摘要
　　本文以三菱可編程控制器FX2N-80MR型基本單元為核心，設(shè)計(jì)了電池翻轉(zhuǎn)機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)了系統(tǒng)氣動(dòng)控制回路、電氣控制回路，以PWS3760觸摸屏作為人機(jī)界面。在硬件配置的同時(shí)，通過(guò)三菱FX系列編程軟件對(duì)PLC程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　本系統(tǒng)為鉛酸蓄電池生產(chǎn)線提供了一個(gè)切實(shí)可行的方案，該系統(tǒng)已應(yīng)用在鉛酸蓄電池的生產(chǎn)線上，具有性能可靠、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。系統(tǒng)的構(gòu)建思想和方法對(duì)于其它自動(dòng)化系統(tǒng)也有一定的借鑒意義。
　　
　　關(guān)鍵詞：電池翻轉(zhuǎn)機(jī)；可編程序控制器；觸摸屏
　　
　　1概述
　　鉛酸蓄電池是目前世界上廣泛使用的一種化學(xué)“電源”，具有電壓平穩(wěn)、安全可靠、價(jià)格低廉、適用范圍廣、原材料豐富和回收再生利用率高等優(yōu)點(diǎn)，是世界上各類電池中產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池。在鉛酸電池生產(chǎn)工藝中，焊接極群會(huì)產(chǎn)生一些鐵屑等雜質(zhì)掉進(jìn)電池盒里面，在裝電池蓋和注入電解液前必須清理干凈，否則會(huì)影響電池的質(zhì)量和壽命。目前在國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)企業(yè)中，這一生產(chǎn)工序主要是依靠手工完成，通過(guò)手工用吸塵器來(lái)吸鐵屑及雜質(zhì)，效率較低。因此，開(kāi)發(fā)功能齊全、自動(dòng)化程度高的電池注酸機(jī)有很好的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以三菱可編程控制器FX2N-80MR型基本單元為核心，設(shè)計(jì)了電池翻轉(zhuǎn)機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)已應(yīng)用在鉛酸蓄電池的生產(chǎn)線上，具有性能可靠、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。
　　
　　2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　電池翻轉(zhuǎn)機(jī)控制系統(tǒng)以PLC為核心，包括輸入控制按鈕電路、傳感器檢測(cè)系統(tǒng)、觸摸屏、電磁閥控制汽缸電路、電機(jī)控制系統(tǒng)、系統(tǒng)運(yùn)行提示及報(bào)警電路。控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
　　                    
　　圖1電池翻轉(zhuǎn)機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
　　2.1PLC選型
　　在控制系統(tǒng)電控設(shè)備的選型時(shí)，考慮到電池翻轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)作復(fù)雜，傳感器多，干擾大，而PLC具有可靠性高、控制功能強(qiáng)、編程方便等優(yōu)點(diǎn)，所以PLC選用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-80MR型基本單元、FX2N-8EX型輸入擴(kuò)展模塊和PWS3760觸摸屏，完全能夠滿足上述要求，且性價(jià)比較高。其主要技術(shù)性能指標(biāo)如下：該P(yáng)LC為整體式結(jié)構(gòu)，繼電器型輸出，其輸入點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器容量5KB，輸入電壓為AC220V，F(xiàn)X2N-8EX輸入模塊輸入點(diǎn)數(shù)為8點(diǎn)，輸入電壓由基本模塊提供DC22V。
　　2.2電動(dòng)機(jī)選型
　　本系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)主要是帶動(dòng)滾道運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)每天（按8小時(shí)制）完成自動(dòng)翻轉(zhuǎn)320只電池，即每小時(shí)為40只電池，在滾道上的速度為0.8m/s，滾道上的電池最多會(huì)有3只，每只電池的質(zhì)量在30kg左右，則滾道上電池的總量為90kg左右，考慮到需要較大的扭矩，本系統(tǒng)采用三相異步電動(dòng)機(jī)加減速機(jī)配合使用。
　　電動(dòng)機(jī)選用江蘇國(guó)貿(mào)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為Y90S-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，該款電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如表1所示。
　                             　表1Y90S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)表

                  
　　　　減速器選用江蘇國(guó)貿(mào)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為BWD12-43的減速機(jī)。
　　2.3氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)
　　在電池自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)中，電池上升、下降、翻轉(zhuǎn)等是由氣缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。
