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PLC在型钢自动堆垛机中的应用
作者:梁永祥 李振强 王明兴
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叉车/堆垛机械展厅
叉车, 堆高车, 油桶/托盘搬运车, 堆垛给料机械, 托盘, ...
1 概述

邯钢二轧厂型钢自动堆垛设备已得到应用,满足了型钢自动堆垛的需要。对减轻工人的劳动强度,提高型钢的包装质量,增强市场的竞争力,提高经济效益和社会效益创造了良好的条件。在我国的钢材行业中,钢材包装质量与国外同行业相比相对较差,多为人工堆垛。存在诸多缺点:

1)生产效率低,使轧制生产与包装产生脱节,造成中间库存大。
2)劳动强度大,人工费用高。
3)包装质量差,很难达到咬合堆垛,紧密平齐。

该套设备很好的解决了以上问题。该生产线采用PLC机实现自动控制,其码垛方式槽钢是3根/层,8层/垛,角钢为3根,2根交替式堆垛结构,堆垛速度约为5min/捆,堆垛的型钢品种为14#~20#槽,12.5#~14#角钢,定尺长度范围≤10m。自使用以来,效果良好。完全符合国家堆垛包装标准GB2101-89。

2 设备结构设计及组成

型钢自动堆垛的生产线,主要由以下设备组成:

1)几组输送辊道;
2)1#、2#拨钢机;
3)链条式移钢检查台架;
4)改尺钢收集机构及处理台架;
5)堆垛移钢台架;
6)分组机构;定位机构;
7)平移堆垛机构;翻转堆垛机构;
8)垛台升降机构;
9)钢垛压紧机构;
10)升降钢垛运输辊道。

输送辊道选用单传辊道,当非连续的少数电机出现故障时,不影响其他电机的使用。1#、2#拨钢机选用链条拨爪拽引;链条(平速片)速度0.34m/s。改尺钢的收集机构选用气动;分组、定位机构、平移、翻转机构、升降、压紧机构均采用液压驱动。电机拖动全部采用交流,控制采用KJW-300N无触点开关柜。

3 控制系统的设计

选用了OMRON公司的C60型PLC,其控制系统传感器分布在各动作的极限位置。在PLC自动控制系统中,主要的检测元件有:光电开关、电磁感应接近开关、操作按钮等,共计32个输入信号。执行部件主要有:辊道电机、分组和定位机构、平移行走机构、翻转机构、垛台升降机构、钢垛压紧机构等28个输出点。生产线中执行元件和检测元件的种类及数量较多,PLC所选型号要能满足其控制系统I/O点分配需要,并适当多空出几个输入点,以满足生产改进的需要。

为了提高型钢自动堆垛生产线运行的可靠性,保证人机结合工作方式下的人身安全,除选用优质元件外,还采用了许多有效的保护措施。例如:为了保证型钢在运行过程中的可靠性,设置了编组限位光电开关和极限位牲的电磁感应接近开关,其信号输入PLC中,决定是否下一个程序开始,或者实现紧急停车。除此之外,还有变频过流保护,液压系统压力检测、故障指示、零位保护、安全线报警等。为了提高系统的可维护性,在操作盘上设置了状态信息指示和故障显示,并设有手动装置,当自动出现故障时,可靠手动操作实现码垛。在PLC系统内部设置了故障自动诊断功能。当出现故障时就自动停车,实现自我保护,并在PLC显示器上有灯光闪烁,提醒故障点。为了便于操作,缩短维修时间,在PLC控制软件中,巧妙地运用了HR保持型继电器和计数器的保持性,使得码垛生产线可以在任意时刻停车,在排除故障后,不必手动调整即可继续正常运行。其控制系统的工作流程如图1所示。

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图1 控制系统的工作流程

4 设计要点

1)保证自动堆垛系统连续正常工作,在矫直后的型钢上检查台架时,应保证钢与钢之间有一定的间距,这样就要求1#拨钢机每拨完一根钢,检查台架上链条移动一定距离,以保证钢的检验,改尺钢的收集,钢材单根或双根送入输送辊道。

2)由于型钢中槽钢堆垛要求每层三根相咬合在一起,角钢堆垛需要先三根后两根,通过平移和翻转交替动作完成,为此需要可靠、准确的分组、定位机构。以满足不同品种、规格型钢的堆垛。其中角钢分组仅在生产角钢时使用,在槽钢生产时需要打到降落位置,然后停角钢分组的控制柜,以免误操作。

3)由于型钢堆垛在翻转过程中0°~90°型钢设备重力与翻转动力方向相反,而在90°~180°时,型钢及设备重力与翻转动力相同,这样就有一个向下的加速度,如果任其自然翻转,翻转过程中产生剧烈抖动,容易造成事故,以至该设备不能正常使用。因此在设计中采用了液压阀进行保压,很好地解决了上述问题,使该设备在翻转过程中非常平稳。系统的工作压力为8~10MPa。根据实际情况可调整。

4)型钢堆垛时,垛台每放一层钢,必须自动下降一定高度,保证垛台平面始终保持在原始高度。

5 结束语

二轧厂自行研制的型钢自动堆垛机报警功能强,可靠性和自动化程度高;操作灵活方便;完全适应型钢自动堆垛的需要。自动堆垛机的投入使用,大大减轻了工人的劳动强度,并改善了工人的工作环境。使用效果良好,具有广泛的推广价值。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (5/6/2013)
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