作為載體的堇青石蜂窩陶瓷，形似蜂窩煤，只是其上密布的穿心孔十分細�。ā�1mm左右）。裝置于汽、柴油車(chē)輛的排氣管內，作為排除廢氣和消音器用。為達到車(chē)輛尾氣環(huán)保排放的目的，穿心孔內需均勻地涂覆高科技環(huán)保材料-料漿。自動(dòng)料漿涂覆機即為此項加工的生產(chǎn)機械。

　　為使設計、制造并投入使用的自動(dòng)料漿涂覆機，在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕操作者勞動(dòng)強度、保證產(chǎn)品合格率等方面有所創(chuàng )新，其電氣控制部分是否具備自動(dòng)化程度較高、運行安全可靠、安裝維護方便的特點(diǎn)，顯得尤為重要。

　　一、電氣控制系統組成

　　電氣控制系統方案的總體思路是：ⅰ。最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程工藝對電氣控制的要求；ⅱ。在滿(mǎn)足控制要求的前提下，綜合考慮實(shí)用性、自動(dòng)化程度、制造成本、使用維護方便等因素，電路結構力求簡(jiǎn)單、優(yōu)化；ⅲ。合理地選用新型、優(yōu)質(zhì)的電器元件，確保使用的安全、可靠，同時(shí)兼顧新穎、美觀(guān)和技術(shù)進(jìn)步。

　　1.生產(chǎn)過(guò)程工藝。依據該項目機械部分設計的指標，整機結構由進(jìn)/出載體的輸送帶、夾持載體加工的機械手、盛料漿（環(huán)保材料）的料盤(pán)、將料漿抽吸入穿心孔內的吸盤(pán)、保證料漿涂覆均勻而往復吹風(fēng)的風(fēng)刀、接納廢料漿的接料盤(pán)等組成。除進(jìn)、出工件的輸送帶由電動(dòng)機拖動(dòng)外，其余動(dòng)作均由氣動(dòng)裝置完成。為此，整機裝置有37個(gè)小型氣動(dòng)電磁閥控制氣動(dòng)缸的動(dòng)作。完成一個(gè)載體加工過(guò)程的工步如圖1所示。

　　2.對控制系統的技術(shù)要求。充分考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕操作者勞動(dòng)強度等因素，該系統應有較高的自動(dòng)化程度。

　�、挪僮�、安裝、維護簡(jiǎn)便，且具備應有的保護環(huán)節。⑵具備連續循環(huán)運行功能。⑶具備單循環(huán)運行功能。⑷具備各工步單獨運行功能。⑸具備常見(jiàn)故障情況下的聲光報警和故障內容顯示功能。⑹可顯示、設置、修改有關(guān)的運行參數。

　　3.控制系統組成。該系統采用集中控制。由主控PLC、人機界面、I/O接口，故障聲光報警，電動(dòng)機控制器、工作狀態(tài)指示、電磁閥組等組成。如圖2所示。

　　二、電氣控制方案的實(shí)現

　　1.為使該機達到操作簡(jiǎn)單，安裝便捷，維護方便和運行安全的指標，電氣控制系統采取了實(shí)踐證明行之有效的相關(guān)措施；

　�、耪麢C控制電源裝設漏電保護器作為隔離開(kāi)關(guān)和短路保護，以確保整個(gè)系統的安全性。⑵采用集中控制。除電動(dòng)機和電磁閥組外，所有的控制系統元件均裝設在控制柜內�？刂乒駷榱⑹戒撉贅拥慕Y構。顯示面板上裝置有總電源、控制電源、運行、停止、故障等的指示燈和數字電子計數器（產(chǎn)量統計）；操作面板上裝置有觸摸操作顯示屏及其開(kāi)關(guān)，急停、控制電源、運行、停止等按鈕、開(kāi)關(guān)。⑶簡(jiǎn)單化操作。人機界面采用可與PLC內置串口RS-232通訊的觸摸操作顯示屏。它可在屏幕上直觀(guān)地顯示工藝所要求的所有運行數據；也可輕觸設置在相關(guān)屏幕上的“軟按鈕”，操縱PLC完成相應的程序、查看有關(guān)的信息或設置相關(guān)的參數。

