PLC 在雷管装配生产线上的应用方法探究

2022-02-23邓体侠

大科技 2022年7期

邓体侠

（淮南舜泰化工有限责任公司，安徽淮南 232001）

0 引言

民爆行业是我国经济建设发展过程中不可缺少的一项传统基础行业，在这其中主要涵盖了雷管、导爆管以及乳化炸药等产品，其在矿产开发及城市建设等方面发挥着相当重要的作用。在现阶段，各项生产活动都必须以安全作为前提，这就对民爆生产线的自动化方向发展提出了更多的新要求，当然雷管装配线也不例外，雷管装配线的要求是必须实现人机隔离，防止各个工序间殉爆。雷管装配往往都是运用皮带传送来将各个工序之间连接起来，但是在当前阶段仍然是处于半自动和半手动的状态，这种生产方式不仅具有非常大的危险性，而且生产效率也得不到有效地保障。因此，本文主要对雷管装配生产工序的改造和完善进行研究，使得PLC 能够在雷管装配生产线上能够得到良好的应用。

1 PLC 简介

PLC（Programmable Logic Controller）又被称为可编程控制器（图1），最初是在美国出现的，主要被用来代替继电器控制盘，早在1968 年美国通用公司就生产开发出来了第一台可编程控制器，这其中包括CPU 模块、输入以及输出模块、通信模块。从某种程度上来说PLC 的功能有技术运算、逻辑运算以及顺序控制等，在输入信号的过程中可以采取数字式及模拟式的方式，然后再经过CPU 的工作将输出信号以数据的形式显示出来，进而完成对整个生产过程当中各个设备的控制。在PLC 技术当中运用的是梯形图语言编程，在使用的过程中非常方便，运用数据线就能够实现数据的写入及程序的修改。对于一些新手来说，他们可以将继电器电路转换成梯形图；对于一些经验丰富的人来说它们可以运用顺序控制状态转移图。此外，PLC 技术的通信功能也相当强大，其配合组态系统的使用能够达到人机界面的控制，进而使得在远程控制就能够实现生产线的自动化生产。由此可见，PLC 作为当前阶段自动化过程中必不可少的一种设备，在生产过程中有十分广泛的应用。

图1 可编程控制器

2 PLC 的应用方法

2.1 自动装配生产线并行控制模式的选择

一般来说，生产线控制系统是工业现场控制中的一种形式，而且PLC 控制模式是现场控制当中相当普遍的一种形式。在利用PLC 进行雷管装配线现场控制时就存在一定的矛盾，在生产的过程中一般都希望PLC 的编程能够尽量简单，而且还要减少内存的使用，尽量用最少的PLC 来完成一系列复杂的任务控制。在这样的情况下如果要使用传统的PLC 集中控制系统及一些传统的串行控制编程模式，在雷管装配线上往往就需要同时有大量的PLC 来实现大量的输入及输出，这不仅会耗费大量的成本，而且这种控制模式还缺乏一定的合理性。由此可见在一个单元中集成的控制单元越多，那么这个系统也就越不可靠。此外在实际的工作过程中，在同一条生产线上往往会有多个工位在同时工作，在这样的情况下，如果仅仅使用一台PLC 来进行工作，那么一旦其出现故障，整个生产线的运作都会停止，这就对雷管的生产效率产生了十分巨大的不良影响，使企业面临着巨大的经济损失。因此，企业在雷管装配线工作中需要构建一个全新的控制系统，这种系统不仅要能够使PLC 程度代码的复杂度降低，而且还要使控制的可靠性得到有效的提升。这不仅能够使生产的成本有所降低，而且生产效率也有保障，更能够与计算机体系结构相互结合，最终构建效率更高的并行系统。之所以要构建并行系统主要是由于单个机器在工作的过程中由于性能的限制无法满足实际生产过程中的众多要求。而并行系统需要从两个方面来进行解释，分别是并行计算及并行处理，这其中的并行处理能够同时在同一程序的不同方面来进行工作，而这在处理一些大型而又复杂的问题当中具有相当大的优势，能够有效地缩短时间。要想更好地完成对程序的并行化处理，就必须将工作当中各个部分分配到不同的处理进程当中。

