PLC用于懸鏈自動(dòng)控制系統的升級改造
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一． 引言
卡車(chē)公司第一涂裝線(xiàn)建于80年代初期，由德國工控公司設計施工，電氣控制采用繼電器控制系統，復雜系數相當高，可謂繼電器控制系統典范，隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，原控制原理已經(jīng)落后，而且接線(xiàn)復雜，其維護和改進(jìn)都比較困難，由于使用時(shí)間過(guò)長(cháng)，電氣元件不斷老化，故障增多，而且故障點(diǎn)不易查找，以不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，因此，我們對懸鏈系統進(jìn)行技術(shù)升級，采用PLC控制系統，其性能穩定且造價(jià)低廉，增加了故障顯示功能，大大改善了設備運行的可靠性，使生產(chǎn)效率提高，設備維修方便。
二． 設備改造前存在的問(wèn)題，改造工作原理及方案
1．改造前存在的問(wèn)題
① 經(jīng)常出現安全事故和制約生產(chǎn)
原系統采用繼電器控制，其控制原理落后、接線(xiàn)復雜，安全措施不夠全面，經(jīng)常出現室體大門(mén)誤動(dòng)作擠壞駕駛室的事故，嚴重的會(huì )導致駕駛室報廢，從而給企業(yè)帶來(lái)不必要的損失，也嚴重制約著(zhù)生產(chǎn)節拍。
② 維修困難和維修費用過(guò)高
由于使用時(shí)間過(guò)長(cháng)，電氣元件不斷老化，故障增多，而且故障點(diǎn)不易查找，從而導致維修時(shí)間過(guò)長(cháng)，維修費用過(guò)高，由于系統誤動(dòng)作或其他原因導致主控接觸器和保險頻繁損壞，平均每月至少要更換4臺接觸器，大大提高了維修成本。
?、?nbsp;可操作性太差
由于本系統控制原理復雜、連鎖較多，使用了相當多的中間繼電器，在操作中經(jīng)常需要操作人員用手去按繼電器輔助系統工作，一是操作人員的人身安全難以保障，二是由于操作失誤或操作不熟練造成的故障較多，從而使電氣維修人員排查起來(lái)相當困難。
2．系統工作原理
我們在流水生產(chǎn)過(guò)程中工件一直懸掛在掛具上面，由懸鏈實(shí)現移動(dòng)、擺動(dòng)及工位循環(huán)，依次經(jīng)過(guò)的工序有預處理----電泳----水洗----烘干，然后下線(xiàn)，也就是說(shuō)如果懸鏈出現問(wèn)題，標志著(zhù)整條生產(chǎn)線(xiàn)無(wú)發(fā)正常運行，這也是我們選擇對其進(jìn)行技術(shù)升級的原因，由于其控制原理復雜，在此我們只做簡(jiǎn)單講述：系統上電運行后，懸鏈無(wú)動(dòng)作，當電泳升降機發(fā)送給本系統一個(gè)擺動(dòng)信號時(shí)，懸鏈以0.5米為單位的行程低速循環(huán)擺動(dòng)，同時(shí)，發(fā)送給預處理系統一個(gè)噴淋信號，此時(shí)預處理系統為本工位工件進(jìn)行前處理工作，（為電泳做準備），當預處理系統對本工位工件處理完畢后再將信號反饋給本系統，此時(shí)懸鏈擺動(dòng)一個(gè)循環(huán)后返回原點(diǎn)，（停止擺動(dòng)），同時(shí)，將擺動(dòng)完成信號發(fā)送給電泳升降機系統，當電泳完成后再把此信號反饋給本系統，此時(shí)本系統發(fā)送一個(gè)開(kāi)門(mén)信號分別去預處理和電泳系統，電泳和預處理大門(mén)打開(kāi)，當開(kāi)門(mén)信號反饋給本系統后，懸鏈以高速運行使工件移動(dòng)一個(gè)工位，當移動(dòng)完成后，本系統再發(fā)送關(guān)門(mén)信號去預處理和電泳系統，電泳和預處理大門(mén)關(guān)閉，并將信號反饋給本系統，本系統再發(fā)送一個(gè)正常運行信號去電泳升降機，此時(shí)可以推進(jìn)升降機進(jìn)行電泳，同時(shí)懸鏈以0.5米為單位低速循環(huán)擺動(dòng)，至此，工件完成了一個(gè)工位的循環(huán)。
