PLC 在雷管裝配生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用方法探究

鄧體俠

（淮南舜泰化工有限責(zé)任公司，安徽 淮南 232001）

0 引言

民爆行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展過(guò)程中不可缺少的一項(xiàng)傳統(tǒng)基礎(chǔ)行業(yè)，在這其中主要涵蓋了雷管、導(dǎo)爆管以及乳化炸藥等產(chǎn)品，其在礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)及城市建設(shè)等方面發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。在現(xiàn)階段，各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)都必須以安全作為前提，這就對(duì)民爆生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化方向發(fā)展提出了更多的新要求，當(dāng)然雷管裝配線(xiàn)也不例外，雷管裝配線(xiàn)的要求是必須實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離，防止各個(gè)工序間殉爆。雷管裝配往往都是運(yùn)用皮帶傳送來(lái)將各個(gè)工序之間連接起來(lái)，但是在當(dāng)前階段仍然是處于半自動(dòng)和半手動(dòng)的狀態(tài)，這種生產(chǎn)方式不僅具有非常大的危險(xiǎn)性，而且生產(chǎn)效率也得不到有效地保障。因此，本文主要對(duì)雷管裝配生產(chǎn)工序的改造和完善進(jìn)行研究，使得PLC 能夠在雷管裝配生產(chǎn)線(xiàn)上能夠得到良好的應(yīng)用。

1 PLC 簡(jiǎn)介

PLC（Programmable Logic Controller）又被稱(chēng)為可編程控制器（圖1），最初是在美國(guó)出現(xiàn)的，主要被用來(lái)代替繼電器控制盤(pán)，早在1968 年美國(guó)通用公司就生產(chǎn)開(kāi)發(fā)出來(lái)了第一臺(tái)可編程控制器，這其中包括CPU 模塊、輸入以及輸出模塊、通信模塊。從某種程度上來(lái)說(shuō)PLC 的功能有技術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及順序控制等，在輸入信號(hào)的過(guò)程中可以采取數(shù)字式及模擬式的方式，然后再經(jīng)過(guò)CPU 的工作將輸出信號(hào)以數(shù)據(jù)的形式顯示出來(lái)，進(jìn)而完成對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中各個(gè)設(shè)備的控制。在PLC 技術(shù)當(dāng)中運(yùn)用的是梯形圖語(yǔ)言編程，在使用的過(guò)程中非常方便，運(yùn)用數(shù)據(jù)線(xiàn)就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的寫(xiě)入及程序的修改。對(duì)于一些新手來(lái)說(shuō)，他們可以將繼電器電路轉(zhuǎn)換成梯形圖；對(duì)于一些經(jīng)驗(yàn)豐富的人來(lái)說(shuō)它們可以運(yùn)用順序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。此外，PLC 技術(shù)的通信功能也相當(dāng)強(qiáng)大，其配合組態(tài)系統(tǒng)的使用能夠達(dá)到人機(jī)界面的控制，進(jìn)而使得在遠(yuǎn)程控制就能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化生產(chǎn)。由此可見(jiàn)，PLC 作為當(dāng)前階段自動(dòng)化過(guò)程中必不可少的一種設(shè)備，在生產(chǎn)過(guò)程中有十分廣泛的應(yīng)用。

