摘要  闡述了GE可編程控制器和一體化工作站在銅線桿受線、打包、運(yùn)輸控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重，完成標(biāo)簽打印、數(shù)據(jù)庫的建立、數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)。 關(guān)鍵詞  可編程控制器  上位控制站  標(biāo)簽打印  銅線桿

1、概述        本控制系統(tǒng)是針對云南銅業(yè)股份有限公司加工分廠連鑄連軋生產(chǎn)線中，對銅線桿完成線圈的接收、壓實(shí)、稱量以及運(yùn)輸?shù)呐涮醉?xiàng)目。本方案所提供的系統(tǒng)構(gòu)成，在完成生產(chǎn)設(shè)備的工藝控制的同時(shí)，完成標(biāo)簽的打印、以及本地?cái)?shù)據(jù)庫的建立、查詢、統(tǒng)計(jì)功能。同時(shí)，針對日益普及的生產(chǎn)信息化建設(shè)，本系統(tǒng)預(yù)留豐富的網(wǎng)絡(luò)接口，以備日后使用。

2、工藝過程及要求       本系統(tǒng)工藝設(shè)備主要由四套正反轉(zhuǎn)輥道輸送機(jī)、一套托盤升降機(jī)、一套線圈壓實(shí)機(jī)、一套電子秤自動(dòng)稱重裝置及液壓站等構(gòu)成，其中升降機(jī)、壓實(shí)機(jī)等由液壓站油泵實(shí)現(xiàn)操作。       其中四臺(tái)正反轉(zhuǎn)輥道輸送機(jī)按工藝要求分成四個(gè)工段完成托盤的運(yùn)送，在1#輸送機(jī)中放置有兩個(gè)A、B受線托盤，在該工段完成銅線圈的接受、當(dāng)受線托盤A完成受線后送至2#工段。同時(shí)將B托盤送到受線位置，在2#工段完成壓實(shí)、打包，完成后送至3#工段，在3#工段完成自動(dòng)稱重，后送入4#工段，由插車運(yùn)走，當(dāng)四個(gè)工段的任務(wù)完成后，四臺(tái)輸送機(jī)反轉(zhuǎn)將A托盤送回到1#工段等待位置，A、B托盤重復(fù)上述過程。        升降機(jī)主要完成線圈的受線要求，當(dāng)托盤到達(dá)升降機(jī)中心位置時(shí)，升降機(jī)將受線托盤提升到工藝要求的最高位置，開始受線，受到一定的高度，提升機(jī)下降一定的高度，繼續(xù)受線到原高度時(shí)，提升機(jī)按要求又下降一定的高度繼續(xù)受線，再到達(dá)原高度時(shí)，完成受線，并降至最低即托輥道上，啟動(dòng)1#  輸送機(jī)將受線完的托盤送至2#工段，同時(shí)將待受線托盤送至升降機(jī)中心位置，重復(fù)上述過程。       壓實(shí)機(jī)主要完成線圈的壓實(shí)、打包。當(dāng)受線完的托盤到達(dá)2#工段的壓實(shí)機(jī)中心時(shí)，壓實(shí)機(jī)啟動(dòng)下壓圓盤將線圈壓實(shí)，進(jìn)行包裝、打帶、確定完成后，放行至3#工段進(jìn)行稱重。 在3#工段的輸送機(jī)下安裝有托利多的電子緩沖稱，可完成自動(dòng)稱重、顯示、打印。       在4#工段按有警示燈和鈴，當(dāng)受線托盤到該工段時(shí)，可提醒操作人員將成品線圈運(yùn)走，當(dāng)受線線圈運(yùn)走后，托盤被送回至待受線位置等待。       工藝要求是：1）除壓實(shí)機(jī)為現(xiàn)場操作箱手動(dòng)控制外，其余各設(shè)備均由PLC自動(dòng)控制，且各設(shè)備均能實(shí)現(xiàn)單機(jī)調(diào)試與控制。2）循環(huán)周期，連鑄連軋生產(chǎn)線每小時(shí)出線圈3卷，即每20分鐘必須完成受線、輸送、壓實(shí)、打包、稱重計(jì)量、將線圈從輥機(jī)上的托盤上搬走、輥道機(jī)反轉(zhuǎn)將空托盤回送到預(yù)定位置等全部程序。3）自動(dòng)控制以時(shí)序控制為主，同時(shí)判斷每一步驟是否完成，超過時(shí)間未完成給出報(bào)警信號，出現(xiàn)故障則停機(jī)。

