双工位分配车死区定位方法的改进

张表一+孙钦兰+于文艳

摘 要： 本文以双工位分配车在某生产加工企业实际应用中存在的定位控制死区问题进行了分析、探讨，并分别分析了分配车在正常工作与异常定位时的运转控制过程，通过完善PLC控制程序，优化分配车换向条件，增加分配行车连续运行时间与换向智能逻辑判断与控制功能，给出了最终解决办法。此改进方法适用于所有采用一头两尾设备布局方式，且以双工位分配车作为实现两尾供料桥梁的设备控制中

关键词： 双工位分配车；定位；PLC；程序；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.272

1 前言

双工位分配车在食品、制药、烟草等生产过程中有着广泛的应用。它的主要作用是：根据工艺要求选择固定工位，通过分配车的正反转运行进行物料分配，以满足分组加工的工艺要求。其主体结构如图1所示，主要由导轨、分配车、分配带、双工位料仓、料仓定位开关、超限开关等组成，采用接近开关S1～S4进行定位控制。

2 分配车的工作原理及正常工作时控制过程分析

分配车启动时，与其所处的初始位置有关，一般在PLC程序控制下，分配车能自动寻址，找到工艺要求的料仓A或B，完成正常的物料装载与分配输送。

（1）当分配车初始在死区C和工作区E时，如果工艺路线选择A仓进料，则PLC分配车正向运行，直到分配车左感应板感应到S2，正向运行停止，分配带随后正向运行。若左感应板首先感应到S1，则分配车立即换向即反向运行，直到定位到S2，之后分配车在料仓A的两个接近开关S1、S2工作区间步进运行，分配带不间断连续运行输送物料，直到料仓A装满为止；

（2）当分配车初始在死区D和工作区E时，如果工艺路线选择B仓进料，则分配车的运转及其定位与上述情况相似，在此不再赘述。

3 定位异常时分配车所处死区位置的定义及控制过程分析

当分配车在停止运转后的初始位置，其左感应板处于料仓A的左侧定位开关S1的左侧时，如果选择向料仓A进料，则分配车会一直正向运行，其感应板不能正常感应到料仓A的两个接近开关S1或S2，分配车将不能正常定位。此时，分配车处于定位控制死区D。同样，当分配车在停止运转后的初始位置，其右感应板处于料仓B的右侧定位开关S4的右侧时，如果选择向料仓B进料，则分配车会一直反向运行，其感应板不能正常感应到料仓B的两个接近开关S3或S4，分配车将不能正常定位。此时，分配车处于定位控制死区C。

以上两种情况下，分配车会一直连续正向（反向）运行，造成分配车受机械限位装置挡住，分配车在原地打滑，就会出现物料堵料或混装等故障。

4 改进方案的确定

根据以上分析，并进一步分析了分配车的PLC控制程序后，我们确定了最终的改进解决方案：通过增加分配行车连续运转时间检测与换向智能逻辑判断功能，实现分配车在死区位置时也能够自动换向，以及时跳出定位控制死区，执行正常工作程序。

5 分配车连续运转换向时间的确定

在自动状态下，通过屏蔽掉S1～S4四个接近开关信号，我们确定分配行车在整段导轨上自动寻址时间大约6.8秒。取两倍的设计余量并取整，我们把分配车连续运转换向时间最终确定为15秒。

6 修改控制程序，实现上述功能

通过修改分配车PLC控制程序实现上述功能。在程序中增加电机正向（左向）运行标志M305.6，触发接通延时计时器T282，T282与左端定位接近开关S1信号并联作为换向标志；同样增加电机反向（右向）运行标志M305.7，触发接通延时计时器T283，与右端定位开关S4并联作为换向标志。两个计时器的延时时间均设定为15秒。

改造后，分配车在死区位置时换向控制过程如下：当工艺路线选择A仓进料，且分配车在死区D时，分配车会正向运行，当连续运行时间到达15秒时，分配车反向运行，跳出死区D，回到正常工作区域，执行正常工作程序；同理，当工艺路线选择B仓进料，且分配车在死区C时，分配车会反向运行，当运行时间到达15秒时，分配车正向运行，跳出死区C，回到正常工作区域，执行正常工作程序。

7 结束语

经现场调试与生产过程验证，此次改造保证了分配行车能够在全部运行区间实现自动定位，解决了分配行车在定位死区时不能正常自动定位的问题，避免了因为分配车在死区定位异常引起的堵料、停车断料及物料错装、混装等事故的发生，完全达到预期效果，且没有影响分配车的其他控制功能。此解决方法可以推广应用到其它所有使用双工位分配车进行物料分配与输送的设备控制中，也可以借鉴应用到采用单工位分配车进行物料分配与输送的设备控制中，用于改善其定位控制。

参考资料：

[1]刘君华等编著.传感器技术及应用实例[J].电子工业出版社.

[2]SIMATIC S7 系统、维护和编程[J].西门子（中国）有限公司.

[3]王文斌等编著.机械设计手册[K].机械工业出版社.

作者简介：张表一（1973-），男，本科，工程师。