进口横剪线翻运料控制系统程序设计

杨 飞

（济南西门子变压器有限公司，山东济南 250014）

0 引言

横剪线翻运料系统主要是为配合瑞士进口横剪线开卷工作，自行设计制造的矽钢片翻料、运输设备。实现生产配套设备的国产自动化。

1 横剪线翻运料系统构成

横剪线翻运料系统由矽钢片液压翻料系统和矽钢片运输系统组成，工作过程见图1。液压翻料系统的工作是将平躺的料卷通过液压翻转，竖立起来以便开卷剪切；矽钢片运输系统从翻转台接过翻转好的料卷，通过液压升降控制料卷支撑调整高度，由液压机械臂加紧固定料卷，运料车旋转180°，调整料卷正反，然后运输到剪切线开卷机前，给开卷机上料，松开机械臂，降下料卷支撑，开卷机出料进行剪切工作，运输系统返回等待再次运料。

2 横剪线液压翻运料控制系统PLC程序设计

PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器）应用广泛，可实现多种控制。例如，顺序控制、运动控制、过程控制、数据处理、通讯和联网等。而且PLC具有可靠性高，抗干扰能力强；适应性强，应用灵活；编程方便，易于使用；功能强，扩展能力强；控制系统设计、安装、调试方便；维修方便，易于实现机电一体化等优点。故而，通过PLC去设计控制系统程序。

2.1 横剪线液压翻转运料系统主控程序的设计

按照设备的工作过程，将控制部分分成4个块进行程序设计。这4个块分别是翻转运动控制子程序0、水平运动控制子程序1、升降加紧运动控制子程序2和旋转运动控制子程序3。设备上电后可通过主程序调用这4个块之一进行操作运行。主程序设计见图2。主程序调用翻转运动控制块子程序0，上电即可调用。也就是设备上电后，4个运动控制可分别进行操作运行。上电开关符号Always_On，地址SM0.0，上电后始终接通。其他3个子程序的主程序设计与其相同。

图1 横剪线液压翻运料系统工作过程

图2 调用翻转运动控制块子程序的主程序

2.2 横剪线液压翻转运料系统翻转台翻转运动程序设计

系统上电后工作开始进行。首先，上料操作人员确认矽钢片料卷已经稳固放置在翻转台上；然后，按下按钮SB11启动翻转台液压泵电机M1，按下按钮SB14电磁阀YV1得电，电磁阀指示灯亮，翻转台翻转料卷。当料卷翻转到垂直位置，到达行程开关SB13，PLC得令正向翻转运动停止。翻转台料卷被料车取走后，按下按钮SB15，电磁阀YV2得电，翻转台返回初始位置，按下停止按钮SB12，液压泵电机停止运转，料卷翻转工作完成。系统翻转台翻转运动PLC程序设计元器件安排如下：电机M1，地址 Q0.2；急停 SB10，地址 I0.0；启动 SB11，地址 I0.1；停止 SB12，地址 I0.2；电磁阀 1启动 SB14，地址 I0.4；电磁阀 YV1，地址Q0.0；电磁阀 2启动 SB15，地址 I0.5；电磁阀 YV2，地址 Q0.1；行程开关SB13，地址I0.3。

