自動控制技術(shù)在拋丸機(jī)中應(yīng)用

摘要：敘述拋丸機(jī)組的工藝流程和技術(shù)參數(shù)，介紹PLC控制系統(tǒng)的具體功能，該控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，效果良好。
關(guān)鍵詞：PLC;變頻器；網(wǎng)格技術(shù)；拋丸機(jī)；自動控制

1工藝簡介
拋丸機(jī)組主要包括拋丸機(jī)輥道及上壓輥、4臺與水平線成45°交錯(cuò)布置的拋丸機(jī)、2臺螺旋收丸機(jī)、2臺丸料提升機(jī)、1套給丸閥門控制機(jī)構(gòu)，以及丸料的凈化及除塵設(shè)備等。拋丸機(jī)布置如圖1所示，圓棒材經(jīng)過拋丸機(jī)組后，可將其表而的氧化鐵皮清除掉。
圖1 拋丸機(jī)布置示意圖
當(dāng)棒材通過拋丸機(jī)組時(shí)，通過四個(gè)象限處的拋丸機(jī)組噴拋丸料，給棒材表而進(jìn)行拋光。經(jīng)拋丸后的丸料及雜物，靠自重落入卜部的丸糟中，并通過螺旋收丸機(jī)，將料送到丸料提升機(jī)的地坑里，丸料經(jīng)提升機(jī)皮帶上的刮斗提升到機(jī)組的上方，并卸到固定的接丸斜板上流入分選篩。篩子將大的氧化鐵皮及其雜物篩選出來，并人工定期排放。其丸料及粉塵從篩子上落卜。在此處，由于抽風(fēng)機(jī)的作用，將丸料中的碎丸粒子粉塵隨風(fēng)帶走。正常丸料又回到丸料倉內(nèi)。拋丸后棒材表而的質(zhì)量達(dá)到Asg 2.5 ~3.0*，設(shè)備噪音較大不超過85 dB。
2控制系統(tǒng)
2.1 HMI功能
在現(xiàn)場操作箱上，安裝了西門子OP3操作而板，通過Profibus- Dp通訊線與S7- 300 PLC連接。在操作而板上，設(shè)定棒材的直徑、傳輸輥道的線速度、棒材的長度、還可以監(jiān)控通訊狀態(tài)。
2.2 PLC功能
PLC采用西門子S7- 300，這套系統(tǒng)具有就地與遠(yuǎn)程、自動與手動功能。
自動過程*先，1#拋丸機(jī)起動，經(jīng)過Y/△運(yùn)行后，延時(shí)5 s, 2#拋丸機(jī)起動，Y/△運(yùn)行后，再延時(shí)Ss，以此類推，3#, 4#拋丸機(jī)起動，在4臺拋丸機(jī)運(yùn)行后，再依次分別起動2臺螺旋收丸機(jī)和2臺丸料提升機(jī)。這樣起動可以避免對電網(wǎng)的沖擊。
手動過程可以通過操作箱上的按鈕，分別控制4臺拋丸機(jī)起動、停止，2臺螺旋收丸機(jī)和提升機(jī)的起動、停止。
設(shè)備啟動聯(lián)鎖在設(shè)備兩側(cè)各有一個(gè)檢修門，任何一側(cè)門沒有關(guān)上的話，4臺拋丸機(jī)組無法起動。或者，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，打開任何一側(cè)門時(shí)，4臺拋丸機(jī)將停止工作，起到安全防護(hù)作用。
2.3棒材傳輸系統(tǒng)
拋丸機(jī)輥道由5臺電機(jī)組成，采用歐陸變頻器控制，變頻器的給定由PLC程序計(jì)算，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，速度的大小由操作而板設(shè)定。根據(jù)工藝要求，不同粗細(xì)的棒材，速度各不相同。
在對Φ16到Φ35 mm之間的棒材進(jìn)行拋丸處理時(shí)，3個(gè)上壓輥起作用，目的是防止細(xì)棒材在輥道上打滑。3個(gè)壓力輥由拋丸機(jī)入口光電編碼器和3#輥道上的編碼器控制。通過PLC程序運(yùn)算、判斷，當(dāng)棒材運(yùn)行到1#與2#輥道之間時(shí)，1#上壓輥壓卜;當(dāng)運(yùn)行到2#與3#輥道之間時(shí)，2#上壓輥壓卜;當(dāng)運(yùn)行4#與5w輥道之間時(shí)，3#上壓輥壓卜;當(dāng)棒材離開設(shè)備時(shí)，3個(gè)上壓輥全部抬起。

2.4丸料給定系統(tǒng)
在操作箱上有一個(gè)刻度盤，刻度從0%一100%，用來控制氣動比例閥開口的大小。調(diào)整進(jìn)入4臺拋丸機(jī)的丸料數(shù)量，不同粗細(xì)的棒材，丸料的數(shù)量不同。同時(shí)，也考慮拋丸處理后的棒材表而的粗糙度，如果達(dá)不到要求，加大丸料數(shù)月目。
3運(yùn)行效果及改進(jìn)
西門子操作而板oP3屬于早期產(chǎn)品，畫而采集故障點(diǎn)少，功能也少。建議采用功能強(qiáng)大的西門子oP系列操作而板，把拋丸機(jī)組設(shè)備如拋丸機(jī)、提升機(jī)、收丸機(jī)、輥道和丸料控制等各檢測點(diǎn)的狀態(tài)，采集到操作而板里。當(dāng)某一檢測點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，在操作畫而上顯示相應(yīng)的信息，這樣，便于操作工處理故障，提高設(shè)備作業(yè)率。

該設(shè)備在運(yùn)行初期，兩個(gè)檢修門的開關(guān)接點(diǎn)接觸不好，操作電源無法合閘。開關(guān)采用EVCHNER型號安全開關(guān)，采用線圈吸合帶動機(jī)構(gòu)，去控制一組常開和常閉接點(diǎn)。由于采取了這種傳動機(jī)構(gòu)，經(jīng)常出現(xiàn)安全開關(guān)在得電時(shí)，常開接點(diǎn)閉不上的現(xiàn)象，即機(jī)構(gòu)處在中間狀態(tài)無法啟動拋丸機(jī)組。后來，我們采用了國產(chǎn)普通型行程開關(guān)，在檢修門上焊一塊角鐵，當(dāng)檢修門關(guān)閉后，讓角鐵觸動行程開關(guān)機(jī)構(gòu)，去控制一組常開和常閉接點(diǎn)，改裝后效果很好。

拋丸機(jī)組自投入運(yùn)行一年多來，整個(gè)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

4結(jié)語

拋丸機(jī)自投入運(yùn)行以來，PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化大生產(chǎn)提供保證。但系統(tǒng)也有不完善的地方，如操作而板報(bào)警尚不夠方便，這有待于我們在今后工作中逐步完善，使系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大。