基于PLC无纸石膏板码垛控制系统的设计与实现.pdf

基于P L C 无纸石膏板码垛控制系统的设计与实现 Desi gn and i m pl em ent at i on o f paper l es s gyps um boar d b ased on PLC cont r ol au t om a t i c s t acki ng s ys t em 王军 W ANG J u n 山东省泰安市农业机械科学研究所，泰安 2 7 1 0 0 0 摘要 为满足一种玻璃纤维增强石膏板生产自动码垛的需要，设计并开发了码垛自动控制系统。该自 动控制系统根据光电传感器、位置开关、继电器等反馈信号，通过P L C 进行运算，控制电机、 气缸、真空吸盘等，实现此种石膏板的自动切断、翻板、加入垫板、码垛、码垛小车位置切换 及垫板自动升降等动作。通过实际应用， 该系统运行平稳， 性能可靠，大幅提升了生产效率。 关键词玻璃纤维增强石膏板；码垛；P L C；自动控制系统 中图分类号 T P2 7 8 ；T P2 7 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 5 0 9 下 一 O 1 5 O 一 0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 5 ． 0 9 下 ． 4 0 0 引言 玻璃纤维增强石膏板，它是一种以石膏粉为主要原 料，以玻璃纤维，纸纤维，植物纤维等为增强材料的一 种新型建筑石膏板材。该产 品可以大量节约护面纸和木 浆的消耗 ，产 品的力学性能、握钉力、防火性能、隔声 性能、吊挂性能、抗裂防震性能、后处理性能和后加工 性能都是纸面石膏板无法比拟的。 本文针对玻璃 纤维增 强石膏板生产 时 自动码垛 作 业研究开发了基于P L C的码垛 自动控制系统。该控制系 统根据生产线中的光电传感器、位置开关、接近开关等 反馈信号，通过P L C 进行运算，控制电机、气缸、电磁 阀等的运行，实现玻璃纤维增强石膏板的定长切断、加 速 、翻板、加入木隔板 、码垛 以及码垛A、B工位的 自 动切换、码垛小车和木隔板高度 的自动调节等工序，码 垛好的石膏板通过 自然晾晒的方式进行干燥。 1 系统设计方案 玻璃纤维增强石膏板 自动码垛生产 的工艺流程如图 1 所示 。 图1 玻璃纤维增强石膏板 自动码垛工艺流程 图 定长切断根据石膏板生产的需要，设定石膏板的 长度，并对定长测定光 电传感器进行调节 ，当达到长度 要求时发出开关量信号 ，切断部装的定位锁钩打开，夹 持气缸动作，切断电锯运转 ，切断横 向电机离合动作， 带动切断电机进行切断作业 。 加速输送切断电锯切断作业完成后 ，触发位置开 关信号，加速辊道电机运转。 翻板 加速输送的石膏板到达限位后，触发位置开 关信号，翻板 电机动作，进行玻璃纤维增强石膏板翻板 作业 。 横向输送 翻板后，横向输送电机运行 ，将玻璃纤 维增强石膏板输送到码垛工位。 放入木隔板码垛流程初始时，码垛垂直气缸 下 降，木隔板真空阀动作，木隔板吸盘将木隔板吸住 ，码 垛垂直气缸上升，码垛平移气缸动作 ，将木隔板带到码 垛小车A位上方，当触发横 向输送位置开关后，码垛垂 直气缸下降，石膏板真空阀动作 ，石膏板吸盘将石膏板 吸住，同时木隔板真空阀释放真空，木隔板留置到码垛 小车A位。 码垛石膏板码垛垂直气缸上升，石膏板吸盘和木隔 板吸盘真空阀动作保持，码垛平移气缸动作，将石膏板带 到码垛小车A位上方，触发位置开关后，码垛垂直气缸下 降，下降到位后石膏板真空阀释放，石膏板留置在码垛小 车A位木隔板上，同时木隔板真空阀释放动作，将木隔板 储放工位的木隔板吸住，重复放入木隔板动作。 石膏板转场 码垛小车A位 或B位 码垛满后 ， 由人工开动叉车，将码垛好的石膏板运输到晾晒场地。 石膏板晾晒码垛好的石膏板在 自然 日光环境和 良 好通风条件下晾晒到标准要求。 2 电气控制设计 2 ． 1硬件结构 本生产线采用现场控制模式 ，设备的电器控制柜及 收稿日期2 0 1 5 - 0 5 - 2 6 作者简介王军 1 9 7 8一 ，男，山东泰安人，工程师，本科，研究方向为机电一体化设计。 [ 1 5 0 ] 第3 7 卷第9 期2 0 1 5 一 o g 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 故障信号，实现故障报警以及反向顺序停机。正向顺序 启动时，以上一设备的启动完成信号触发延时动作，从 而保证设备连续运行的可靠性 。 3 ． 2 梯形图设计 梯形 图是在常用 的继 电器与接触器逻辑控制基础 上简化了符号演变而来的，具有形象、直观、实用等特 点，是 目前运用上最多的一种P L C的编程语言。本 自动 控制程序部分梯形图如图5 所示。 4 结论 作者应用F X 2 N一 1 2 8 MR 实现了玻璃纤维增强石膏板 生产线码垛部分的 自动化控制及监控，操作简便。经过 一 年多实际运行 ，证 明系统工作稳定可靠，提高了玻璃 纤维增强石膏板生产线的 自动化生产水平 ，改善了操作 工人的劳动环境和劳动条件，增强了玻璃纤维增强石膏 板生产 的连续性和稳定性，提高了产品质量，提升 了企 业的生产效率，增加了企业的利润及效益。 参考文献 【 1 】 陈燕， 岳文海 ， 董若兰． 石膏建筑材料 [ M] ． 北京 中 国建材 工业 出 版 社， 2 0 1 2 ． 6 ． [ 2 ] 三 菱电机 自动化 上海有限公司． F X1 S ， F X1 N，F X2 N， F X2 NC 编程手册 基本指令， 步进梯形指令， 应用指令说 明书[ z ] ． 2 0 0 0 ．4 ． 【 3 】 三菱 电机 自动化 上海 有 限公司 ．F X2 N系列微 型可编程控 制器 使用手册【 z 】 ． 2 0 0 7 ． 1 ． [ 4 ] 陈洁， 张钰澄， 陈沈 绪恺． 三菱F X2 N P L C 控制 系统应 用案例精解 [ M】 ．北京 电子工业 出版社， 2 0 1 2 ． 3 ． [ 5 】 韩骏， 卢宗慧， 胡卫 宁， 田博， 武名虎． 堆垛机 的几 种定位控制方式 『 J ] 0 造业 自动化， 2 0 1 5 ， 0 4 1 , 5 ． 图5 梯形图 [ 6 ] 谢晋， 张伟， 金杰峰， 楼 向明． 码垛生产 线物 流控制系统设计 【 J ] ． 制 造业 自动化， 2 0 1 4 ， 1 6 1 3 4 1 4 0 ． 【 7 ] 冯 勇军， 李 宁， 童光华， 王 新刚． 立体仓库 用堆垛机 的设计与选用 [ J 】 ． 制造业 自动化， 2 0 1 3 ，2 4 7 7 7 9 ． 血血 血 血血 血 血 血 血 血血 【 上接第 1 1 6 页 】 过计算确定了连杆的长度，完成 了举升液压缸 的选择， 并绘制 了基座和连杆的三维图； 3利用I n v e n t o r 软件绘制 了停车装置的三维组装 图；加载模拟运动表明设计方案合理，各构件满足强度 要求，运动过程中不存在干涉现象，能够实现车辆的存 取运动功能； 4 设计的微型立体停车装置具有 结构简单、安装 方便、对司机驾车要求较低等优点，可为解决城市中已 建城区停车难 问题提供参考 ，具有很好的现实意义和 良 [ 1 5 2 1 第3 7 卷第9 期2 0 1 5 0 9 下 好的推广价值 。 参考文献 【 1 】何守训． 无避让立体车库机械部分的研究【 D 】 ． 济南． 山东科技大 学，2 0 1 2 ， 0 6 ． [ 2 】 梁嘉 麟 ． 独 立 使用 的 家用 液压 微 型立 体 车 库 的结构 形 式 中 国，2 0 1 2 1 0 0 8 4 1 1 6 ． 9 【 P ] ． 【 3 】 张红涛．一种无避让式双层立体停车库 中国，2 0 1 2 1 0 2 6 1 0 5 5 ．9 11 “ ] ． 【 4 ] 闰存富， 张洛明， 胡瑞华， 等． 一种上摆下移式立体停车装置 中 国， 2 0 1 3 ， 2 ． o 2 9 0 o 0 7 ．2 [ P ] ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m