　　氣動(dòng)回路圖中的氣源來(lái)自氣站，氣體經(jīng)過(guò)過(guò)濾、干燥之后送到氣動(dòng)組合元件進(jìn)行調(diào)壓，壓力為P=6kgf/的氣體再通過(guò)二位五通電磁閥的線圈得電或失電改變氣路，使各個(gè)氣缸的活塞是伸出還是縮回，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的上升、下降和翻轉(zhuǎn)等。考慮到在高速排氣時(shí)噪聲較大，要加消聲器，本系統(tǒng)選用SMC氣動(dòng)元件有限公司生產(chǎn)的消聲器，集裝電磁閥的匯流排接兩個(gè)型號(hào)為AN300－02的消聲器，和電池壓氣缸相連的電磁閥接一個(gè)型號(hào)為AN200－02的消聲器。
　　2.4系統(tǒng)觸摸屏
　　本系統(tǒng)選用HITECH觸摸屏作為控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，其規(guī)格型號(hào)為PWS3760。觸摸屏的控制界面采用HITECH觸摸屏專用工具HITECH_ADP3.0軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　PWS3760觸摸屏的顯示尺寸為10.4”，顯示顏色為256色，是HITECH系列觸摸屏中較新型的產(chǎn)品。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，它除了有十分美觀的整體造型設(shè)計(jì)外，其面板更可方便用戶配合應(yīng)用的需要而自行設(shè)計(jì)個(gè)別且專用的操作面板。如面板顏色、按鈕功能配置、按鈕圖案等都可以由設(shè)計(jì)者自由靈活的搭配使用，具有良好的人機(jī)界面效果。
　　FX2N-80MR型PLC與HITECH觸摸屏主要的串行通信參數(shù)設(shè)置如下：傳送速率為19200bps，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為7位，停止位為一位，奇偶校驗(yàn)為偶校驗(yàn)。
　　3控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
　　控制系統(tǒng)軟件由兩部分組成：PLC主控程序和觸摸屏人機(jī)交互界面程序。
　　電池翻轉(zhuǎn)機(jī)控制系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示。系統(tǒng)啟動(dòng)后，先進(jìn)行系統(tǒng)初始化設(shè)置，設(shè)置系統(tǒng)的工作方式及其它一些參數(shù)；初始化結(jié)束后，進(jìn)行設(shè)備故障檢查及PLC自檢，如有故障，報(bào)警并等待故障維修；正常的話，起動(dòng)觸摸屏，然后判斷系統(tǒng)工作在自動(dòng)方式還是手動(dòng)方式，如工作在自動(dòng)方式下，并且沒(méi)有故障信號(hào)及停止請(qǐng)求時(shí)，按系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作；如工作在手動(dòng)方式下，PLC將動(dòng)作代碼輸出，電池自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)完成一個(gè)動(dòng)作，然后判斷是否結(jié)束手動(dòng)操作，如未結(jié)束，仍然進(jìn)行手動(dòng)操作；結(jié)束的話，重新判斷系統(tǒng)運(yùn)行方式。
　　                                            
　　                                                                 圖2系統(tǒng)主程序流程圖
　　觸摸屏程序采用HITECH_ADP3.0軟件設(shè)計(jì)，HITECH_ADP3.0軟件是基于WINDOWS平臺(tái)的應(yīng)用軟件。它提供了多種控制器件、圖形控件和功能組件，能組合各種顯示和控制功能。觸摸屏控制界面包括開(kāi)機(jī)界面、自動(dòng)運(yùn)行界面、手動(dòng)運(yùn)行界面和報(bào)警界面。
　　自動(dòng)運(yùn)行界面如圖3所示。自動(dòng)運(yùn)行界面是本控制系統(tǒng)的主要操作、監(jiān)控畫面、各運(yùn)行狀態(tài)指示以及報(bào)警提示等，通過(guò)它可以全面的控制以及了解當(dāng)前的工作狀態(tài)。工作開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先觸摸“啟動(dòng)”按鈕，此時(shí)設(shè)備的各個(gè)裝置已準(zhǔn)備好，并完成程序的初始化。當(dāng)觸摸“自動(dòng)運(yùn)行”按鈕后，系統(tǒng)就會(huì)按照自動(dòng)運(yùn)行的程行狀態(tài)指示欄里會(huì)及時(shí)的顯示當(dāng)前的工作情況。比如在點(diǎn)擊出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，其報(bào)警指示燈會(huì)立刻點(diǎn)亮，同時(shí)在報(bào)警提示欄息，提示操作者進(jìn)行相應(yīng)的處理。在設(shè)備有嚴(yán)重故障時(shí)，應(yīng)按“急停”按鈕。
　　                                          
　　                                                                圖3自動(dòng)運(yùn)行界面
　　4結(jié)論
　　本文以三菱可編程序控制器為核心，設(shè)計(jì)了電池翻轉(zhuǎn)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行及系統(tǒng)完善表明，系統(tǒng)性能可靠，易于操作，大大提高了工作效率和鉛酸電池生產(chǎn)效率。
　　
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