摘要：介紹了自動清洗機的總體構造，工況要求，講述了該系統的硬體實現，程序設計思路。說明了如何利用PLC功能達到清洗機的自動定位，自動過行程保護等的自動化過程，列出部分重要程序。
關鍵詞：自動清洗機 PLC 斷電保持雙向計數器
1．引言
自動清洗機是本公司各生產線上重要的后道工序處理設備，公司主要生產汽車發動機內部產品，產品在經過車，銑，鑽等多道工序后，表面附著大量的切削液鋁屑等臟物，這類臟物須清理乾淨后才能組裝和包裝，如果利用人工清理會產生效率低，勞動強度大，不能實現自動化生產，以及產品划傷，甚至報廢等。
由於公司的清洗機屬於專用機床，市場上沒有現成品可買，如設備廠定做，將出現交貨時間長，影響新產品投放市場，價格高，不能很好滿足工況要求等限制，在以上種種條件制約下決定自己製造自動清洗機。
2. 自動清洗機總體結構
自動清洗清機總體結構：行走系統（行走電機，傳動裝置，輸送位置確定的定位裝置，輸送裝置等），噴水系統，噴氣系統，電氣控制系統。總體結構如圖1所示：
3.硬體部分
1） 行走系統
行走系統是自動清洗機的關鍵部分，它的穩定性直接影響到整個設備運轉的可靠性和連續性。由於考慮到成本問題，行走電機不用步進電機，運用了北侖調速電機廠生產的三相非同步電動機，該電機帶有斷電剎車和減速箱裝置，性能可靠，輸入功率小，輸出力矩大等優點。
產品輸送帶採用不鏽鋼鏈條，在兩根傳送鏈上固定產品放置架，在單根鏈條中固定原位感應塊（1塊），過極限感應塊（2塊），產品輸送位置確認及定位是在傳動軸上按裝一計數齒輪，該齒輪齒距剛好與一節傳輸鏈的節距相等
2） 噴水，噴氣系統
自動清洗機利用前，後門把整個清洗箱隔為噴氣箱和噴水箱，噴水系統包括水箱，水泵，噴頭等，噴氣部分包括噴頭，控制閥，高壓氣源等。
硬體的動作過程為，產品放在產品架上，按下啟動按鈕，電機開始正轉，當產品進入噴水箱后時，門關閉，噴水水泵起動，水清洗計時開始，電機反轉，輸送帶退三個鏈距后，電機正轉，輸送帶進三個鏈距，就這樣反覆來回走動，水清洗時間到時，門打開，電機反轉產品架進入噴氣箱，門關閉，噴氣閥打開，噴氣開始計時，輸送帶重複水清洗時的反覆動作，噴氣時間到，門打開，輸送帶後退，直到原位，整個過程結束，過程工況如圖（2）。
整個控制系統有手動自動兩個狀態，可隨時通過手動/自動轉換開關來切換，在手動狀態下可以實現各過程的單步運行（其中噴水、噴氣時門必須關上，輸送帶行走時門必須打開）這種狀態適用於對自動清洗機各部分進行調試，故障檢修和每次開關電源後手動回原位操作等情況，在正常生產情況下只使用自動方式，整個清洗過程均由PLC控制系統自動控制。
4、PLC控制系統的設計
1）PLC控制系統正得到日益廣泛的應用，與傳統的接觸器----繼電器控制系統相比。PLC控制系統具有控制靈活，抗干擾能力強，工作穩定可靠，維護方便等優點。當產品轉型或工藝要求改變時PLC控制系統的改變比較容易實現。能交好地適應市場的變化需求。三菱公司生產的PLC具有體積小，控制靈活，性價比高等優點。可與普通電腦編程通信等。本控制系統選用三菱FX2N--60MR型可編程控制器。
2）自動請洗機PLC控制系統的I/O電路如圖3所示,由於篇幅有限這裡只列出說明一部分I/O的功能，輸入X0為輸送帶原位確認的接近開關信號，X1為輸送帶位置確認和行走定位的接近開關信號，它是通過檢測記數齒輪轉過的齒數來得到輸送帶位置. X2為輸送帶硬極限確認信號。X3為自動啟動按鈕信號。X4--X7分別為前門後門 開關確認號。X10-，X11分別為噴水噴氣時間到信號，它們分別由操作面板上的噴水噴氣時間繼電器控制。可以根據需要調整噴水噴氣時間。輸出Y0--Y4分別通過中間繼電器控制準備完了指示燈，自動狀態指示燈，自動運轉中指示燈，全原位指示燈，異常報警聲光指示。通過各種指示可隨時了解設備運行狀態。Y5，Y6分別通過接觸器控制行走電機正反轉控制輸送帶前進後退。
3）PLC的程序是PLC控制系統中一個重要的組成部分，它就象人的大腦一樣，如果沒有它就什麼也幹不成，由於篇幅有限不能把所有的程序都列出，這裡只列出我個人認為重要的一部分加以敘述。
為了輸送帶準確定位，這裡我運用了PLC中的斷電保持雙向記數器C220，圖4是自動啟動后產品進入噴水箱的定位控制程序。它的工作原理是：X1上記的數反映到C220上，通過MOV指令把C220的數值送入數據記存器D0中。用CMP指令把D0中數值與我們設定值進行比較，（這裡產品從原位到水清洗位置是70個記數齒輪齒數）當D0〈70時M110導通則Y5接通，電機正轉輸送帶前進，當D0=70時M111導通水清洗定位結束進入下一工況，當D0〉70時M112導通則Y6接通電機反轉輸送帶後退，這樣就可以使清洗初始位置定位在我們預定位置了。
為了防止由於機械慣性或行走電機剎車失靈等因素，導致輸送帶運轉時超過行程範圍損壞設備現象產生，我們在控制系統中設置了軟極限和硬極限兩套過行程保護系統。PLC控制程序如圖5，它的工作原理如下：產品進入工作最前端時，如果輸送帶再向前走2個有效鏈距時，或向後後退到原位再向後退2個有效鏈距時，就會使M122或M130接通，若軟極限失控時，硬極限X17信號一產生使M21導通，M122，M130，M21中只要有一個接通，M22馬上導通併產生過極限報警，設備馬上停止所有運轉工作併發出聲光警示。
5．結束語
該自動清洗機PLC自動控制系統經過現場安裝調試，運行情況良好，基本達到預期要求。本系統充分發揮了PLC自動控制系統運行可靠，控制靈活，維護方便等優點。由於時間倉促，水平有限，該系統必然還存在好多不足之處要靠我們日後完善。