　　輕觸其上的軟按鈕，即可進(jìn)入相應的操控界面。鑒于篇幅有限，其余各界面的屏幕不一一示出。在不需監視運行狀況和設置相關(guān)運行參數的情況下，也可不打開(kāi)觸摸屏而直接按控制臺面上的“運行”、“停止”按鈕，系統也可按預定的程序自動(dòng)運行或停止。既方便了操作，又有利于延長(cháng)觸摸屏的使用壽命。⑷由于運送載體進(jìn)、出的輸送帶的電動(dòng)機容量較�。�370W和250W），可直接用開(kāi)關(guān)控置。但為了達到失壓和欠壓保護的目的，依然采用接觸器驅動(dòng)方式，并裝置熱繼電器對電動(dòng)機實(shí)行熱過(guò)載保護。⑸為給安裝、檢修、維護帶來(lái)方便，電控柜與機械部分的連接采用接插件方式，且注重部局的合理、有序。

　　2.為提高整機的自動(dòng)化程度，確保運行的穩定、可靠，主控采用性能價(jià)格比較高的新型PLC，由自帶模擬量I/O口的歐姆龍（OMRON）CP1H主機配以擴展I/O模塊承擔。它與人機界面之間通過(guò)內置的RS-232C串口進(jìn)行通訊。

　　3.程序的編制充分考慮了可連續循環(huán)運行的銜接和聯(lián)鎖、互鎖問(wèn)題。為此，將PLC的基本控制指令與數據比較、數據傳輸、數據移動(dòng)、數據轉換、邏輯、四則運算等指令進(jìn)行優(yōu)化組合而構成系統的控制程序。整個(gè)程序完全滿(mǎn)足了控制過(guò)程的要求，可靠地實(shí)現自動(dòng)運行的指標。同時(shí)，還可實(shí)時(shí)采集、轉換、傳遞有關(guān)數據，并在觸摸屏上直觀(guān)地顯示；也可接收并存儲操作者設定的有關(guān)參數，用于控制系統的運行。

　　4.為適應運行參數變更后檢驗產(chǎn)成品是否合格的需要，系統具備“單循環(huán)”功能。即：“啟動(dòng)”后系統將在加工完單個(gè)載體后自動(dòng)停止，便于驗證產(chǎn)成品是否合格，以保證系統在“自動(dòng)循環(huán)”加工時(shí)處于最佳狀態(tài)。

　　5.為給調試、維護、檢修帶來(lái)方便，專(zhuān)門(mén)設置有單動(dòng)操作屏。輕觸其上的軟按鈕，可操縱各工步單獨動(dòng)作。

　　6.產(chǎn)品的合格率與涂覆程度密切相關(guān)，確保涂覆均勻而又不堵塞穿心孔是至關(guān)重要的。因此，涂覆過(guò)程的有關(guān)運行參數，如抽吸量、吹風(fēng)往復次數、載體翻轉次數等，必須可以變更。為此，特設有參數設置屏。

　　7.為方便查詢(xún)有關(guān)的信息，系統設置有信息屏。

　　8.當系統發(fā)生故障時(shí)，將發(fā)出聲、光報警。此時(shí)可輕觸相關(guān)操作屏上的“故障查詢(xún)”鈕，進(jìn)入故障信息屏查看故障原因，即可明確故障發(fā)生的準確部位。輕觸其上的“關(guān)閉報警”鈕，聲、光報警即停止，但產(chǎn)生故障的條件未解除前，該故障信息將始終顯示。

　　9.料漿的抽吸量是保證涂覆質(zhì)量的關(guān)鍵參數。系統采用超聲波傳感器檢測并控制料盤(pán)上升的高度和抽吸量，其輸出的4-20mA模擬量，經(jīng)過(guò)程序轉換、定標后，供顯示、控制用，確保抽吸量的精確無(wú)誤。

　　三、電氣控制系統的特點(diǎn)

　　1.該系統使用的超聲波傳感器，具有體積小、重量輕、安裝接線(xiàn)簡(jiǎn)單、可長(cháng)期通電、工作穩定、維護便捷、精度高等優(yōu)勢。由其構成檢測裝置，使得抽吸量的精確度大為提高。

