摘要：利用PLC對無縫鋼軌生產線進行聯鎖控制，保護人員和設備安全，保證無縫鋼軌生產質量，提高生產效率。
關鍵詞：PLC、聯鎖控制、安全、生產效率
THE APPLICATION OF PLC IN SEAMLESS RAIL PRODUCTION LINE
Tan yanliang1, You kaiming1, Chen liezhun1, Yuan hongzhi2
1 Physics & electronic department of hengyang teachers college, hunan、henyan,421001,china;
Summary: use PLC for seamless rail production line carry out interlocks control, protect people and equipment safety, guarantee without seamless rail production quality and raise the production efficiency
Keyword: PLC; interlocks control; safe; production efficiency
1. 引言
衡陽鐵路機械廠是鐵道部定點無縫鋼軌專業生產廠，將25米的標準鋼軌焊接成400米的無縫鋼軌。該廠設計安裝了六百米長的輸送鋼軌滑道, 從法國GEISMA公司進口的無縫鋼軌專業生產設備如大功率焊機、精調機、精磨機和國產的中頻正火設備按生產工藝要求安裝在滑道的兩側，組成了一條無縫鋼軌生產線。焊軌生產線滑道采用焊機手柄和月臺控制屏組合控制，由于每個工作點的工藝周期不同，操作人員需要用金屬工具敲擊鋼軌向焊機及月臺操作人員傳遞信息，控制滑道的運動。由于環境吵雜和人為因數的影響，使得滑道控制不準確，無法保證人員和設備安全。特別是精磨機采用聲傳感器來判定精磨是否到位，易受金屬工具敲擊鋼軌的聲音影響，無法保證精磨達到工藝要求。為保護人員和設備安全，保證無縫鋼軌質量，提高生產效率，本文用PLC控制技術對無縫鋼軌生產線進行聯鎖控制，滿足了現代化生產的需求。
焊軌生產線工藝流程如下：
(1)、每兩個工位之間的距離為25M，行車將25M標準鋼軌從右端吊上送軌滑道，由焊機手柄1控制送軌滑道使鋼軌與前一根鋼軌的尾部進行對接后焊接。接頭焊接完成后，由焊機手柄2控制焊軌工藝滑道將已焊接好的接頭同步送往粗調、中頻正火、調直、水冷、精調機、精磨機各工作點進行相應的處理。
(2)、粗調處操作人員對接頭進行打磨，去毛刺。
(3)、中頻正火處操作人員利用中頻加熱對接頭進行指定溫度、指定時間的正火處理。
(4)、調直的操作人員利用壓力機對接頭左右彎曲進行調直。
(5)、水冷處自動對接頭進行噴水，強制冷卻。
(6)、精調機的操作人員對接頭上下彎曲進行調直、校準。
(7)、精磨的操作人員對接頭外圍進行精密打磨。
(8)、月臺控制屏的操作人員對月臺滑道和焊軌工藝滑道之間進行聯鎖及解鎖操作。當月臺滑道和焊軌工藝滑道之間處于聯鎖狀態時，月臺滑道和焊軌工藝滑道一起聯動，由焊機手柄2控制；當月臺滑道和焊軌工藝滑道之間處于解鎖狀態時，月臺控制屏的操作人員對月臺滑道單獨控制。
(9)、月臺控制屏的操作人員的操作邏輯：
當在滑道上只有一根鋼軌在焊接時，月臺滑道和焊軌工藝滑道之間要處于聯鎖狀態；當焊機焊接完一根400M的無縫鋼軌后，由于焊接所花時間比其他工藝時間長，因此月臺滑道和焊軌工藝滑道之間要處于解鎖狀態，當焊機焊接第二根鋼軌由月臺控制屏的操作人員將完成后續工藝的400M鋼軌拖出到月臺滑道，為鋼軌吊出月臺滑道騰出時間。
3.焊軌生產線聯鎖控制系統原理
本文根據衡陽鐵路機械廠要求，設計焊機生產線滑道聯鎖控制系統的原理如下：（為方便說明，本文定義焊機、粗調、水冷、中頻正火、調直、精調、精磨各工作點分別為0-6號工作點）
(1)、1-6工作點各加裝一個工作狀態開關。
(2)、1-6工作點工作時，手動按下工作狀態開關。（狀態為1，焊機滑道鎖定，焊機手柄控制焊接工藝滑道無效。）
(3)、1-6工作點完成工作時，斷開工作狀態開關。（狀態為0，焊機滑道解除鎖定，焊機手柄可控制焊接工藝滑道。）
(4)、在焊機處安裝一個顯示屏，顯示各工作點的狀態。
(5)、在調直及精磨入口處加裝兩個光電傳感器S1，S2用于檢測有軌和無軌，以便判定兩根在滑道上的位置。S1，S2的狀態在停電后保持。
(6)、S1檢測到無軌后，月臺滑道自動解聯鎖；5-6工作時，鎖定月臺滑道的點動。
(7)、S2檢測到無軌后，月臺滑道的點動解鎖。
(8)、S2檢測到有軌后，月臺滑道才可手動聯鎖。（吊軌完成）
(9)、月臺控制屏處加裝一個顯示屏，顯示各工作點的狀態。
(10)、焊機滑道工作時，月臺滑道前進、后退按鈕鎖定并延遲5秒。
(11)、在主控系統關閉電源所有的控制功能解除。防止由于控制系統故障導致整條生產線癱瘓。
(12)、s1，s2中任何傳感器監測到有軌后，5-6工作點工作時，月臺控制屏的點動鎖定，防止月臺控制屏處誤操作。
(13)、在主控系統內安裝4個小按鈕,用于手工設定s1,s2的狀態。
4.系統組成：
1.焊機顯示屏：
用0、1、2、3、4、5、6亮紅燈表示相應的工作點正在工作，用亮綠燈表示相應的工作點已完成工作；S1、S2在檢查到有軌時相應指示燈亮紅燈，S1、S2在檢查到無軌時相應指示燈亮紅燈；月臺滑道與焊軌工藝滑道處于聯鎖狀態時亮紅燈，反之亮綠燈。
2.月臺顯示屏:
顯示說明同焊機顯示屏
3.主控系統:
主控系統采用三菱FX2N64 PLC為核心。FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相當開FX系列中最高檔次的超小型PLC裝置。 編程簡單；備有可自由選擇，豐富的品種；令人放心的高性能，程序容量－－內置8000步RAM（可輸入注釋）；高速運算，1個指令運行時間，只需0.08us。
5.PLC程序編寫：
本文采用FXGP_WIN-C編寫PLC程序，程序邏輯框圖見圖5-1，梯形圖見圖5-2。
小結
利用PLC對焊軌生產線進行聯鎖控制，防止了操作人員使用設備工作時，由于生產線滑道運動對人員和設備的損傷，保護了人員和設備安全；防止了焊接工藝滑道和月臺滑道可能的反向運動，保護了滑道電機；操作人員不再需要用金屬工具敲擊鋼軌向焊機及月臺操作人員傳遞信息，精磨機用來判定精磨是否到位的聲傳感器不再受到干擾，保證了無縫鋼軌生產質量；當焊機焊接第二根鋼軌時由傳感器自動判定，解除月臺滑道聯鎖，由控制屏處操作人員將完成后續工藝的400M鋼軌快速拖出到月臺滑道，為鋼軌吊出月臺滑道騰出時間，提高了生產效率。本系統經過衡陽鐵路機械廠一年多的使用，系統穩定，效果良好。
參考文獻
[1] FX2N可編程控制器使用手冊
[2] FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC編程手冊