3、系統(tǒng)方案、配置及實(shí)施        本控制系統(tǒng)使用PLC和工業(yè)現(xiàn)場工作站來構(gòu)成，分別完成設(shè)備連鎖、順序控制以及數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)控、標(biāo)簽打印、數(shù)據(jù)庫管理及查詢、統(tǒng)計(jì)。本方案控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本示意圖如下：

系統(tǒng)受控設(shè)備及受控量如下： ?受控設(shè)備為：正反轉(zhuǎn)輥道輸送機(jī)4臺(tái)（4?7.5kW）；液壓站油泵2臺(tái)（2?37kW）；循環(huán)泵1臺(tái)（1?7.5kW）；加熱器2個(gè)（2?1.8kW）；冷卻水電磁閥1個(gè)；加載電磁閥1個(gè)；升降機(jī)上升電磁閥1個(gè)，下降電磁閥1個(gè)；壓實(shí)機(jī)下壓電磁閥1個(gè)，回升電磁閥1個(gè)；警示燈1個(gè)；電鈴1個(gè)；氣動(dòng)擋鐵伸出電磁閥5個(gè)，縮回電磁閥5個(gè)；標(biāo)簽打印機(jī)1臺(tái)；故障報(bào)警峰鳴器1個(gè)。 ?開關(guān)量檢測信號為：電動(dòng)機(jī)過流信號7個(gè)；油溫信號5個(gè)；油箱油位信號4個(gè)，壓力開關(guān)信號5個(gè)；截止閥行程開關(guān)3個(gè)；壓實(shí)機(jī)互鎖行程開關(guān)2個(gè)；壓盤行程開關(guān)1個(gè)；接近開關(guān)10個(gè)；光電開關(guān)12個(gè)；壓實(shí)機(jī)放行信號1個(gè)。 ?模擬量檢測信號為：托利多電子緩沖秤1臺(tái)。 控制系統(tǒng)的配置如下： ?一體化工作站選用臺(tái)灣ICP的WS-615，該一體化工作站性能比較穩(wěn)定。 ?PLC選用美國GE公司的90-30系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品是目前性能價(jià)格比較高的PLC產(chǎn)品之一。其開放性比較好，擴(kuò)展容易，非常容易與其它控制系統(tǒng)建立通訊。本方案中選擇CPU364做為系統(tǒng)配置，該CPU使用Intel 386EX做為中央處理器芯片，可以管理4096個(gè)I/O通道，用戶程序可以由32K至240K，內(nèi)含有TCP/IP以太網(wǎng)接口，支持10baseT以及AAUI連接方式，該CPU的速度為0.18mS/1K。針對本控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，系統(tǒng)的數(shù)字量輸入模塊選擇IC693MDL645。該模塊為16點(diǎn)24VDC輸入，正邏輯；系統(tǒng)的輸出模塊選擇IC693MDL940，該模塊為繼點(diǎn)器輸出模塊，每個(gè)模塊16點(diǎn)，每點(diǎn)負(fù)荷可達(dá)2A。為實(shí)現(xiàn)與本系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的工藝連鎖以及互動(dòng)控制，在本系統(tǒng)中，增加了1塊模擬量輸入模塊（4-20mA，16通道）。本系統(tǒng)所選擇的PLC可以支持諸多網(wǎng)絡(luò)，考慮到與上位機(jī)通訊的速率以及通訊建立的簡潔性，本系統(tǒng)使用Ethernet（以太網(wǎng)）通訊方式。 ?限位檢測元件選用德國SICK公司生產(chǎn)的WS/WE160對射式光電開關(guān)和IM18接近開關(guān) ?標(biāo)簽打印機(jī)使用美國DataMax公司生產(chǎn)的ProdigyPLUS熱敏標(biāo)簽打印機(jī)。 ?本系統(tǒng)方案中，上位軟件選擇美國WonderWare公司的InTouch7.0作為上位軟件的開發(fā)平臺(tái)。與本系統(tǒng)中的PLC通訊的方式使用基于TCP/IP以太網(wǎng)的GE HCS通訊協(xié)議。系統(tǒng)中，標(biāo)簽打印、設(shè)備監(jiān)控、PLC故障診斷等均由本平臺(tái)完成。 ?本控制系統(tǒng)配置上位機(jī)控制臺(tái)、低壓配電柜、PLC控制柜、現(xiàn)場手動(dòng)操作臺(tái)和壓實(shí)機(jī)現(xiàn)場操作箱各一套。       控制系統(tǒng)可通過上位機(jī)控制臺(tái)上的手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換由PLC完成整個(gè)工藝過程的自動(dòng)控制和現(xiàn)場操作臺(tái)手動(dòng)操作各工段的單機(jī)設(shè)備來完成整個(gè)過程。其具體方法可通過下面的控制原理方框圖加以了解。

