1、浅析可编程控制器在砌块成型机中的应用摘要:本文介绍了砌块成型机的工艺过程及工艺要求,在生产工艺基础上利用 PLC 控制器来实现砌块成型机,给出了砌块成型机的硬件构造和软件编程的实现方式。 关键词: 砌块成型机；可编程控制器；应用 中图分类号：TU364 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 我国砖瓦机械装备是随着我国砖瓦生产的发展而发展，随着砖瓦生产工艺技术水平的提高而提高的。随着我国国民经济的快速增长，城乡基本建设的强劲拉动，我国的砖瓦工业得到快速发展，砖瓦装备水平不断提高。总结起来，主要经历以下三个发展阶段。 第一阶段是在国民经济的恢复和第一个五年计划时期。在这个时期，
2、国家开展了经济恢复和大规模城乡工农业建设。城乡建设需要大量砖瓦，因此建设了一批国营砖瓦生产企业。虽然我国砖瓦工业生产历史悠久，但都沿用手工操作， 机械化程度几乎为零。因此，这个时期我国除从国外引进一部分砖瓦生产设备外，国内砖瓦机械制造业从无到有，得到迅猛发展。 第二阶段是 1965-1985 年。在这个阶段，首先由国家成立了砖瓦研究所，设在西安，同时确定砖瓦工业设计由原西北工业建筑设计院第五设计室负责，初步形成了砖瓦行业的科研与设计队伍。其次，根据实际需要，先后又从欧洲引进制砖主要生产设备与技术，在科研设计单位紧密配合下，开始了消化吸收，并结合我国实际情，设计制造出适合我国砖瓦工业生产的各种新
3、型设备（主要是粘土砖设备） 。这一时期，我国砖瓦工业装备技术水平由上世纪 30 年代跃到上世纪 60 年代的国际水平。 第三阶段是 1985 年至今。在国家改革开放的方针指引下，国民经济和城乡基本建设高速发展。在国家墙改政策强有力的推动下，砖瓦行业开展节约土地资源、节约能源、保护环境和资源综合利用，以粘土、页岩、煤矸石和粉煤灰为原料的烧结空心制品的整套设备及生产技术已完全发展成熟。我国振动砌块成型机也是在此阶段逐步发展壮大。 目前我国砖机技术水平虽已得到快速提升，但距世界先进水平仍存在一定差距。因此，必须抓住当前有利契机，采取超常措施,加快企业自主创新步伐，赶超国际先进水平。 我国砖瓦机械品种
4、繁多，但随着国家政策的调整和市场需求的变化，振动砌块成型机逐步发展成为我国砖瓦机械最主要的产品类型之一。 砌块成型机从投入运行以来,一直运行地正常好，在使用的过程中,不仅可以大量节省黏土资源,还可以大大降低操作人员的劳动强度。生产出来的产品质量可靠,完全符合国家的相关要求,也赢得了客户的信赖和好评。 1 引言 目前我国新农村小城镇建设的发展由于建筑行业的迅猛发展,对于各种型号的砖构件需求量日益加大。随着用于建筑业的砖构件原材料粘土日益减少,而且土地回生能力很弱,原来采用制砖的方式对土地资源消耗巨大,难以适应社会的持续发展的要求。国家已出台有关文件将在近几年关闭所有实心粘土烧制砖的砖窑,以砌块成
5、型砖取而代之。再加上砌块成型砖在质量上较之于传统的烧制砖（粘土烧结实心砖）有明显的优势,成型速度也很快,而且是自然干燥;对环境无污染,而广泛被采用。可编程控制器 PLC,是 20 世纪 70 年代以来,在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。随着现代科学技术的不断完善和发展,其具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻、抗干扰等优点,现在已经广泛应用于自动化的各个领域,并成为实现工业生产自动化控制系统的核心产品。基于 PLC 控制器砌块成型机自动化程度高,可以完全适应规模生产,因此将成为未来制砖行业的主流。 2 砌块成型机的工艺要求及系统结构 2.1 工艺要