3．改造方案
本著(zhù)降低改造成本的原則，我們選用三菱FX系列PLC做主控，為了提要系統可靠性，外部我們選用OMRON小型密封繼電器、新華空氣開(kāi)關(guān)和接觸器、施耐德按鈕及信號指示燈，保留其原有遠程控制線(xiàn)路及行程開(kāi)關(guān)，控制柜內部重新布線(xiàn)。
硬件部分：
三菱FX1N做主控，輸入信號本著(zhù)從內到外的的原則布線(xiàn)即X000—X010為本操作面板按鈕信號，X011—X037為連鎖和外部行程開(kāi)關(guān)信號，部分輸入信號采用繼電器過(guò)度。輸出信號全部使用OMRON小型密封繼電器過(guò)度，以提高PLC的使用壽命和系統可靠性。外部連鎖信號本著(zhù)先預處理后電泳的原則布線(xiàn)，使檢查維修更加有條序性，部分按鈕使用雙功能，即在自動(dòng)和手動(dòng)兩種狀態(tài)下，同一個(gè)按鈕發(fā)揮兩種不同的功能。部分信號指示燈使用雙顯功能，即同一個(gè)信號燈以一秒時(shí)鐘脈沖閃爍為一種信號狀態(tài)或一個(gè)故障信號，常亮為一種信號狀態(tài)或一個(gè)故障信號，這樣可以顯示更多的故障信號和運行信號，為維修和操作帶來(lái)方便，同時(shí)節約成本。
軟件程序部分：
編程語(yǔ)言采用邏輯梯形圖編程，大部分輸入信號均設PLC內部中間繼電器過(guò)度，便于故障記錄查詢(xún)和程序連鎖，部分信號采用上升沿和下降沿控制，以防止信號誤動(dòng)作或其他干擾，提高系統安全性和可靠性，大部分內部中繼采用置位/復位指令，便于狀態(tài)保留。程序設計中，針對原系統經(jīng)常出現事故和故障的環(huán)節進(jìn)行了細致的分析，增加了多條安全保護程序和故障顯示程序，按鈕信號通過(guò)“手動(dòng)/自動(dòng)”在程序中實(shí)現兩種狀態(tài)，而且部分按鈕信號使用上升/下降沿指令，從而提高可操作性和避免誤操作，程序中使用了一個(gè)強制信號，便于故障自動(dòng)修復。故障顯示程序使用雙故障條件，實(shí)現一個(gè)指示燈兩種故障顯示。
三． 實(shí)施注意事項及內容
1． 重點(diǎn)部分
本系統設計的重點(diǎn)在原控制系統的分析和PLC程序設計部分
由于原系統工作原理復雜，聯(lián)鎖信號繁多，我們必須對其進(jìn)行徹底的研究分析，搞清工作原理，取出所有聯(lián)鎖信號，針對經(jīng)常出現事故和故障的環(huán)節進(jìn)行分析，并且制定出解決方案。在PLC程序部分，重點(diǎn)也是聯(lián)鎖信號，中繼均使用置位/復位指令，安全保護程序必須要全面、有效。
2． 難點(diǎn)部分
本系統施工的難點(diǎn)在遠程線(xiàn)路輸入/輸出部分。
由于繼電器控制和PLC控制的設計思路和施工布線(xiàn)有些區別，我們在保留原遠程線(xiàn)路和開(kāi)關(guān)的基礎上，必須對原線(xiàn)路進(jìn)行細致的測量、改造，原所有急停線(xiàn)路均串聯(lián)在一塊返回控制柜，這樣我們就無(wú)法對信號的來(lái)源進(jìn)行區分，對此，我們拆除原急停線(xiàn)路，使用原急停指示燈線(xiàn)路做遠程急停線(xiàn)路，其他線(xiàn)路根據現場(chǎng)情況進(jìn)行改進(jìn)。
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