PLC在高位码垛机开关门时间测量中的应用

1 前言    码垛机是包装码垛生产线上的重要设备，它对于提高整条线的处理速度起着关键的作用。随着企业集团化，生产规模化，要求码垛机具有较高的处理速度，1000袋/h的码垛机不再能够满足生产的需要，在这种情况下，一方面需要研制新型的高速码垛机，另一方面需要对传统的码垛机进行高速化改造。    在对传统码垛机的改造过程中，需要在无包的情况下，对其过程时间参数进行测量，以便对原码垛机的这些参数有个正确的认识。出于程序保护的原因，往往原有程序是不允许改动的，在这种情况下，只能另外采用一个可编程控制器，通过采集原过程的始末信号来测定过程时间。然而，在无包的情况下，采用这种测量方法测量开关门时间却得不到正确的结果，原因在于在有包的情况下和在无包的情况下运行的过程是不同的，本文将分析这两种过程不同的原因，并提出一种新的测量方法即模拟输入信号测量法。    2 高位码垛机开关门时间的物理意义    所谓开关门时间是指滑板门从开始开到关至关位所经历的时间，该参数是计算换垛时间的一个非常重要的参数。    在有包运行的情况下，当门开至开位时，压板压包到托盘上并随升降台的层降而继续下降，当下位信号点燃时，升降台停止下降且气缸回程，当上位信号点燃时，门关至关位，因而开关门时间包括4部分：开门时间、层降时间、程时间和关门时间。然而测量是在无包的情况下进行的，在这种情况下，当门开至开位时，气缸迅速下降，在极短的时间内点燃下位信号而回程，而液压升降台层降需要一个启动时间，不可能在这极短的时间内完成启动动作，导致层降过程无法进行，因而这时的开关门时间只包括3部分：开门时间、回程时间和关门时间，而没有层降时间这一部分，无法再现所测的开关门时间内的真实的运行过程，使我们试图空包测量开关门时间的实验限于困境。    3 开关门时间的模拟输入测量原理    由上可知，开关门时间空包测量的困难的根源在于气缸的下位信号过早点燃，使得升降台还来不及层降气缸便回程了。在这种情况下，不得不取消这一阻碍再现真实运行过程的输入信号，然后模拟一个这样的信号取而代之，这就存在一个如何模拟的问题。    在有包运行的情况下，气缸是在升降台层降一定距离点燃下位信号后才回程的。如果我们能够在有包的情况下测得升降台的层降时间t，那么在无包运行且取消了下位信号的情况下，当门开至开位时，压板压在托盘上并随升降台下降，同时启动定时器，当定时器的定时时间为t时，便让测量,PLC发出一个输出信号驱动一个中间继电器，通过让该中间继电器的触点信号模拟气缸下位信号的方法，使得气缸在升降台层降所要求的距离后才回程。这样，在空包运行的情况下，克服了液压启动的滞后性的限制，实现了真实的运行过程，获得了所需要的开关门时间，具体实现电路，如图2示。    从图2可以看出，为了测得开关门时间，由开门信号Q6.1驱动中间继电器KA50,S7–214测量PLC采集KA50的触点信号作为计量的起点信号，采集高位码垛机PLC有D11输入模块的滑板关位信号10.3作为计时的终点信号，从而测得开关门时间。在空包运行的情况下，当液压升降台层降时，Q6.2输出位为1，中间继电器KA52通电，这时，S7–214测量PLC的输入信号10.1有效，在10.1有效所需要的时间后，给测量PLC的输出端Q0.1以输出信号，从而驱动中间继电器KA51,KA51的触点信号被采集入高位码垛机PLC的D12输入模块的11.3端口。 在连线时，必须拆除高位码垛机PLC的输入模块D12上的下位信号线11.3,这样，便用模拟的输入信号取代了实际的输入信号。当11.3有效时，在原程序的控制下，压紧气缸回升，回升到位后，滑板门关闭，达关位时，S7-214的输入端口10.3有效，从10.2有效到10.3有效所经历的时间，就是所测的开关门时间。    4 结论    介绍了一种时间参量的测量方法即模拟输入测量法，这种测量方法是在高位码垛机高速化改造的实践基础上提出的，测量在空包运行的条件下进行，由于液压启动的滞后性，导致下位信号成为再现有包运行过程的障碍，在这种情况下，取消该输入信号，用模拟信号取而之代，从而测得真实的时间参数。