试析PLC在铝电解阳极组装生产线上的应用
2018-01-30
（广西来宾银海铝业有限责任公司，广西 来宾 546135）
随着科技的不断发展，工业生产的各个环节也发生着重大变革。人们对工艺变革的呼声也越来越高，对铝电解也提出新的要求。基于PLC的铝电解阳极组装生产线[1]的应用作为新型的铝电解工艺，处于不断的创新发展中，通过分析铝电解厂的工艺流程，对后续改进工艺，提升生产效率与质量为有着重要的价值。通过对现有工艺的分析，先对工厂的硬件设施进行研究，再对各工艺的软件部分进行介绍，最后详细介绍阳极组装生产线的技术特点，并针对存在的不足给出合理的意见。本文主要对铝电解中的阳极组装生产线进行分析，该生产线主要实现：将电解送来的残极块进行处理,逐一完成电解质清理、残极抛丸、压脱、导杆检查校直、钢爪修理、钢爪烘干、阳极浇注等过程;然后将处理好的成品卸站下线[2],系统中通过悬挂输送机实现工装的运输，各工序之间的自动化输送通过PLC实现控制。通过对该生产线的分析总结，最终提出改进措施，对今后PLC在铝电解阳极组装生产线的应用起到很好的参考意义。
1 系统构成
1.1 硬件构成
该铝电解阳极组装生产线的硬件设备主要采用组合设备，该组合设备功能复杂，包括以下多种设施[3]:电动机控制中心MCC，采用标准MNX型抽屉柜、操作台、模拟屏、触摸式操作屏、信息屏、PLC柜及上位机。控制方面有电器传动、液压及气动传动系统。除了组合设备，生产线还选用10套美国AB公司生产的PLC,与上位机及现场的PanelView、MessengeView,他们相互配合，共同构成了一个分散控制系统。可供选择的PLC型号主要有PLC-5/30和SLC-5/04两种,与之配套的硬件系统为:电源模块PS、I/O机架、离散输入输出模块。PLC-5/30的各I/O模块通过远程适配器ASB和远程的I/O电缆连接在一起,SLC-5/04的各I/O模块由扩展的I/O电缆直接连接,以实现各PLC模块之间的数据传送。
1.2 软件构成
该铝电解阳极组装生产线的软件部分主要采用PLC的梯形图[4]展开的，为了保证程序的正常运行，软件部分为了提高程序之间的配合，在实施上主要采用子程序与子程序相结合的方式，这样可以大大的缩短PLC系统的扫描周期。目前铝电解厂家主要是采用2PLC～7PLC系统所控制的设备与1PLC紧密配合的方式，这样可以使得各个系统在进行交换的同时保持悬链在自动方式下运行，此时这些工位的设备都处于初始状态。要保证整个系统的正常运行，离不开软件部分的支持。软件部分作为系统的核心部分，将带有工件的小车送入工位的时候，要想让工艺顺利完成必须在停止生产之前，让控制器处于自动状态，可以自动完成一个周期后打回位。还需要充分考虑到软件故障的发生，因此软件部分必须包含报警系统，一旦发生报警现象，则需要对系统进行维护。
2 系统的技术特点以及改进措施
2.1 系统技术特点
系统故障的诊断，通常情况下在研究PLC在铝电解阳极组装生产线上的一些应用中，有自身的特点在里面，在系统里面使用的软件主要是可在线编辑的PLC控制器，使用可在线编辑的控制器有他的好处，即使程序出现问题也不需要大范围进行修改，这样出现故障的概率就可以大大降低，PLC控制器当外部装置发生意外的情况时候，会出现报警现象，这样可以根据故障源对问题逐一排查。PLC里面存在可恢复性故障主要是由于电磁干扰引起的，也就是电源的输入输出，在程序里面还设置了监控定时器，保证PLC可以恢复正常的工作状态，为了防止电流的相互干扰使用强弱电独立线路。对于整个工艺的上位机模块，监控程序主要是由硬件报警显示器，在线编辑模块，工艺参数调用打印模块共同组成。对于工艺来说，相关数据可以通过显示屏实时更新查阅，也是工艺一大特点。
2.2 系统改进
对整个工艺存在的一些不足进行改进，首先是对模拟量信号进行了处理，料位信号通过现场雷达料位计检测后送到信号屏,经信号分配器后再接入PLC模拟量输入模块,由PLC输出指示灯指示料位。在实际情况下并不能这样完好的进行传输，会存在一定的信号干扰，信号干扰导致整个传输的结果与预期结果不能完全一致，所以需要将这些模拟量信号线全部改为屏蔽线,单独配线接入PLC控制器内,信号漂移现象消失。在阳极系统现场的环境相当的差，所以不能够使用限位开关，限位开关通常情况下还会受到气压的影响，为了可以使得开关寿命延长，系统需要使用接近开关，这样不仅不会受到外界环境的影响，而且对开关本身的寿命也大大延长，针对以上两点存在的不足进行改进，希望在实际操作当中予以重视。
3 结论
通过分析目前的铝电解阳极组装生产线的实际情况，对生产线中用到的PLC自动控制方式进行总结，对电解工艺的特点进行详细的介绍。在PLC控制系统里面，整个控制系统的自动化程度相对传统工艺来说还是很高的，为铝电解工艺的实现提供更加安全可靠地运行，降低生产中可能存在的一些安全隐患。本文在原有的控制系统的基础上进行改进，大大降低了故障发生的概率，新提出的系统在故障查找以及操作人员安全方面进行大大的改进：一方面可以大大提高工艺的整个工作效率，另一方面可以降低事故出现的概率，使得人与工艺达到双赢的局面。