圖1 可編程控制器

2 PLC 的應(yīng)用方法

2.1 自動(dòng)裝配生產(chǎn)線(xiàn)并行控制模式的選擇

一般來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制中的一種形式，而且PLC 控制模式是現(xiàn)場(chǎng)控制當(dāng)中相當(dāng)普遍的一種形式。在利用PLC 進(jìn)行雷管裝配線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制時(shí)就存在一定的矛盾，在生產(chǎn)的過(guò)程中一般都希望PLC 的編程能夠盡量簡(jiǎn)單，而且還要減少內(nèi)存的使用，盡量用最少的PLC 來(lái)完成一系列復(fù)雜的任務(wù)控制。在這樣的情況下如果要使用傳統(tǒng)的PLC 集中控制系統(tǒng)及一些傳統(tǒng)的串行控制編程模式，在雷管裝配線(xiàn)上往往就需要同時(shí)有大量的PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)大量的輸入及輸出，這不僅會(huì)耗費(fèi)大量的成本，而且這種控制模式還缺乏一定的合理性。由此可見(jiàn)在一個(gè)單元中集成的控制單元越多，那么這個(gè)系統(tǒng)也就越不可靠。此外在實(shí)際的工作過(guò)程中，在同一條生產(chǎn)線(xiàn)上往往會(huì)有多個(gè)工位在同時(shí)工作，在這樣的情況下，如果僅僅使用一臺(tái)PLC 來(lái)進(jìn)行工作，那么一旦其出現(xiàn)故障，整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的運(yùn)作都會(huì)停止，這就對(duì)雷管的生產(chǎn)效率產(chǎn)生了十分巨大的不良影響，使企業(yè)面臨著巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，企業(yè)在雷管裝配線(xiàn)工作中需要構(gòu)建一個(gè)全新的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不僅要能夠使PLC 程度代碼的復(fù)雜度降低，而且還要使控制的可靠性得到有效的提升。這不僅能夠使生產(chǎn)的成本有所降低，而且生產(chǎn)效率也有保障，更能夠與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)相互結(jié)合，最終構(gòu)建效率更高的并行系統(tǒng)。之所以要構(gòu)建并行系統(tǒng)主要是由于單個(gè)機(jī)器在工作的過(guò)程中由于性能的限制無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的眾多要求。而并行系統(tǒng)需要從兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行解釋?zhuān)謩e是并行計(jì)算及并行處理，這其中的并行處理能夠同時(shí)在同一程序的不同方面來(lái)進(jìn)行工作，而這在處理一些大型而又復(fù)雜的問(wèn)題當(dāng)中具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，能夠有效地縮短時(shí)間。要想更好地完成對(duì)程序的并行化處理，就必須將工作當(dāng)中各個(gè)部分分配到不同的處理進(jìn)程當(dāng)中。

與此同時(shí)還要注意增強(qiáng)系統(tǒng)的控制功能，而要增強(qiáng)系統(tǒng)的控制功能可以從以下幾個(gè)方面入手，分別是時(shí)間重疊、資源重復(fù)以及資源共享。時(shí)間重疊指的是在并行系統(tǒng)當(dāng)中融入時(shí)間的因素，使各個(gè)處理過(guò)程在時(shí)間的這一方面能夠錯(cuò)開(kāi)，使某一硬件部分能夠被重疊地使用。從某種程度上來(lái)說(shuō)，流水線(xiàn)這種工作方式往往就相當(dāng)于雷管生產(chǎn)過(guò)程中的裝配流水線(xiàn)。資源重復(fù)利用的思想在空間上的并行方向進(jìn)行了運(yùn)用，而且在整個(gè)并行系統(tǒng)當(dāng)中也融入了一些空間的因素，對(duì)一些硬件資源進(jìn)行重復(fù)設(shè)置來(lái)有效地提升其控制性能，例如多處理機(jī)系統(tǒng)就是運(yùn)用CPU 將需要處理的大任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)小任務(wù)，將多個(gè)處理器充分地運(yùn)用起來(lái)同時(shí)處理，有效地提升CPU 的處理速度。

2.2 PLC 在工業(yè)雷管卡藥工藝的應(yīng)用分析

在雷管裝配過(guò)程中的卡腰工藝往往又被稱(chēng)為是中腰卡口，主要目的是對(duì)雷管當(dāng)中的延期體進(jìn)行固定?？ㄑに嚹軌蚴寡悠谠?nèi)的藥物密度發(fā)生改變，進(jìn)而使這一位置的藥芯變細(xì)，這對(duì)延期藥的穩(wěn)定燃燒起到了一定的阻礙作用。如果卡印直徑在卡腰工藝當(dāng)中比較小，那么在所卡部位存在的藥芯密度就會(huì)極大程度地上升，進(jìn)而導(dǎo)致延期的時(shí)間變長(zhǎng)，精度也變低，往往還會(huì)出現(xiàn)斷火的可能性。從另一方面來(lái)說(shuō)如果出現(xiàn)卡印直徑過(guò)大的情況，那么延期元件在雷管裝配運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中往往還可能會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)移位，也會(huì)使測(cè)量的精度變差，還可能會(huì)導(dǎo)致藥頭的火焰在延期元件及管壁二者的間隙當(dāng)中通過(guò)，最終發(fā)生爆炸。因此選擇合適的卡印位置具有十分重要的意義，卡印位置能夠穩(wěn)定地在延期原件的燃燒部位。利用PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)雷管的半自動(dòng)化裝配技術(shù)，將激光編碼與卡腰進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。其主要的原理就是將轉(zhuǎn)模完成之后的雷管都在一個(gè)裝置當(dāng)中儲(chǔ)存起來(lái)，運(yùn)用氣缸的工作來(lái)獲得推力，確保儲(chǔ)存裝置能夠按照預(yù)定的一些軌道在激光打碼區(qū)的上方運(yùn)行，與此同時(shí)儲(chǔ)存裝置能夠?qū)⑵渲械睦坠茉诩す獯虼a區(qū)放下。在這整個(gè)過(guò)程中要在激光標(biāo)刻機(jī)的前方設(shè)置擋板，進(jìn)而使雷管能夠在激光標(biāo)刻機(jī)的前方被攔截，與此同時(shí)在這一位置往往還會(huì)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)雷管能夠全部落下進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)雷管下落的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)了之后，激光標(biāo)刻機(jī)就進(jìn)行標(biāo)刻，在這之后阻擋板發(fā)生移動(dòng)之后雷管就會(huì)在此基礎(chǔ)上繼續(xù)下落，最后所有的雷管往往都能夠一直下落到卡腰的那一位置。在這時(shí)限位氣缸也要進(jìn)行伸縮，對(duì)雷管的位置進(jìn)行限制，使增壓缸能夠?qū)崿F(xiàn)增壓，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間時(shí)候雷管卡腰就能夠完成。

