摘要
　　本文以三菱可編程控制器FX2N-80MR型基本單元為核心，設計了電池翻轉機控制系統。該系統包括設計了系統氣動控制回路、電氣控制回路，以PWS3760觸摸屏作為人機界面。在硬件配置的同時，通過三菱FX系列編程軟件對PLC程序進行了設計。
　　本系統為鉛酸蓄電池生產線提供了一個切實可行的方案，該系統已應用在鉛酸蓄電池的生產線上，具有性能可靠、生產效率高的特點。系統的構建思想和方法對于其它自動化系統也有一定的借鑒意義。
　　
　　關鍵詞：電池翻轉機；可編程序控制器；觸摸屏
　　
　　1概述
　　鉛酸蓄電池是目前世界上廣泛使用的一種化學“電源”，具有電壓平穩、安全可靠、價格低廉、適用范圍廣、原材料豐富和回收再生利用率高等優點，是世界上各類電池中產量最大、用途最廣的一種電池。在鉛酸電池生產工藝中，焊接極群會產生一些鐵屑等雜質掉進電池盒里面，在裝電池蓋和注入電解液前必須清理干凈，否則會影響電池的質量和壽命。目前在國內外的生產企業中，這一生產工序主要是依靠手工完成，通過手工用吸塵器來吸鐵屑及雜質，效率較低。因此，開發功能齊全、自動化程度高的電池注酸機有很好的應用價值。
　　本文以三菱可編程控制器FX2N-80MR型基本單元為核心，設計了電池翻轉機控制系統。該系統已應用在鉛酸蓄電池的生產線上，具有性能可靠、生產效率高的特點。
　　
　　2控制系統硬件設計
　　電池翻轉機控制系統以PLC為核心，包括輸入控制按鈕電路、傳感器檢測系統、觸摸屏、電磁閥控制汽缸電路、電機控制系統、系統運行提示及報警電路。控制系統總體結構如圖1所示。
　　                    
　　圖1電池翻轉機控制系統結構框圖
　　2.1PLC選型
　　在控制系統電控設備的選型時，考慮到電池翻轉機動作復雜，傳感器多，干擾大，而PLC具有可靠性高、控制功能強、編程方便等優點，所以PLC選用日本三菱公司生產的FX2N-80MR型基本單元、FX2N-8EX型輸入擴展模塊和PWS3760觸摸屏，完全能夠滿足上述要求，且性價比較高。其主要技術性能指標如下：該PLC為整體式結構，繼電器型輸出，其輸入點數為40點，輸出點數為40點，用戶存儲器容量5KB，輸入電壓為AC220V，FX2N-8EX輸入模塊輸入點數為8點，輸入電壓由基本模塊提供DC22V。
　　2.2電動機選型
　　本系統的電動機主要是帶動滾道運動，設計每天（按8小時制）完成自動翻轉320只電池，即每小時為40只電池，在滾道上的速度為0.8m/s，滾道上的電池最多會有3只，每只電池的質量在30kg左右，則滾道上電池的總量為90kg左右，考慮到需要較大的扭矩，本系統采用三相異步電動機加減速機配合使用。
　　電動機選用江蘇國貿集團有限公司生產的型號為Y90S-4的三相異步電動機，該款電動機的參數如表1所示。
　                             　表1Y90S-4型三相異步電動機的參數表

                  
　　　　減速器選用江蘇國貿集團有限公司生產的型號為BWD12-43的減速機。
　　2.3氣動回路設計
　　在電池自動翻轉機中，電池上升、下降、翻轉等是由氣缸進行驅動的。
　　氣動回路圖中的氣源來自氣站，氣體經過過濾、干燥之后送到氣動組合元件進行調壓，壓力為P=6kgf/的氣體再通過二位五通電磁閥的線圈得電或失電改變氣路，使各個氣缸的活塞是伸出還是縮回，從而實現對電池的上升、下降和翻轉等。考慮到在高速排氣時噪聲較大，要加消聲器，本系統選用SMC氣動元件有限公司生產的消聲器，集裝電磁閥的匯流排接兩個型號為AN300－02的消聲器，和電池壓氣缸相連的電磁閥接一個型號為AN200－02的消聲器。
　　2.4系統觸摸屏
　　本系統選用HITECH觸摸屏作為控制系統的人機界面，其規格型號為PWS3760。觸摸屏的控制界面采用HITECH觸摸屏專用工具HITECH_ADP3.0軟件進行設計。
　　PWS3760觸摸屏的顯示尺寸為10.4”，顯示顏色為256色，是HITECH系列觸摸屏中較新型的產品。在結構的設計上，它除了有十分美觀的整體造型設計外，其面板更可方便用戶配合應用的需要而自行設計個別且專用的操作面板。如面板顏色、按鈕功能配置、按鈕圖案等都可以由設計者自由靈活的搭配使用，具有良好的人機界面效果。
　　FX2N-80MR型PLC與HITECH觸摸屏主要的串行通信參數設置如下：傳送速率為19200bps，數據長度為7位，停止位為一位，奇偶校驗為偶校驗。
　　3控制系統的軟件設計
　　控制系統軟件由兩部分組成：PLC主控程序和觸摸屏人機交互界面程序。
　　電池翻轉機控制系統的主程序流程圖如圖2所示。系統啟動后，先進行系統初始化設置，設置系統的工作方式及其它一些參數；初始化結束后，進行設備故障檢查及PLC自檢，如有故障，報警并等待故障維修；正常的話，起動觸摸屏，然后判斷系統工作在自動方式還是手動方式，如工作在自動方式下，并且沒有故障信號及停止請求時，按系統狀態轉移圖執行規定的動作；如工作在手動方式下，PLC將動作代碼輸出，電池自動翻轉機完成一個動作，然后判斷是否結束手動操作，如未結束，仍然進行手動操作；結束的話，重新判斷系統運行方式。
　　                                            
　　                                                                 圖2系統主程序流程圖
　　觸摸屏程序采用HITECH_ADP3.0軟件設計，HITECH_ADP3.0軟件是基于WINDOWS平臺的應用軟件。它提供了多種控制器件、圖形控件和功能組件，能組合各種顯示和控制功能。觸摸屏控制界面包括開機界面、自動運行界面、手動運行界面和報警界面。
　　自動運行界面如圖3所示。自動運行界面是本控制系統的主要操作、監控畫面、各運行狀態指示以及報警提示等，通過它可以全面的控制以及了解當前的工作狀態。工作開始時，應先觸摸“啟動”按鈕，此時設備的各個裝置已準備好，并完成程序的初始化。當觸摸“自動運行”按鈕后，系統就會按照自動運行的程行狀態指示欄里會及時的顯示當前的工作情況。比如在點擊出現過載時，其報警指示燈會立刻點亮，同時在報警提示欄息，提示操作者進行相應的處理。在設備有嚴重故障時，應按“急停”按鈕。
　　                                          
　　                                                                圖3自動運行界面
　　4結論
　　本文以三菱可編程序控制器為核心，設計了電池翻轉機自動控制系統。該系統已經應用在生產實際中。經現場運行及系統完善表明，系統性能可靠，易于操作，大大提高了工作效率和鉛酸電池生產效率。
　　
　　參考文獻
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