6、求 砌块机的生产工艺大体分为送料、布料、压模到制砖完毕。送料:按比例搭配好的原料经料斗装入小车,小车经导轨前进到砖模上方开始布料;布料:小车在砖模上方反复筛料,使原料均匀的填充在砖模内,一般要分布 3-4 次。布料的同时,模震必须启震,保证填充均匀、密实。填充好后小车退回;压模:小车回位后压头开始落下,同时压头震动装置启震,模震保持但需要切换模震频率,在震动中将砖坯压紧压实。压模完毕后,压头升起,退出砖坯,开始下一次送料。其整个系统的工艺流程见图 1 所示。 图 1 砌块成型机的制砖工艺流程图 2.2 系统结构 砌块成型机设备的生产控制过程主要由进料电机、布料电机、上振电机、增压电机、出砖电机
7、、进板电机以及油泵电机所成的电气控制系统和油压控制系统构成。同时还配有相应的限位开关来检测信号,即有送板限位,压头上限位、下限位、模框上限位、下限位、料车前进限位、后退限位、料门开限位、关限位来达到整个设备的控制。控制设定了手动和自动两种方式,手动操作过程是由控制台上的控制按钮控制油泵电机、带动供料的输送带电机、底板振动电机、送板电机、接砖电机、扒料电机的启动和停止,以及控制模框的升/降,料车的进/退,压头的升/降,料门的开/关;自动过程,有自动控制启动按钮操作,通过 PLC 软件编程来实现其自动控制。根据工艺要求在启动过程中,应先启动油泵电机,油泵电机启动后,由 PLC 执行对限位检测各运动
8、部件是否到位或者归位,先执行到位或者归位:压头上升到上限位,料车退到后退限位,模框上升到上限位,送板电机运行带动送板链条到送板限位。然后在根据工艺的要求编写控制程序,实现其自动控制。 3 控制系统的设计与实现 3.1 控制系统的结构设计 根据生产的工艺要求和实际工作环境,控制器的设计采用日本三菱公司 FX1S-30MR 型的 PLC,该 PLC 控制器具有精度高、速度快、可靠稳定的特性。有 16 个输入接点,14 个输出接点。内部藏有 2K EEPROM 的宽裕记忆容量,具有辅助继电器 512 个,计时和计数分别为 64 点和 32 点。根据砌块成型机的工艺要求,各种控制设备和 PLC 控制系
9、统的输入单元和输入单元的分配地址表格如下: 表 1 输入单元分配表格 表 2 输出单元分配表格 控制系统由手动和自动两种控制方式,有转换开关来可以进行切换,启动控制及其常规的指示显示仍然采用继电器控制,这样的目的是充分利用 PLC 控制的输入和输出资源。 3.2 控制系统的软件设计 由于日本三菱公司 FX1S-30MR 型的 PLC,该 PLC 控制器具有精度高、速度快、可靠稳定的特性。内部藏有 2K EEPROM 的宽裕记忆容量,具有辅助继电器 512 个,计时和计数分别为 64 点和 32 点,充分利用其内部资源,在软件设计过程中,使用其中间的辅助继电器,作为控制系统一大特点。在软件设计中
10、,完全生产工艺要求,程序编写利用模块方式来实现各种功能,这样有利于调试和常规的检修。在编写软件的和硬件设计过程中,一定要考虑和注意的问题是,凡是在工艺上联锁或者互锁的,一定要在软件和硬件中,同时设计,各种限位开关的定位一定要确定和可靠。因而这些动作都必须在程序中进行软互锁,必要的时候还必需在硬件电路上进行硬互锁。 4 结束语 可编程控制器现在技术已经很成熟，应用在很多方面，其在砌块成型机中的应用极大的提高了工作效率。 参考文献： 1 蒋翔俊.砌块成型机的 PLC 与触摸屏控制J,建筑机械化.2011，(10). 2 郑晟.现代可编程序控制器原理和应用M,北京:科学出版社,2009,（2）. 3 陈金佳.用 PLC 和触摸屏实现空心砖机的电控系统设计J,黎明职业大学学报.2010， （3）.
