浅谈基于PLC控制的铝锭自动打捆技术

刘德财

（酒钢集团甘肃东兴铝业有限公司，甘肃 嘉峪关 735100）

在电解铝生产中，电解析出的铝液经混合炉流入铝锭连续铸造机，一般电解铝厂铝锭连续铸造机生产出的铝锭采用人工打捆方式，采用这种方式不仅耗时，且存在安全隐患，生产效率较低[1]。

随着计算机科学的发展和工业自动化愈来愈高的需求，可编程控制技术(Programmable Logical Controller)得到了飞速的发展，其技术和产品日趋完善[2]。2010年后国内大型电解铝厂先后引入PLC控制技术应用于铝锭自动打捆，PLC控制不仅以其良好的性能满足了铝锭自动打捆需要，而且提高打捆效率、消除安全隐患。

1 PLC控制下的铝锭自动打捆技术

电解铝厂生产出的铝锭一般成整垛，每垛重量在1000KG左右，国内电解铝厂先后运用人工打捆、手持式打捆机到日趋成熟的自动打捆，得益于PLC的广泛应用[3]。

1.1 铝锭生产流程简介

铝锭铸造一般的生产工艺流程是铝液从混合炉出铝口流入到铸模，经过打渣、冷却成型处理后到达堆垛，堆垛机将成品铝锭堆垛为一个方形整体，每垛重量在1000KG左右，每一个方形整体铝锭垛需经过打捆处理以防止散落。

1.2 PLC控制铝锭打捆简介

铝锭自动打捆系统由一台PC机、可编程控制器、变频伺服系统组成控制核心[4]。整个传动系统由最初轴头安装一台旋转编码器，随着传动系统的运转，编码器产生连续的脉冲信号，它可以检测到铝锭成垛到位，然后把检测到的信号转化为电脉冲信号，通过联接到PLC的输入端反馈到控制中心，控制中心PC机从PLC中读取这些数据和状态信号，由软件进行比较分析、运算、逻辑判断后，向PLC发出控制指令和数据，对执行机构输出控制量，调节钢带打捆的相对位置，控制钢带进行打捆，打捆结束后反馈结束信号执行结束命令。

1.3 铝锭自动打捆技术

1.3.1 打捆构造

（1）捆带槽系统：整个打捆机机械捆带槽采用全封闭包围，钢带被有高强弹簧盖板的捆带槽全包围，防止自动运行过程中跑偏。

（2）预送带系统：PLC控制下在检测到铝锭到位信号时，捆带槽内钢带受控进行预送带，将即将打捆的钢带送至捆带槽前端等待命令。在打捆操作完成之后，捆带的头部被重新送入轨道，从而能节省送带时间使之高效运行。

（3）可活动的穿带槽：配备移动穿剑槽与上方固定的穿带槽相连，在穿入捆带之前，移动穿剑槽可以由气缸驱动从其鞍座中伸出。

1.3.2 打捆可实现功能

铝锭自动打捆可实现对铝锭自动捆包（正向3根带捆绑）、捆包拉紧、捆包校直等功能，全过程由PLC实现自动控制，使得经输送至打捆位置的垛位铝锭经功能齐全的打捆系统实现成品定位可入库。

1.3.3 全自动打捆技术

此全自动打捆系统安装在铝锭连续铸造机末端，成垛铝锭底部需要有足够空间，让打捆机的伸缩式送带槽能顺利通过。输送机将垛位铝锭传送到打捆的位置然后停止。通过按下自动开始按钮，输送机系统将启动信号传输到打捆机。打捆机接收到启动信号，穿剑槽伸出使穿带槽闭合，然后送带轮开始正向旋转送带，捆带环绕包装铝锭一周后回到打捆机头。

捆带末端返回机头后，打捆机头下降到铝锭表面。然后打捆机开始收带，达到要求的拉紧力后，机头将完成咬扣和剪切。打捆机头回到原来的位置并进行预送带。在完成了所有设定的打捆程序后，打捆机将完成信号发送给输送系统。然后输送机将铝锭移出。

在收到输送机控制PLC发出的打捆启动信号后，机器自动地完成一个指定的打捆循环，然后发出一个信号，允许进一步处理铝锭。在打捆机的触摸屏上可以设置打捆数量、打捆方式，在打捆机复位后，通过按下自动开始按钮，操作者也能够完成另一个已选择的打捆程序通知运行，可做互不干扰。

整个铝锭自动打捆全由PLC大脑控制实现全程自动化。为满足维修需要，通过操作触摸屏，打捆机的每个动作都可以单独执行。

1.4 自动打捆多种运行方式

1.4.1 手动

各工步都可单独点动，按钮释放即停止运行。可以用按钮对打捆机的各个部分进行单独控制，主要用于故障恢复与检修。

1.4.2 单步

按下启动按钮，运行一个工步，到位即停。再按启动，则进入下一工步运行。

1.4.3 周期

从初始位置开始，按启动按钮，程序自动完成一个周期的动作后返回第一步开始位置停止。

2 结论

自动打捆技术应用于电解铝铝锭打捆，提高自动化程度，职工劳动强度大幅下降，对电解铝铝锭产线自动化程度提升及加强职工队伍的稳定起到很大的作用。