浅析JKMQ—1型坐便器盖综合试验装置电气设计

吴红

摘要： 随着我国洁具的蓬勃发展和国家对洁具市场管理的进一步规范，洁具生产厂家和检测部门为了提高产品质量，参与国际竞争，对洁具检测设备的要求逐步提高。因此，为了更好地满足用户要求，公司依据《座便器坐圈和盖》JC/T764-2008[1]的标准研制了坐便器盖综合试验装置，主要用于对坐便器圈和盖进行开合试验、慢落功能寿命试验、强压试验。

Abstract： With the rapid development of sanitary appliance in China and the further national regulation to the sanitary appliance market management， sanitary ware manufacturers and inspection department in order to improve the quality of products， participate in international competition， gradually asks higher requirements for the sanitary ware testing equipment. Therefore， in order to better meet user requirements， the company on the basis of "Toilet Seat and a Cover" JC/T764-2008 standard developed a toilet cover comprehensive test device， which is mainly used for the toiler seat and cover opening and closing test， life test of the slow down function， strong pressure test.

關键词： PLC可编程序控制器；计数器；坐便器盖

Key words： Programmable Logic Controller（PLC）；counter；toilet bowl cover

中图分类号：TP342+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）34-0134-02

0 引言

此试验装置要求电气能实现自动化控制，通过对设备的技术要求和工艺流程进行研究分析，发现其输入量有开关指令、气缸磁性开关、感应开关、气压压力等信号组成，输出量主要是控制各气缸动作的电磁阀组成；所以，电气控制核心采用PLC可编程序控制器是比较合理和经济实惠的；其优点突出在调试中，可以不用改动图纸及配电柜中的配电线路，利用编写PLC软件程序就能实现对输出量更改控制，一些机械上需要的软动作，比如动作延时、缓冲、滞后等，很方便地利用PLC软件程序就能实现完成，并达到预期效果，这样设计简化了繁琐的电气线路也节约了电器成本。

电气线路控制分3部分回路：①电源分配控制回路；②4V直流电源控制回路；③PLC可编程序控制器控制回路。程序能实现试验装置手动/自动2种工作模式、3种试验方法，分别是能实现对坐便器圈和盖进行开合试验、慢落功能寿命试验、强压试验，这三种试验用一台设备就能分别完成，这样不但节约了设备成本，也节省了占地面积。

1 工作原理

该设备中控制坐便器盖起落的装置采用气缸驱动。①能做欧洲标准：盖圈开合角度大于95°试验，②能做国家标准：大于70°的试验。在这个试验装置中95°只适用于开合和慢落试验。

待坐便器盖安装在安装板上后，设置好试验次数及其开合角度，按下操作面板上的“开始”按钮，这时气缸带动推出装置及抬起杆将坐便器盖顶起，当到达设定角度后，抬起杆及推出装置以小于2.5s的速度返回原位；在进行强压试验时，抬起杆装置上安装压杆机构，此时它就会迫使坐便器盖随其一起下落，此时返回和抬起速度为0.5s～1s，坐便器盖缓慢落下；在进行试验角度为95°时，当抬起杆和推出装置到达极限位后，顶出杆头碰触坐便器圈盖使其自由落下，试验70°时顶出装置不动作，至此完成一个工作循环。

2 硬件构成

JKMQ-1型坐便器盖综合试验装置电气控制系统硬件构成，包括强电控制回路和弱电控制回路的的电气元器件，这里主要叙述一下与PLC可编程序控制器相关联的电气元件（见图1），下面简单介绍一下它们的特点以及在系统中所起的作用。

2.1 PLC可编程序控制器

考虑到设备对输入/输出点的要求、工艺特点及试验装置特点，本系统中PLC可编程序控制器选用欧姆龙公司生产的CPM1A-30CDR-A-V1具有30点输入输出CPU单元，其具有以下特点：①主机电源AC100-240V[2]；②具有输入总数：18点，输出总数：12点；③输出为24V直流电源控制继电器输出；④可连接可编程终端，选用通讯适配器以相应的上位Link或高速IN Link与PT之间进行高速通讯；⑤支持三种编程语言；⑥汇集了各种先进的功能；⑦丰富的应用指令使复杂控制简化。

PLC可编程序控制器是本系统的核心控制元件，它能执行操作面板上的控制指令，接受外部传输信号，控制PLC输出信号，完成各种控制任务，实现了自动化运行、计数、计时、停止、停电记忆计数功能。

