基于PLC的低位卸瓶跺机控制系统浅谈

张晓晖

（包头轻工职业技术学院 内蒙古包头 014035）

基于PLC的低位卸瓶跺机控制系统浅谈

张晓晖

（包头轻工职业技术学院 内蒙古包头 014035）

国内现有的低位卸瓶跺机，无论是从生产的稳定性，还是从生产控制过程而言都还不完善。基于此，本文以低位卸瓶跺机控制系统的设计为例，根据某企业具体情况，对其控制系统设计进行了探讨，对卸瓶垛机PLC控制系统进行了改进与研发。通过调整伺服控制器、变频器参数，完成卸瓶垛机生产过程的组态PLC、伺服控制器、触摸屏网络的组建及触摸屏、plc控制程序的编制，从而实现啤酒瓶装卸的自动化过程控制。

卸瓶跺机 PLC 控制系统

一、引言

一条36000瓶/小时的灌装生产线，每天按生产300吨计算，需要70左右的人员供给瓶子，由于该项工作劳动强度大、工作繁复、劳动时间长，且在露天工作，难于从社会招收从业人员。为了完成生产任务，很多公司不得不组织本单位职工，利用工作间隙或休息时间完成分配的工作任务，为企业、职工带来了一定的困扰，因此，根据该企业现有的实际生产条件，在传统卸甁垛机的基础上，针对PLC和低位卸瓶跺机的工作原理进行浅显论述。

二、系统实现功能

1.通过对低位卸瓶跺机控制系统改进与研发，取代人工装卸瓶子，不仅节省大量人工，还大大地提高了生产能力。

2.采用可编程序计算机控制系统，提高了机械动作的准确性，使机器操作起来更容易。

3.栈板升降台采用了自锁式升降控制、栈板叠板机采用了气缸进行升降，运行时动作更加稳定。

4.在工作时，操作适应性高，卸瓶方式既可选择连续动作，也可选择单一循环动作。

三、卸瓶跺机电气设备控制流程和作用

图1 卸瓶跺机电气设备控制流程

1.PLC是系统控制的核心，通过网络和程序指挥设备运行。触摸屏作为人机界面，它用于操作设备和显示设备的运行状况，通过485网络协议与PLC进行通讯。

2.接近开关安装在夹瓶气缸、夹板气缸、主机位置检测、桥板位置检测以及机械手位置检测的合适位置上，目的是检测夹瓶小车是否加紧或松开瓶子、夹板是否松开或夹紧瓶跺、主机位置、桥板位置和机械手位置是否到位；光电开关安装在进瓶跺链、出瓶链的两侧，目的是检测瓶跺是否进入工作区以及输瓶台是否将瓶子输出工作区等。接近、光电开关作为输入设备，为控制器提供控制点，指导PLC合理控制气缸和输送电机动作。

3.主机、夹瓶小车、取隔板机械手的驱动，由伺服控制器控制伺服电机动作；进瓶跺链、出瓶链的驱动，由变频器控制电机动作。而伺服控制器、变频器的运转指令来自于PLC。合理设置控制器、变频器的参数，能够最大限度地满足设备平稳运行、协调运转，使设备处于最佳状态。

4.该系统的PLC、触摸屏、伺服控制器、伺服电机均采用SEW公司的产品，变频器采用三菱公司的产品，接近开关、光电开关采用P+F的产品。控制程序采用SEW PLC专用软件进行编写，它是类似于C++的一种高级语言，逻辑关系层次清楚、易读易懂，修改方便。

四、卸瓶垛工作流程

开始→主机寻位→各功能单元至原点位置→瓶跺输送至工作区并停到固定位置上→主机下降至第8层（最高层）、夹瓶板加紧瓶跺→机械手下降取隔板并旋转至放隔板处卸下隔板→小车反向平移至工作区→主机下降一层、夹瓶板加紧瓶跺（第7层）、夹瓶小车夹住该层瓶子（第8层）→桥板反向靠近瓶跺→小车将该层瓶子正向拖至桥板→夹瓶板松开→主机下降到桥板和输瓶台同一个平面、桥板正向靠近输瓶链道→夹瓶小车通过桥板将该层瓶子正向拖至输瓶台上→夹瓶小车放下该层瓶子并反向平移至工作区附近、输瓶台将该层瓶子输送出去→主机上升至第7层瓶子→程序控制开始下一个周期工作。

五、优化程序

原控制程序，主机、取跺板机械手、夹瓶小车、输瓶跺链运行不协调，完全分解开来运行，一个动作完成才进行下一个动作，运转非常不协调，生产效率低，比如：取跺板机械手无论跺层在第几层，均运行至最高层后开始旋转去卸跺板；夹瓶小车待取跺板机械手运行至最高层后才开始移动瓶子，输瓶跺链整个设备恢复到原点位置后才开始动作等。经过改进程序，去掉了上述弊端，生产效率提高了40%.

六、结束语

随着工业控制、信息化技术的高速发展，以及低碳经济意识的普及，传统机械制造业面临着巨大的冲击，为了使我国制造业迅速融入世界市场，挑战传统机械制造业强国垄断地位需要，我们迅速崛起的包装机械制造企业，非常需要把握未行业发展的趋势或端倪，创新发展，缩小差距，迎头赶超世界制造业强国。本文介绍的卸瓶跺机控制系统功能强、运行平稳，通过对卸瓶垛机控制程序的研发与改进，在提高生产能力的同时，采用可编程序计算机控制系统，提高了机械动作的准确性，操作容易，卸瓶方式可选择连续动作或单一循环动作，操作适应性高，其市场潜力将十分巨大，为啤酒厂扩建及设备更新换代投资节省大量的设备投资。除了该企业可获得较高的经济效益外，也可以使用于同类灌装生产线。

［1］郑锦生.浅谈机械手码垛与人工码垛的运行费用 ［J］.啤酒科技. 2010（02）

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［3］刘乘，李晓刚.PLC在包装机械上的应用［J］.包装工程.2004（02）

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张晓晖（1973-），女，汉族，内蒙赤峰人，讲师，硕士研究生，研究方向：机电一体化技术，自动控制

项目来源：包头市科技局产学研合作项目（2014X1015）