遥控装置在PLC自动控制系统中的应用

罗棱丰，翁永松

（贵州钢绳股份有限责任公司，贵州遵义 563000）

0 引言

目前，国内电气自动装备技术领域自动吊运设备具有很多种，如AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引运输车）行车、AGV 小车等，由于控制线路复杂，不利于设备维护；必要的配套设施较多，如扫描雷达、定位磁钉、条码机、扫码器等，设备成套价格较高，不利于节约成本；而且对操作人员专业水平要求较高，员工培训有一定难度；为了企业实际需求，在充分研究PLC、遥控发射器、遥控接收器、电动葫芦等设备特点的基础上，将遥控装置嵌入PLC 系统，遥控电葫芦自动运行，实现单轨多工位自动运行，该成果线路简单、运行安全可靠、故障率低、工作效率较高，能满足工序间生产原料转运的要求。

1 存在的问题

（1）1 台循环运行的手动操作环链电动葫芦，由于使用年限太久，控制线路老化，控制原理落后，因此故障频发，影响生产原料转运，有必要对其进行技术升级改造。

（2）由于人工成本的增加，24 h 按照4 班3 倒计算，需要4人才能满足3 个班次连续原料转运，按每人8 万元/年计算工资，每年需支付工资32 万元，要减员增效就必须对其进行技术升级改造。

（3）安全方面，人工操作过程中无法避免麻痹大意和失误，存在一定安全风险，通过技术升级改造实现装备自动运行，减少了操作人员，降低了安全风险。

2 具备的条件

（1）公司具备电气图纸设计能力和PLC 控制器编程及调试能力，可以自主完成控制系统图纸设计、程序编辑及调试；并具备设备改造及安装能力，可以完成对遥控器收、发装置的改造及安装；技术上可行。

（2）本次技术升级改造活动前期试验是离线进行，利用实验室装备完成全部程序编辑和调试，不会影响现有生产，安全有保障。

（3）本次技术升级改造所有电气元件都采用国内标准件，成本可以控制在10 万元以内。

（4）本次升级改造是把PLC 编程技术和遥控技术相结合的应用探索，充分考虑了使用的安全性，保护功能齐全，使用安全有保障。

3 解决方案

（1）重新设计线路，重新安装，简化控制，消除故障因素，降低故障率。

（2）用PLC 程序控制电动葫芦自动运行代替人工操作，节约人工成本，降低安全风险。

（3）在PLC 控制系统中接入遥控装置，用无线信号代替线连接，提高控制可靠性。

（4）用传感器实现多工位控制和安全保护功能，提升设备智能化水平。

4 解决措施

根据以上解决方案，设计出控制系统原理图，具体说明如下。

（1）电源原理如图1 所示，固定部分安装在地面电气控制箱内，移动部分安装在电动葫芦上。固定部分通过三相滑触线为移动部分提供电能，并无软线连接，电动葫芦独立运行。

（2）PLC 控制原理和信号发射原理如图2 所示，PLC 采用的是MM-40MR-12MT-700-FX-T 平板控制器，是PLC 与人机界面一体机，安装和参数设置都比较方便；遥控器采用普通行车遥控器经改造后使用，优点是市场成熟产品，质优价廉，信号发射和接收性能稳定；PLC 输出信号Y4、Y5、Y6、Y14、Y15、Y16 通过输出继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6 触动信号发射器，发出准确的控制信号。

图1 电源原理

图2 PLC 控制原理和信号发射原理

（3）信号接收器原理和执行控制原理如图3 所示，图中遥控信号接收器安装在移动的电动葫芦上，负责接收遥控信号并通过K1、K2、K3、K4 控制电动葫芦小车、吊钩自动运行，KM1 为小车上行继电器，KM4 为小车下行继电器，KM2 为吊钩上升继电器，KM3 为吊钩下降继电器。

（4）PLC 输入输出原理如图4 所示，本次改造实现2 个工位的自动控制，PLC 只需要40 个点（24 点输入、16 点输出）就能完成控制功能，X0～X27 是现场输入的控制信号端子，Y0～Y21 是控制指令输出端子，通过PLC 编程，可以实现两个工位生产原料自动转运，并可以（手动/自动）切换。

5 方案实施

上述设计方案原理，采用图5 方案实施。

（1）电气控制柜为固定式安装，内部装有PLC 控制器，外部挂装有遥控发射器，顶部装有信号发射天线；主令控制箱安装在自动运行的电动葫芦上，外部挂装有遥控接收器，顶部装有信号接收天线；上升限位传感器装设于与电动葫芦本体下方相连的支撑杆上；运行位置传感器装设于与单轨道相连的支撑杆上；无缝滑触线装设于单轨道上，其与装设于下方的主令控制箱滑动连接。

图3 信号接收器原理和执行控制原理

图4 PLC 输入输出原理

（2）预先编制逻辑控制程序并调试正常，下载到PLC 存储器里，PLC 运行程序，控制指令通过遥控发射器发出，遥控接收器收到控制指令并驱动主令控制箱内的主令元件，控制电动葫芦执行升降或行走等各种动作，通过多个运行位置传感器和上升限位传感器反馈运行位置信号和提升高度信号，实现单轨多工位控制，达到遥控电动葫芦自动运行目的。

6 控制程序编辑

图5 方案实施

图6 3 个工位的流程

3 个工位的流程如图6 所示，同样适用于2 个工位的控制方案。运行过程中，可在任意工位上料，原料运往下一工位后如接收工位无人下料，小车将停止等待。不需要原料的工位，只须在PLC 输入端增加一个常开点即可。

7 结论

经过本次技术升级改造，遥控装置在PLC 控制系统中应用成功，将一台老旧手操电动葫芦改造成了自动运行的电葫芦，焕发设备潜在活力，原理先进，控制线路简单，经过编程和调试，运行安全可靠、故障率较低、节约了人工成本、工作效率高，能满足工序间生产原料转运的要求。