摘要：随着物价上涨、用工荒和中国劳动保护法的完善，以及用工成本的大幅增加，严重影响了公司的正常运营。为了有效缓解人手不足，对生产造成的不良影响，结合科技进步及公司生产的实际情况，利用可编程控制器PLC、触摸屏等自动控制元件，将原来需要用人工来接板改成全自动收板机来接板。
关键词：PLC 触摸屏 调速马达 板架式收板机
全自动板式收板机集触摸屏技术、电气技术、PLC现代控制技术于一体。采用该系统可提高工作效率50%，原来需要2人的工作现在只需要一人。该系统具有良好的节能性，这在能源日益紧缺、工资成本增加的今天尤为重要，所以研究设计该系统，对于提高企业效率、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
问题提出
我公司主要生产硬性线路板，随着招工难及劳动力减少，考虑到人工费用增加等实际情况，决定对IS磨板机接板进行自动化改造;利用自动控制技术实现接板的自动化。
点胶机的控制元件部分是电磁阀线圈,电源24伏,所需功率很小,可由PLC输出继电器直接驱动。其输入部分都是开关量。再根据输入输出点,选择多少I/O的PLC类型,现需I/O点数为27点,按10%~15%的余量来计,需要30~34点,由于输入点数有17点,三菱PLCFX2N-30MR型号的PLC输入点数不够,只有选择FX2N-40MR型号的PLC,I/O点数为24-16点。此款PLC属继电器输出,其控制电源可交流/直流电压,对于输入/输出,逻辑控制以及通讯/连接功能可扩展性。以方便以后增加其它设备时加装扩展单元:因此此款PLC完全适合本系统的控制要求。
二、控制方案的比较和确定
经过市场考察并进行分析，决定采用由PLC、触摸屏、调速马达组成自动接板电气控制系统，来实现全自动接板。
三、全自动板架接板机电气系统介绍：
PLC主要通过控制继电器、电磁阀，从而控制气缸，达到自动翻板等动作，这样就可以通过PLC实现自动接板的目的。
通过PLC控制继电器、电子阀从而控制马达、气缸，从而完成板架收板动作。
四、设备选型
1、调速马达
根据设备运行时的输送速度及负载等情况，我们选择台湾永力调速马达5IK40RGN-C．它噪音低，体积小、速度控制范围广、高精度、高效能、低能耗等优点。
２、熔断器
熔断器（FU）是电路中的一种简单的短路保护装置。使用中，由于电流超过允许值产生的热量使串接于主电路中的熔体熔化而切断电路，防止电气设备短路和严重过载。
为了便于人机交流，提高生产效能及便于后序设备的改造，我们选用功能比较齐全，价格低廉，性能稳定，得到广泛应用的GT1000触摸屏．
五、线路设计、PLC的选型及编程。
1、电路设计：根据磨板机滚轮速度及负载情况，我们选择无刷直流电动机组合AXH230K。它体积小、转矩均匀、速度控制范围广
（100-3000r/min）。
2、根据I/O分配表可知，我们需要最少40个输入点和３2个输出点的PLC。
根据自动板架要求与I/O分配表及选择好的各设备、部件，经过市场调查与综合分析，考虑到备用和以后改造，我们决定采用三菱FX1N-６0MR-001型的PLC增加扩展单元ＦＸ０Ｎ－８ＥＸ和ＦＸ０Ｎ－０８ＥＹＲ。FX1N系列是功能很强大的微PLC，可扩展到多达128 I/O点，并且能增加特殊功能模块或扩展板。通信和数据链接功能选项使得FX1N在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。
3 选择好PLC后我们根据I/O分配表及控制要求，设计线路分配I/O点并设计三菱PLC外围硬件线路，编写程序。
4 三菱plc程序设计
（1）根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。
（2）三菱PLC程序模拟调试
假想现场情况模拟对PLC输入各信号，检查运行与输出是否正常。
模拟各报警状态，检查PLC运行情况，有无报警输出。
六、调试
（1）手动运行
点击触摸屏上的自动/手动软元件，软元件上面显示手动则系统处于手动状态下。进行各个状态的模拟调试。
（2）自动运行
点击触摸屏自动\手动软元件显示自动，则系统处于自动准备状态下。通过触摸屏和PLC进行模拟调试。
（3）报警及复位
自动运行启动后，PLC会先进行上电自检，进行原点的条件检查和数据比较；然后系统可自动根据各输入点的输入信号，对速度控制器、电磁阀、接触器、电机、PLC、热继电器、磁簧开关等，进行分别监控，初步判断故障可能出现的地方，节约检修时间。
试运行一周，模拟各种故障，系统能进行报警与复位。如此则可确保系统更进一步的稳定性，可以达到计划停机检修的目的，减少故障引起的停机时间。
（4）故障排除
4.1无法自动启动：检查触摸屏上手动开关是否关闭，气缸是否退回且磁簧开关指示灯是否亮，检查气压及电机是否转动，检查入料光电开关是否在遇到线路板后会亮灯，且有信号输入时PLC指示灯是否会亮灯
4.2异常报警：检查各气缸及感应器，检查拍板马达是否处于原点位置。
4.3电源故障：检查电源指示灯是否亮灯，检查保险丝是否断，断的话更换。检查各线路是否松动。
[改良前后效果对比]
七、总结
至此整个自动板架收板机系统逐步趋于完善，使用至今已两年，达到了预期效果，既降低了员工数量，又极大的提高了公司的效益，给公司带来了非常可观的经济收益。通过此次改造实践，对设备根据使用场合进行改进，不但可以减少日常工作量，同时也使设备正常运作稳定性提高。当然在改进的过程中也必须根据实际使用场合，成本预算及其他因素，综合考虑。
论文作者:王宝成
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
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