PLC程序对试验中突然停电，具有记忆功能；有开合速度和慢落速度选择功能；当抬起杆和推出装置到达极限位后，程序控制顶出杆头是否动作，判断是否需要碰触坐便器圈盖使其自由落下。

2.2 计数器

计数器选用的温州大华仪器仪表有限公司生产的DHC2J[3]系列产品，该计数器具有以下特点：①键盘设定，LCD带背光显示，操作简单；②5种计数输入模式，4种输出模式；③自动复位时间0.01s～9.99s可调；④采用开关电源，电压适应范围大，抗干扰能力强；⑤采用键盘锁定功能，根据要求锁定不需要使用的键，防止误操作；⑥计数范围：0～999999。PLC采集安装在坐便器上的感应开关送来的电信号，通过编程与计数器传送来的设定信号进行比较、数据处理，由PLC输出端来控制坐便器盖的开启运行、慢落速度、运行次数，实现电气自动化控制。endprint

3 程序

本系统根据硬件配置要求，程序分2大类：

①PLC可编程序控制器程序；

②计数器内部参数设定。

PLC程序编制采用模块化结构，这样方便调用、易于修改、容易阅读，下面分别介绍这2类程序的主要功能。

3.1 模块化结构程序的编写

3.1.1 手动调试

程序可以实现手动操作单步动作模式即手动状态，在手动状态，只有按操作面板上需要动作的按钮，试验装置才会按指令完成其对应的动作，该试验装置需要在手动状态下调试的工作有：①调整地脚螺丝使试验机基本保持水平；②做开合仰角大于95°试验时将限位块去除；③当安装坐便器圈盖时，根据圈盖与平面的贴和程度，在撞块机构上加调整块，保证撞块转轴水平；④调整气缸磁性开关位置；⑤调试和维修设备时，需要在手动状态下进行。

3.1.2 自動运行

自动化控制程序，能实现当试验装置满足自动运行而处于初始化条件时，可以启动操作面板上的“自动”运行按钮，设备将自动、连续地完成坐便器圈和盖开合试验、慢落功能寿命试验、强压试验。

3.1.3 停电记忆功能

对试验中突然停电现象，程序有记忆功能，试验装置再次被送强电后，只要再按“启动”按钮，设备会按停电时的开合次数累计计数运行，在试验过程中需要暂停工作时，只要按“停止”按钮，系统将停止工作并记录下开合次数，再按“启动”按钮，将以停止前计数值累计计数运行，至止到达设定值自动停止工作。

3.1.4 顶出杆功能

试验角度为95°时，当抬起杆和推出装置到达极限位后，顶出杆头动作，碰触坐便器圈盖使其自由落下；试验70°时顶出装置不动作。

3.1.5 慢落速度控制

做强压试验，程序控制坐便器盖圈返回和抬起速度为0.5s～1s；做其它试验速度控制为2.5s。

3.2 计数器内部参数设定

①将复位方式设定为外部端子复位方式，这样便于操作；②根据试验要求，最大开合次数为50000次，所以将计数范围设定为99999次，完全满足试验次数要求；③继电器输出选择为各一组常开常闭点，便于控制回路需求。

4 结语

JKMQ-1型坐便器盖综合试验装置经过多次调试、运行，完全达到了《座便器坐圈和盖》JC/T764-2008的标准。经用户多年使用，设备运行良好，已经验收合格。JKMQ-1型坐便器盖综合试验装置电气控制系统具有以下优点：①自动化程度高、操作简便，大大提高了设备的利用率。②可靠性高，保证了生产的联系性；③故障点用指示灯提示，方便维修人员很快解决故障原因；④一台设备可以进行三种试验，分别是对坐便器圈和盖开合试验、慢落功能寿命试验、强压试验功能，能按照欧洲标准也能按照国家标准进行试验。现存在的缺点是需要增加可视化操作界面，更加直观操作和记录，这在以后设计制作过程中需要逐步完善。JKMQ-1型坐便器盖综合试验装置研制成功，提高了国内洁具的产品质量，增强了参与国际竞争能力，为我国洁具检测行业提供了一台新的检测设备，也为洁具市场管理进一步规范化做出了一份贡献。

参考文献：

[1]建筑卫生陶瓷标准汇编.北京：中国标准出版社，2006，12.

[2]CPM1A可编程控制器操作手册.上海.欧姆龙（中国）有限公司，2001，12.

[3]DHC2J智能型可逆预置数计数器.浙江.温州大华仪器仪表有限公司，2009.endprint