2.3 PLC 在木模運(yùn)輸以及管殼提取工藝當(dāng)中的運(yùn)用

木模運(yùn)輸軌道指的是一些為木模運(yùn)動(dòng)而準(zhǔn)備的軌道，當(dāng)木模的位置到達(dá)入口端的末尾時(shí)，能夠?qū)飧淄苿?dòng)到軌道的末尾。為了能夠?yàn)轫斸樚峁?dǎo)向往往會(huì)在軌道的中間或末尾設(shè)置10 個(gè)導(dǎo)向孔。此外，在這一運(yùn)輸軌道當(dāng)中往往還設(shè)有4 個(gè)限位氣缸，它們最原始的狀態(tài)是伸出，但是每當(dāng)木模運(yùn)輸?shù)竭@一位置時(shí)，其中的雷管就會(huì)被提取，這一過(guò)程中一共會(huì)完成3 次。在最后木模運(yùn)輸?shù)侥┪仓?，其中的木模往往還會(huì)被再提取一次，進(jìn)而使氣缸能夠繼續(xù)推動(dòng)木模向前。當(dāng)木模到了指定的運(yùn)動(dòng)位置之后，這其中的雷管往往就會(huì)被直接提取出去，而這些空的木模會(huì)在軌道上循環(huán)運(yùn)輸繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。

2.4 在工業(yè)雷管裝配脫模工藝中的運(yùn)用

一般來(lái)說(shuō)，脫膜工藝在工業(yè)雷管自動(dòng)裝配的過(guò)程中也發(fā)揮至關(guān)重要的作用，這一過(guò)程主要是要將一些已經(jīng)完成裝配的工業(yè)雷管當(dāng)中的輔模與激發(fā)導(dǎo)線(xiàn)二者脫離。這一工作的原理就是運(yùn)用氣缸當(dāng)中的活塞將輔模當(dāng)中的藥頭剝離出來(lái)。在這一過(guò)程中，首先必須確定裝有工業(yè)雷管的輔模能夠到達(dá)之前預(yù)定的脫模位置，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而使脫模的氣缸能夠推動(dòng)主體的支座進(jìn)行靠攏，然后拉動(dòng)與之相對(duì)應(yīng)的一些分離氣缸也向其進(jìn)行靠攏，確保其能夠向上頂動(dòng)氣缸承載板，在豎直位置上能夠到達(dá)預(yù)定的脫模位置，然后再將氣缸活塞桿從其中分離出來(lái)。在這時(shí)，在雷管激發(fā)導(dǎo)線(xiàn)的內(nèi)測(cè)分離氣缸的活塞桿往往已經(jīng)到達(dá)，一旦活塞桿收回，那么活塞桿就能夠在水平放上進(jìn)行左右移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輔模上雷管引線(xiàn)與輔模之間的相互分離。在最終的階段要將上頂氣缸活塞桿進(jìn)行回收，一旦分離氣缸的活塞桿在豎直方向上向下運(yùn)動(dòng)，那么輔模與雷管之間往往就能夠?qū)崿F(xiàn)相互分離，進(jìn)而確保整個(gè)脫模的工作都可以順利地完成。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將PLC 技術(shù)運(yùn)用到雷管裝配生產(chǎn)線(xiàn)上能夠有效地提升生產(chǎn)工作的效率，因此在實(shí)際的雷管裝配線(xiàn)上要充分地運(yùn)用好PLC 技術(shù)，確保雷管裝配線(xiàn)的相關(guān)工作能夠更高效、更安全地展開(kāi)，促進(jìn)雷管裝配業(yè)更好地發(fā)展。