基于PLC的自动连线程序设计方案

王文堂 王海东 杨建昌

摘 要： 在光伏玻璃生产线中，自动连线的功能是将多条镀膜机生产线上的镀膜玻璃汇入一条钢化炉中，从而使镀膜玻璃实现直角换向和前进，避免中间的装卸和搬运环节。受空间限制，玻璃在传送中需要换向，就产生了玻璃的转角问题。为了提高自动连线的输送效率，辊道的运转速度要高于设备的运转速度。这样玻璃到达辊道与设备的连接处时就会有速差，为了避免玻璃与辊道之间的滑动摩擦导致玻璃划伤，就要解决辊道与设备的速度匹配问题。

关键词：自动连线；转角；速度匹配；并线

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.112

安彩高科镀膜车间预处理工序有两条镀膜生产线，通过自动连线汇入一条钢化炉中，因此需解决自动连线的并线问题。本文将阐述转角并线的程序实现方法。

1 转角问题

1.1 转角程序设计方案

自动连线每段辊道对应一个电机，其中转角进辊道M2可以上升下降，升降由转角升降电磁阀V1控制。常态时转角进辊道M2为上升状态，转角升降电磁阀V1得电后转角进辊道M2下降，即转角升降电磁阀V1为高电平时辊道M2下降，低电平时辊道M2上升。转角进电机M2高电平为旋转，低电平为停止旋转。转角出电机M3允许旋转标志位，高电平为允许旋转，低电平为禁止旋转。

1.2 转角程序执行过程

转角区有两种工作状态，转角区忙和转角区空闲。如果转角区忙，玻璃在转角入口光电处等待直到转角区空闲。如果转角区空闲，则玻璃开始进入转角区，当玻璃脱离入口光电时，即入口光电S1出现下降沿时刻，定时器T1，T2，T3开始延时。经T1转角进电机M2停转；T2转角升降电磁阀V1动作；T3转角出电机M3允许旋转标志位动作。玻璃开始出转角区，当玻璃脱离出口光电时，即出口光电S2下降沿到来时，转角进电机M2、转角升降电磁阀V1、转角出电机M3允许旋转标志位复位。转角程序执行完毕。

其中T1的定时值可以通过触摸屏设置，T1的大小决定了玻璃在转角区的停放位置；T2=T1+10，即T1时刻转角进电机停转后延时1秒钟等待玻璃停稳，即T2时刻。T2时刻转角升降电磁阀V1动作；T3=T2+10=T1+20，即T2时刻转角升降电磁阀V1动作，延时1秒等待气缸下降动作完成，即T3时刻。T3时刻转角出电机M3允许转动标志位复位，即转角出电机M3允许旋转，但是否旋转还要取决于转角出后电机M4和出口光电S2的状态。

当转角进光电S1下降沿到来时，表示有玻璃进入转角区此时转角区的工作状态为转角区忙。当转角出光电S2下降沿到来时，表示玻璃已出转角区，此时转角区的工作状态为空闲。如果转角区状态长时间为转角区忙。有可能是信号误动作，或玻璃在转角时被移除，到设定的最长时间T4时转角区自动恢复空闲状态。

2 速度匹配问题

2.1 速度匹配方法简述

辊道正常的速度高于设备的速度，当玻璃到达辊道与设备的交接处时，对应的辊道速度要与设备速度一致。在与设备的连接处都有两段高低速可自动切换的辊道用来完成速度匹配。采用一段较长一段较短的两段辊道，作为速度匹配区，可以缩短两块玻璃之间的允许的间隔提高单位时间玻璃的进入量和输出量。从而提高生产效率。

正常情况下辊道M1，M2都以高速运行。当玻璃进入速度匹配区，S2动作时M2的速度要与设备的速度一致，S3动作时M3的速度要与设备的速度一致，当S1动作时M1的速度要与M2的速度一致，S4动作时M4要与M3速度一致。程序实现較为简单。

3 并线问题

3.1 并线问题设计方案

北线并线电机M3高电平为旋转，低电平为停止。并线区升降电磁阀V1高电平时北线并线辊道M3上升，低电平时辊道M3下降。南线并线电机M4禁止旋转标志位高电平为M4禁止旋转，低电平为M4允许旋转。

3.2 并线程序执行过程

并线区有两种工作状态，并线区忙和并线区空闲，当并线区忙时需要并线的玻璃在并线光电处等待直到并线区空闲。并线区空闲，判断北线先到还是南线先到。北线先到则执行北线并线。南线先到，则执行南线并线。由于北线并线过程较为复杂，以北线为例介绍并线过程。

当并线区空闲且北线先到时，并线区电磁阀V1动作使北线并线辊道M3上升；北线并线电机M3旋转；南线并线电机M4禁止旋转；玻璃开始并线。玻璃进入并线区，脱离北线并线光电时，即S1出现下降沿时，T1，T2，T3开始延时，经T1北线并线电机M3停转；经T2并线区电磁阀V1复位，北线并线辊道M3下降；经T3南线并线电机M4允许旋转。玻璃出并线区，北线并线结束。

其中T1的定时值可以通过触摸屏设置，T1的大小决定了玻璃在并线区的停放位置；T2=T1+10，即T1时刻北线并线电机M3停转后延时1秒钟等待玻璃停稳，即T2时刻，T2时刻并线区升降电磁阀V1动作使北线并线辊道M3下降。T3=T2+10=T1+20，即T2时刻升降电磁阀V1动作后延时1秒等待气缸下降动作完成，即T3时刻，T3时刻南线并线电机M4禁止转动标志位复位，即南线电机允许旋转，但是否旋转还要取决于并线后电机M5和并线后光电S2的状态。

当北线并线光电S1下降沿到来时或南线并线光电S2下降沿到来时，表示有玻璃进入并线区此时并线区的工作状态为并线区忙。当并线出光电S3下降沿到来时，表示玻璃已出并线区，此时并线区的工作状态为空闲。如果并线区的状态长时间为并线区忙。有可能是信号误动作，或玻璃在并线时被移除，到设定的最长时间T4时并线区自动恢复空闲状态。

南线或北线先到的判断程序：当北线并线光电S1动作，且此时南线先到标志位没有置位时，则北线先到标志位置位，北线先到（南线执行过程同北线相同）。当玻璃完全进入并线区，即北线并线光电S1下降沿到来时，北线先到标志位复位。程序重新判断南线玻璃先到还是北线玻璃先到。

参考文献：

[1]向晓汉，黎雪芬.PLC技术实用手册[M].化学工业出版社，2018（01）.

[2]霍罡，樊晓兵.欧姆龙CP1H PLC应用基础与编程实践[M].机械工业出版社，2011（01）.