与此同时还要注意增强系统的控制功能，而要增强系统的控制功能可以从以下几个方面入手，分别是时间重叠、资源重复以及资源共享。时间重叠指的是在并行系统当中融入时间的因素，使各个处理过程在时间的这一方面能够错开，使某一硬件部分能够被重叠地使用。从某种程度上来说，流水线这种工作方式往往就相当于雷管生产过程中的装配流水线。资源重复利用的思想在空间上的并行方向进行了运用，而且在整个并行系统当中也融入了一些空间的因素，对一些硬件资源进行重复设置来有效地提升其控制性能，例如多处理机系统就是运用CPU 将需要处理的大任务转变为一个个小任务，将多个处理器充分地运用起来同时处理，有效地提升CPU 的处理速度。

2.2 PLC 在工业雷管卡药工艺的应用分析

在雷管装配过程中的卡腰工艺往往又被称为是中腰卡口，主要目的是对雷管当中的延期体进行固定。卡腰工艺能够使延期原件内的药物密度发生改变，进而使这一位置的药芯变细，这对延期药的稳定燃烧起到了一定的阻碍作用。如果卡印直径在卡腰工艺当中比较小，那么在所卡部位存在的药芯密度就会极大程度地上升，进而导致延期的时间变长，精度也变低，往往还会出现断火的可能性。从另一方面来说如果出现卡印直径过大的情况，那么延期元件在雷管装配运输的过程中往往还可能会出现振动移位，也会使测量的精度变差，还可能会导致药头的火焰在延期元件及管壁二者的间隙当中通过，最终发生爆炸。因此选择合适的卡印位置具有十分重要的意义，卡印位置能够稳定地在延期原件的燃烧部位。利用PLC 技术实现工业雷管的半自动化装配技术，将激光编码与卡腰进行一体化设计。其主要的原理就是将转模完成之后的雷管都在一个装置当中储存起来，运用气缸的工作来获得推力，确保储存装置能够按照预定的一些轨道在激光打码区的上方运行，与此同时储存装置能够将其中的雷管在激光打码区放下。在这整个过程中要在激光标刻机的前方设置挡板，进而使雷管能够在激光标刻机的前方被拦截，与此同时在这一位置往往还会设计开关来对雷管能够全部落下进行检测，对雷管下落的信号进行检测了之后，激光标刻机就进行标刻，在这之后阻挡板发生移动之后雷管就会在此基础上继续下落，最后所有的雷管往往都能够一直下落到卡腰的那一位置。在这时限位气缸也要进行伸缩，对雷管的位置进行限制，使增压缸能够实现增压，经过一段时间时候雷管卡腰就能够完成。

2.3 PLC 在木模运输以及管壳提取工艺当中的运用

木模运输轨道指的是一些为木模运动而准备的轨道，当木模的位置到达入口端的末尾时，能够将气缸推动到轨道的末尾。为了能够为顶针提供导向往往会在轨道的中间或末尾设置10 个导向孔。此外，在这一运输轨道当中往往还设有4 个限位气缸，它们最原始的状态是伸出，但是每当木模运输到这一位置时，其中的雷管就会被提取，这一过程中一共会完成3 次。在最后木模运输到末尾之后，其中的木模往往还会被再提取一次，进而使气缸能够继续推动木模向前。当木模到了指定的运动位置之后，这其中的雷管往往就会被直接提取出去，而这些空的木模会在轨道上循环运输继续进行生产。

2.4 在工业雷管装配脱模工艺中的运用

一般来说，脱膜工艺在工业雷管自动装配的过程中也发挥至关重要的作用，这一过程主要是要将一些已经完成装配的工业雷管当中的辅模与激发导线二者脱离。这一工作的原理就是运用气缸当中的活塞将辅模当中的药头剥离出来。在这一过程中，首先必须确定装有工业雷管的辅模能够到达之前预定的脱模位置，对控制系统进行驱动，进而使脱模的气缸能够推动主体的支座进行靠拢，然后拉动与之相对应的一些分离气缸也向其进行靠拢，确保其能够向上顶动气缸承载板，在竖直位置上能够到达预定的脱模位置，然后再将气缸活塞杆从其中分离出来。在这时，在雷管激发导线的内测分离气缸的活塞杆往往已经到达，一旦活塞杆收回，那么活塞杆就能够在水平放上进行左右移动，进而实现辅模上雷管引线与辅模之间的相互分离。在最终的阶段要将上顶气缸活塞杆进行回收，一旦分离气缸的活塞杆在竖直方向上向下运动，那么辅模与雷管之间往往就能够实现相互分离，进而确保整个脱模的工作都可以顺利地完成。