　　2.程序的編制重視了整個(gè)程序的循環(huán)掃描周期和實(shí)時(shí)響應問(wèn)題。在最大限度滿(mǎn)足工藝過(guò)程的前提下，編制的程序盡可能簡(jiǎn)短；同時(shí)通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執行辦法，來(lái)縮短循環(huán)掃描周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應性。

　　3.提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)成品的合格率，是研發(fā)本機的側重點(diǎn)。為此，編制的程序采取了相應的措施。

　�、盘岣呱�產(chǎn)效率的措施之一，是該機夾緊裝置有兩套（A、B），由回轉裝置控制互為1800水平回轉。即A夾緊載體后回轉1800進(jìn)行涂覆加工時(shí)，B則完成載體上機、載體上升、載體夾緊后等待；當A涂覆完畢回轉1800回位后，B已回轉1800至涂覆工位進(jìn)行涂覆加工，此時(shí)A則完成松開(kāi)載體、載體下降、推出載體后，再行載體上機、載體上升、夾緊載體后等待，……如此循環(huán)往復。程序的編制利用了可編程控制器的記憶和判斷功能，可正確識別A、B所處位置，并保證在上一次停機后無(wú)論是A或B停于初始位置，再次啟動(dòng)均可正常自動(dòng)運行。

　�、铺岣呱�產(chǎn)效率的措施之二，是在不影響各工步正常動(dòng)作的前提下，將圖1的運行工步進(jìn)行適當的整合。既減少了程序的步數，又縮短了單個(gè)載體加工過(guò)程的時(shí)間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。整合后的工步如圖4所示。

　�、潜ＷC合格率的措施之一是抽吸量的準確度。為此，除注重超聲波傳感器的安裝工藝、避免其受到干擾外，編程中應用了CPU的傳送、轉換、比較、運算等指令來(lái)保證數據的準確，且將抽吸的真空壓力值、抽吸時(shí)間、預設抽吸量一并作為步進(jìn)脈沖的觸發(fā)條件，以保證抽吸量的準確。

　�、缺ＷC合格率的措施之二，是涂覆的均勻程度。此過(guò)程由翻轉、風(fēng)刀往復吹風(fēng)等工步執行，且這些工步各自運行的次數隨載體規格的不同而不同。編制的程序利用CPU的記憶、計數等指令的合理銜接，完全適應于不同規格載體涂覆的均勻程度。

　　4.停機方式的多樣化。為適應不同狀態(tài)下的停機，編制的程序有針對性地采取了二種不同的停機方式：⑴正常停機。任一時(shí)刻輕觸觸摸屏上的“停機”鈕，或按動(dòng)控制臺面上的“停機”按鈕，系統不再執行“載體上機”工序的同時(shí)，將自動(dòng)運行至已上機的載體的加工全過(guò)程結束后，自動(dòng)停止。⑵緊急停機。運行過(guò)程中如遇異常情況，可按下控制臺面上的“急停”或觸摸屏上的“急停”鈕，系統則中止運行；若需繼續運行，可將“急停”按鈕復位后重新“啟動(dòng)”，系統將接續中止前的工步自動(dòng)運行。

　　5.移位指令的運用：利用IR區的兩個(gè)工作位產(chǎn)生步進(jìn)脈沖，配合SFT（10）指令控制的字，共同構成步進(jìn)脈沖移位功能，并注意各步進(jìn)位之間的互鎖和觸發(fā)條件。使得各工步接轉準確、連續、不受干擾，且有利于工步的擴展和調整。

　　四、使用效果

　　該系統全面滿(mǎn)足了堇青石蜂窩陶瓷料漿自動(dòng)涂覆機的控制要求。具備了技術(shù)含量較高，電路結構新穎，操作簡(jiǎn)單方便，顯示直觀(guān)明了，調整維護便捷，參數變更容易，運行安全可靠，保護功能完善等特色。因此，受到用戶(hù)特別是操作者的歡迎。用戶(hù)反饋：該機技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)率比前一代機型增加近一倍；整機體積小、重量輕、噪音低；拆裝、搬運容易；操作、維護簡(jiǎn)便。

　　參考文獻

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