在鋼管生產(chǎn)過程中，需要對不同長度范圍的鋼管進行分選，通過運用由光電傳感器、編碼器、運輸輥道、翻板機、過鋼臺架、接近開關(guān)組成的鋼管自動分選生產(chǎn)線，可較好的解決這一問題。在該系統(tǒng)中，采用西門子PLC控制運輸輥道和翻板機將一定長度范圍內(nèi)的鋼管放置在相應的料筐內(nèi)，實現(xiàn)了鋼管的自動分選，并使分選準確率達到100%。

在鋼鐵行業(yè)中，由于生產(chǎn)工藝的需要，要對鋼管按照長度進行分選，現(xiàn)階段，都采取人工分選的方式，這種生產(chǎn)工藝不但浪費大量的人力、物力。針對此問題研究用PLC和上位機配合控制運輸輥道和翻板機，代替人工完成工作。

1.自動分選生產(chǎn)組成及硬件配置

自動分選生產(chǎn)線控制系統(tǒng)由工控機及PLC組成，工控機作為系統(tǒng)的上位機提供人員管理、統(tǒng)計查詢、過程監(jiān)控機狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置和通信等功能。PLC實現(xiàn)下位機執(zhí)行機構(gòu)的控制并通過RS-232C與工控機進行實時通信。生產(chǎn)線主要由測長工位和分選工位組成。測長工位由1~6部分組成，分選工位由部分組成。

控制核心采用奧越信 OYES 300PLC可編程控制器，帶有高速技術(shù)模塊，16點輸入模塊16點輸出模塊，可以滿足該系統(tǒng)的要求。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下

2.控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1測長工位

國內(nèi)某鋼管廠生產(chǎn)的鋼管長度范圍為5~12m，假如鋼管由左向右運輸，在輥道兩側(cè)布置21對光電對射傳感器。

0號光電傳感器到20號光電傳感器之間距離為12.4m，編碼器由測長輪帶動 放在0號與1號傳感器之間，可滿足測長的要求。編碼器工作狀態(tài)如下：當鋼管由左向右運輸，觸發(fā)測長輪右側(cè)的接近開關(guān)，升降汽缸上升，使測長輪與鋼管接觸，，靠摩擦力使測長輪隨鋼管一塊轉(zhuǎn)動，并帶動編碼器工作，運輸過程中，管尾每次經(jīng)過一對光電傳感器，高速計數(shù)模塊清零計數(shù)。光電傳感器工作狀態(tài)如下：被鋼管遮住的傳感器輸入信號為1，沒有被遮住的輸入信號為0.鋼管向右運動觸發(fā)0號光電傳感器，此時上位機讀取光電傳感器狀態(tài)和高速計數(shù)模塊的計數(shù)值，光電傳感器標記的長度為L1，編碼器標記的長度為L2，那么鋼管的長度L為：

L=L1-L2

測長結(jié)束，編碼器清零，上位機存儲 L值。鋼管由運輸輥道輸送到分選工位。

2.2分選工位

鋼管經(jīng)過測長以后到達2#輥道，接近開關(guān)檢測到鋼管已到達，則上料翻板機動作，將鋼管撥到鋼臺架上，若PLC檢測到鋼臺架以后的工位準備就緒，則下料翻板機動作，將鋼管撥到2#輥道上，由PLC控制輥道和翻板機將鋼管放入相應的料筐。若過鋼臺架每次只通過一根鋼管，則控制起來也就簡單的多了，，但是當某一料筐滿時，則需要控制過鋼臺處下料翻轉(zhuǎn)機不能動作，此時為了不影響前面工位的生產(chǎn)效率，經(jīng)測長后的鋼管只能在過鋼臺架處囤積，待料筐清理完畢以后，在進行分選。

鋼管在過鋼臺架處囤積時，如何實現(xiàn)鋼管數(shù)量及相應長度的跟蹤，當鋼管在過鋼臺架囤積時，由上位和PLC配合實現(xiàn)對過鋼臺架處數(shù)量及對應長度的跟蹤，具體過程如下：鋼管到達5（2#輥道），PLC通過2#輥道上的接近開關(guān)檢測到有鋼管，則PLC控制過鋼臺架上料翻板機動作并向上位機發(fā)出上料成功信號，上位機接收到信號后對過鋼臺架處統(tǒng)計數(shù)量加一并賦予相應的長度；PLC檢測到過鋼臺架下料翻板機動作，若11（3#輥道）上的接近開關(guān)檢測到有鋼管后，PLC向上位機發(fā)出下料成功信號，上位機接收到此信號后對過鋼臺架處鋼管統(tǒng)計數(shù)量減一并將相應的長度賦予PLC的一長度中間為，PLC讀此中間位并經(jīng)過與預先設(shè)置值進行比對，由PLC判斷此鋼管應進入哪一個料筐，然后控制運輸輥道將鋼管運輸?shù)较鄳牧峡鹋赃?，待輥道停穩(wěn)后，翻板機動作將鋼管撥入該料筐，然后將PLC長度中間為復位，如此循環(huán)從而實現(xiàn)了鋼管的分選。

3.PLC軟件設(shè)計

PLC控制端口的定義，如表一所示

4.結(jié)束語

通過對PLC在鋼管自動化分選生產(chǎn)線中的應用使控制系統(tǒng)的可靠性和工作效率都得到了極大的提高，大大降低了工人的勞動強度。本方案經(jīng)現(xiàn)場運行證明效果良好。