2.3 横剪线液压翻转运料系统水平运动程序设计

系统翻转台把矽钢片料卷翻转到位后，需要运料车水平运动将料卷取离翻转台。运料车水平运动控制方式分为两种可选，分别为点动运行和自动运行。长按点动前进按钮SB20，运料车电机M2得电，正转运行，直至行程开关SB25，料车停止前进；在运行过程中松开按钮SB20，电机M2失电，料车随时停止运行。按下自动前进按钮SB22，电机M2正转运行，料车前进，直至行程开关SB25，料车停止前进；在前进过程中，按下停止按钮SB24，料车随时停止运行。反之，长按点动后退进按钮SB21，运料车电机M2得电，反转运行，直至行程开关SB26，料车停止前进；在运行过程中松开按钮SB21，电机M2失电，料车随时停止运行。按下自动后退按钮SB23，电机M2反转运行，料车前进，直至行程开关SB26，料车停止前进；在运行过程中，按下停止按钮SB24，料车随时停止运行。料车水平运行实现了程序互锁设计，以便保护电机。点动正转SB20，地址I0.6；点动反转SB21，地址I0.7；自动正转SB22，地址I1.0；自动反转SB23，地址I1.1；自动停止B24，地址I1.2；正转行程SB25，地址I1.3；反转行程SB26，地址I1.4；电机M2正转，地址Q0.3；电机M2反转，地址Q0.4。料车水平运动正向PLC控制程序如图3所示，反向运转的PLC程序与其类似。

2.4 横剪线液压翻转运料系统升降和加紧运动程序设计

横剪线料车从翻转台取出料卷后，需要把料卷升至合适的高度，并且使用机械臂加紧才能进行运输。首先，按下液压启动按钮SB30，升降加紧液压泵电机M3得电启动，按下停止按钮SB31，液压泵电机M3停止运转。升降加紧液压泵启动后，按下升按钮SB32，电磁阀YV3得电，矽钢片料卷放置台升起；按下降按钮SB33，电磁阀YV4得电，料卷放置台落下。当料卷升起的时候，按下加紧按钮SB34，电磁阀YV5得电，机械臂加紧固定料卷；如果需要料卷放置台落下，按下松开按钮SB35，电磁阀YV6得电，机械臂松开料卷。PLC程序设计元件安排如下：电机M3，地址Q1.1；液压启动按钮SB31，地址I1.5；液压停止按钮；升按钮SB32，地址I1.7；降按钮SB33，地址I2.0；电磁阀 YV3，地址 Q0.5；电磁阀 YV4，地址 Q0.6；加紧按钮 SB34，地址 I2.1；松开按钮SB35,地址I2.2；加紧电磁阀YV5，地址Q0.7；松开电磁阀YV6，地址Q1.0 。

2.5 横剪线液压翻转运料系统旋转运动程序设计

机械臂加紧矽钢片料卷后，此时的料卷是反方向的，必须让料卷旋转180°，调整料卷方向后方可进行剪切。根据设备的操作运转情况，控制方式设计为两种，点动和自动。按下点动正转按钮SB50，旋转电机M4得电正转运行，松开按钮即可停止运行；按下正转自动按钮SB52，旋转电机M4得电正传运行，直至行程开关SB55，或者按下自动停止按钮SB54，正转运行停止。按下点动反转按钮SB51，旋转电机M4得电反转运行，松开按钮即可停止运行；按下反转自动按钮SB53，旋转电机M4得电反转运行，直至行程开关SB56，或者按下自动停止按钮SB54，反转运行停止。系统旋转运动的PLC程序设计与水平运动的程序设计相似，元器件安排如下：点动正转按钮SB50，地址I2.3；点动反转按钮SB51，地址I2.4；电机M4正转，地址Q1.2；电机M4反转，地址Q1.3；自动正转按钮SB52，地址I2.5；自动反转按钮SB53，地址I2.6；自动停止按钮SB54，地址I2.7；正转行程开关SB55，地址I3.0；反转行程开关SB56，地址I3.1。

至此，整个横剪线液压翻转运料系统PLC控制程序分步设计完毕，只要把各个步骤连接起来运行就形成了整个系统的自动化控制。

图3 料车水平运动正向PLC控制程序

3 结束语

通过自行设计制造配合进口横剪线生产运行的运料系统，极大程度提高剪切线的生产效率，实现生产配套设备的国产自动化。之前人工上料，每次大约需要2人，0.5 h；剪切线配套设备自制后，每次上料只需要1个人操作，用时大约0.25 h。结合其他因素影响综合计算，剪切线的整体生产效率大约提升3.6%，大大提高公司的生产效率。