4、系統(tǒng)功能及特點(diǎn) 1）在上位機(jī)上可觀察到整個(gè)工藝過程，及時(shí)了解生產(chǎn)狀況；保證了工藝設(shè)備的穩(wěn)定、可靠的連鎖以及順序控制； 2）在上位機(jī)上可實(shí)現(xiàn)對PLC設(shè)備的故障診斷，提高設(shè)備有效作業(yè)率以及設(shè)備的有效利用率。 3）可在上位機(jī)和現(xiàn)場稱重顯示器同時(shí)了解線圈重量，并對該線圈的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入上位機(jī)，即可精美、準(zhǔn)確地完成標(biāo)簽打印，以便掌握每一卷線圈的重量及質(zhì)量。 4）生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的建立便于對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的保存、查詢和統(tǒng)計(jì)。

5、結(jié)束語        該系統(tǒng)自投運(yùn)以來，運(yùn)行良好，故障率極低，由于從受線、壓實(shí)、打包、運(yùn)輸整個(gè)過程較長，即使手動(dòng)操作該系統(tǒng)也較為方便，這樣一來，大大降低了操作人員和維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

《參 考 文 獻(xiàn)》 1、GE Fanuc Automation 系列90TM-30/20 可編程控制器參考手冊。 2、GE Fanuc Automation 系列90TM-30/20 可編程控制器設(shè)計(jì)指南。 3、InTouch7.0監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)手冊。 4、《工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用》—電子工業(yè)出版社。

Copper Rod Pack and Transport Control System Xu Xiao Ping    Xu jiang chun (Information Engineering And Automation College,Kunming University of Science and Technology, Kunming 650051 ) Abstract  The article introduces copper rod winding , packing and tranesfering control system using GE Fanuc PLC and it’s all-in-one work station . The system accomplishes automatic weighing , tag printing , data base constructing and maintaining , information querying and statistics conducting . Key words Fanuc Automation ; all-in-one work station ; tag printing ; copper rod 作者簡介：許曉平，男，1965年出生，85年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化儀表專業(yè)，現(xiàn)任昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院自動(dòng)化系副教授，一直從事測控技術(shù)及自動(dòng)化領(lǐng)域的教學(xué)和研究工作。聯(lián)系電話：0871—3304192， 13808715656。聯(lián)系地址：云南省昆明市環(huán)城東路50號昆明理工大學(xué)信自學(xué)院自動(dòng)化系（新迎校區(qū)）。郵編：650051。

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