PLC在前帮机改造中的应用
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【摘 要】:本文使用了一套基于plc的控制系统,应用于前帮机的改造。通过PLC编程,实现了对前帮机工作流程的全面自动控制、联锁保护功能,提升了设备技术水平,采用接近开关替代了机械式限位开关,提高了设备的稳定性,减少了相关的维修费用。实际运行表明,该改造方案设计合理,运行可靠,显著提高了生产效率。
前帮机;设备改造;PLC
1、 引言
从上世纪80年代以来,随着改革开放政策的实施,中国制鞋工业有了突飞猛进的发展,新材料、新工艺、新技术及新设备也逐步被应用到制鞋生产中。作为一个庞大传统产业,各企业在用的设备是五花八门,技术含量也是参差不齐,加上电气设备老化,故障率高,维护频繁,维修难度大,严重制约了设备备生产效能的发挥。制鞋行业属于劳动密集型、资源加工型产业,流水生产线上每个环节的故障,往往会影响全局,尤其是关键环节的设备出现故障时,整个生产线就可能陷入停顿的境地。为提高旧设备的稳定性,保障生产线的顺畅运行,近期,我们对一台意大利K78老式前帮机进行 技术改造,采用了LG公司PLC控制系统,改造后的性能稳定,得到了使用者的好评。
2、 工艺流程与控制要求
前帮机工作流程如下:⑴打开前帮机电源,待底芯达到设定加热温度后,进行工作状态;⑵操作者把鞋帮摆放到工作位置;⑶踏左开关踏板一次,前帮机1号或1、2号钳夹住鞋帮(具体1号动作还是1、2号动作,由操作者根据鞋的要求自行设定),同时底盘喷胶;⑷如果鞋帮符合要求,二次踏左开关,前帮机其余钳夹住鞋帮;如不符合要求,踏右开关,设备返回第3步前的状态;⑸等前帮机9把钳子全部平住鞋后,左右手同时拨动“启动”开关(双手操作是为确保操作者安全),设备大架下行;⑹在设备大架下行同时:底盘喷胶,压头、卡带及夹块动作,扫刀动作,各钳依次张开(张开时间由接近开关控制);⑺当扫刀距底芯3mm时,下行底芯;⑻扫刀到位后,副扫刀动作;⑼当操作定时到时后,大架上行,扫刀复位;⑽当扫刀复位接近开关检测到信号时,各钳上升;⑾重复到第2步。
具体的操作工艺流程图如图1:
图1 前帮机工作流程图
3 、系统硬件配置
根据前述控制要求,在充分考虑了系统的可靠性、稳定性、通用性基础上,结合各种PLC的性价比情况,我们选用LG公司MASTER-K Series的PLC控制器K7M-DR60U。该型PLC技术成熟可靠,经济适用,性价比高,具有功能强、速度快等特点,具体配置为:
CPU: K7M-DR60U,自带直流24V 36点输入/继电器24点输出;
IO模块:G7E-DR20A,直流24V 12点输入/继电器8点输出
同时,我们采用国产接近开关替代原K78前帮机使用的机械式微动开关,用以控制各边钳的动作顺序。其具体型号为:AIKS公司的ASP01-12b4DPB-1直流DC接近开关,PNP型,三线常开型,外形尺寸M12×1×54,检测距离4.0mm。
4 、PLC控制功能设计
K7M-DR60U的使用的编程工具为:KGL-WIN可编程控制器编程软件。其最高版本为3.65,是英文版;中文版的最高版本为3.62。
根据我们对前帮机的功能分析,在设备工程中主要使用的是顺序控制功能。因此我们使用SFC 顺序功能图(Sequeential Function Chart)来进行PLC控制功能的设计。结合K7M-DR60U的特点,使用启保停电路的编程方法来实现。
由于前帮机在第一次踏左开关时,可选择1钳首先动作和1、2钳同时动作,因此在编程中我们必须使用分支语句。其实现语句如图2:
图2 分支功能语句
在大架下行过程中,压头、卡带及夹块等需要协同工作,因此在编程中我们必须注意并行语句。
5 、运行效果
在改造前,由于原K78前帮机是意大利的七八十年代的产品,电路采用继电器完成控制逻辑功能,随着电气的老化,不稳定的器件造成设备故障频发,繁杂的线路又给维修工作带来诸多困难,严重影响了生产进度和操作者的积极性。
设备在改造后,由于PLC产品的高可靠性,从而使该运行一年多来,基本处于免维护工作状态,保证了前帮机的安全、可靠、稳定的运行,提高了设备的利用率,保障了企业生产的顺利开展。
6、 结束语
在本案中,我们采用PLC软件程序来替代原来的分立继电器控制电路,从根本上解决了因继电器老化甚至失效而导致的逻辑错误,并且PLC硬件的可靠性和稳定性,又设备的长期运行提供了充分保证。从改造后实际运行的效果来看,该系统设计合理,稳定可靠,受到操作者的好评。使用PLC和相关新电子器件对旧设备进行升级更新,是充分发挥企业原有资源最大效能、使旧设备重新焕发新生的最佳的途径。
参考文献:
[1]陶维,史伟民,陈赵颖 机电工程[j] 浙江省机械工业情报研究所 2009(4):
[2]LG PLC编程手册[m] 韩国LG集团LG产电有限公司
[3]浅析九十年代欧洲前帮机的改进与发展 中外鞋业[j] 中国皮革和制鞋工业研究院 1998(.z2)
作者简介:
贾建平(1972--)男,河北盐山县人,工程师,主要从事计算机编程、自动化控制方面的研究