且對(duì)操作人員專業(yè)水平要求較高，員工培訓(xùn)有一定難度；為了企業(yè)實(shí)際需求，在充分研究PLC、遙控發(fā)射器、遙控接收器、電動(dòng)葫蘆等設(shè)備特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將遙控裝置嵌入PLC 系統(tǒng)，遙控電葫蘆自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)單軌多工位自動(dòng)運(yùn)行，該成果線路簡單、運(yùn)行安全可靠、故障率低、工作效率較高，能滿足工序間生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運(yùn)的要求。

1 存在的問題

（1）1 臺(tái)循環(huán)運(yùn)行的手動(dòng)操作環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆，由于使用年限太久，控制線路老化，控制原理落后，因此故障頻發(fā)，影響生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運(yùn)，有必要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

（2）由于人工成本的增加，24 h 按照4 班3 倒計(jì)算，需要4人才能滿足3 個(gè)班次連續(xù)原料轉(zhuǎn)運(yùn)，按每人8 萬元/年計(jì)算工資，每年需支付工資32 萬元，要減員增效就必須對(duì)其進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

（3）安全方面，人工操作過程中無法避免麻痹大意和失誤，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，通過技術(shù)升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)裝備自動(dòng)運(yùn)行，減少了操作人員，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 具備的條件

（1）公司具備電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)能力和PLC 控制器編程及調(diào)試能力，可以自主完成控制系統(tǒng)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、程序編輯及調(diào)試；并具備設(shè)備改造及安裝能力，可以完成對(duì)遙控器收、發(fā)裝置的改造及安裝；技術(shù)上可行。

（2）本次技術(shù)升級(jí)改造活動(dòng)前期試驗(yàn)是離線進(jìn)行，利用實(shí)驗(yàn)室裝備完成全部程序編輯和調(diào)試，不會(huì)影響現(xiàn)有生產(chǎn)，安全有保障。

（3）本次技術(shù)升級(jí)改造所有電氣元件都采用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件，成本可以控制在10 萬元以內(nèi)。

（4）本次升級(jí)改造是把PLC 編程技術(shù)和遙控技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用探索，充分考慮了使用的安全性，保護(hù)功能齊全，使用安全有保障。

3 解決方案

（1）重新設(shè)計(jì)線路，重新安裝，簡化控制，消除故障因素，降低故障率。

（2）用PLC 程序控制電動(dòng)葫蘆自動(dòng)運(yùn)行代替人工操作，節(jié)約人工成本，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）在PLC 控制系統(tǒng)中接入遙控裝置，用無線信號(hào)代替線連接，提高控制可靠性。

（4）用傳感器實(shí)現(xiàn)多工位控制和安全保護(hù)功能，提升設(shè)備智能化水平。

4 解決措施

根據(jù)以上解決方案，設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)原理圖，具體說明如下。

（1）電源原理如圖1 所示，固定部分安裝在地面電氣控制箱內(nèi)，移動(dòng)部分安裝在電動(dòng)葫蘆上。固定部分通過三相滑觸線為移動(dòng)部分提供電能，并無軟線連接，電動(dòng)葫蘆獨(dú)立運(yùn)行。

（2）PLC 控制原理和信號(hào)發(fā)射原理如圖2 所示，PLC 采用的是MM-40MR-12MT-700-FX-T 平板控制器，是PLC 與人機(jī)界面一體機(jī)，安裝和參數(shù)設(shè)置都比較方便；遙控器采用普通行車遙控器經(jīng)改造后使用，優(yōu)點(diǎn)是市場成熟產(chǎn)品，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，信號(hào)發(fā)射和接收性能穩(wěn)定；PLC 輸出信號(hào)Y4、Y5、Y6、Y14、Y15、Y16 通過輸出繼電器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6 觸動(dòng)信號(hào)發(fā)射器，發(fā)出準(zhǔn)確的控制信號(hào)。

圖1 電源原理

圖2 PLC 控制原理和信號(hào)發(fā)射原理

（3）信號(hào)接收器原理和執(zhí)行控制原理如圖3 所示，圖中遙控信號(hào)接收器安裝在移動(dòng)的電動(dòng)葫蘆上，負(fù)責(zé)接收遙控信號(hào)并通過K1、K2、K3、K4 控制電動(dòng)葫蘆小車、吊鉤自動(dòng)運(yùn)行，KM1 為小車上行繼電器，KM4 為小車下行繼電器，KM2 為吊鉤上升繼電器，KM3 為吊鉤下降繼電器。

（4）PLC 輸入輸出原理如圖4 所示，本次改造實(shí)現(xiàn)2 個(gè)工位的自動(dòng)控制，PLC 只需要40 個(gè)點(diǎn)（24 點(diǎn)輸入、16 點(diǎn)輸出）就能完成控制功能，X0～X27 是現(xiàn)場輸入的控制信號(hào)端子，Y0～Y21 是控制指令輸出端子，通過PLC 編程，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工位生產(chǎn)原料自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，并可以（手動(dòng)/自動(dòng)）切換。

5 方案實(shí)施

上述設(shè)計(jì)方案原理，采用圖5 方案實(shí)施。

（1）電氣控制柜為固定式安裝，內(nèi)部裝有PLC 控制器，外部掛裝有遙控發(fā)射器，頂部裝有信號(hào)發(fā)射天線；主令控制箱安裝在自動(dòng)運(yùn)行的電動(dòng)葫蘆上，外部掛裝有遙控接收器，頂部裝有信號(hào)接收天線；上升限位傳感器裝設(shè)于與電動(dòng)葫蘆本體下方相連的支撐桿上；運(yùn)行位置傳感器裝設(shè)于與單軌道相連的支撐桿上；無縫滑觸線裝設(shè)于單軌道上，其與裝設(shè)于下方的主令控制箱滑動(dòng)連接。

圖3 信號(hào)接收器原理和執(zhí)行控制原理

圖4 PLC 輸入輸出原理

（2）預(yù)先編制邏輯控制程序并調(diào)試正常，下載到PLC 存儲(chǔ)器里，PLC 運(yùn)行程序，控制指令通過遙控發(fā)射器發(fā)出，遙控接收器收到控制指令并驅(qū)動(dòng)主令控制箱內(nèi)的主令元件，控制電動(dòng)葫蘆執(zhí)行升降或行走等各種動(dòng)作，通過多個(gè)運(yùn)行位置傳感器和上升限位傳感器反饋運(yùn)行位置信號(hào)和提升高度信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單軌多工位控制，達(dá)到遙控電動(dòng)葫蘆自動(dòng)運(yùn)行目的。

6 控制程序編輯

圖5 方案實(shí)施

圖6 3 個(gè)工位的流程

3 個(gè)工位的流程如圖6 所示，同樣適用于2 個(gè)工位的控制方案。運(yùn)行過程中，可在任意工位上料，原料運(yùn)往下一工位后如接收工位無人下料，小車將停止等待。不需要原料的工位，只須在PLC 輸入端增加一個(gè)常開點(diǎn)即可。

7 結(jié)論

經(jīng)過本次技術(shù)升級(jí)改造，遙控裝置在PLC 控制系統(tǒng)中應(yīng)用成功，將一臺(tái)老舊手操電動(dòng)葫蘆改造成了自動(dòng)運(yùn)行的電葫蘆，煥發(fā)設(shè)備潛在活力，原理先進(jìn)，控制線路簡單，經(jīng)過編程和調(diào)試，運(yùn)行安全可靠、故障率較低、節(jié)約了人工成本、工作效率高，能滿足工序間生產(chǎn)原料轉(zhuǎn)運(yùn)的要求。