在高度机械化自动化的工业生产中，特别是流水作业生产线对设备的运行可靠性要求相当高，因为一旦其中任意一台设备出现故障，都将影响整条生产线的工作。梅县线艺元件有限公司20世纪90年代初购有一台焊锡机，其采用的是继电器控制系统，因电器元件较多，线路复杂，经常存在可靠性差、故障率高、维修保养不方便等问题，影响生产的正常运行。操作过程甚至要按几次按钮才能完成一个工作循环，造成工作效率较低，产品质量也不能保证。由于笔者当时负责车间的设备维护保养工作，为此建议并负责实施另外设计一台用PLC控制的全自动焊锡机。
1 设计要求
本控制系统示意结构图主要由电磁阀、工作台、锡炉、锡杯、锡渣箱、发热丝、锡渣刮把、机械手、气缸等元部件组成。运作部件所处原始位置为：锡渣刮把处于右下方，机械手处于左上方，锡杯处于下方。本系统分四种控制方式：回原位，手动单步、单循环、自动循环。
（1）自动控制，按起动按钮，锡渣刮把开始上升，到位自动左移，到位自动下降，到位自动右移，接着锡渣不断地流进锡渣箱内，刮完锡渣后锡渣刮把自动回到原位停止。开始装工件并延时，延时时间到机械手自动右移，到位机械手自动下降，到位锡杯自动从锡炉中升起，到位自动焊锡并延时，焊锡时间到锡杯和机械手同时自动下降和上升，到位锡杯自动停止而机械手自动左移，到位机械手自动停止等待下一回运行。工件装卸由人工完成。
（2）手动控制每按一次按钮系统走完一步停止。
（3）单循环控制，单循环与自动循环控制基本相同，只要区别是单循环按一次起动按钮完成一次循环停止。
（4）回原位控制，按起动按钮，锡渣刮把、锡杯、机械手，按顺序回到原始位置自动停止。
（5）停车控制，按停止按钮，系统完成一次循环，自动停车。
（6）急停控制，按急停按钮，系统立刻停留在当前位置。
2 程序设计、分析、调试
2.1 输入、输出分配图
本系统通过对控制过程的分析选定，FXON －40MR可编程序控制器，根据生产流程，可编程序控制器的输入、输出分配图如图1所示。图中设置起动按钮为SB0，停止按钮SB1，事故急停按钮为SB2，万能转换开关QS分别为回原位选择、手动单步选择、单循环选择、自动循环选择。由于接触器KM的线圈为AC220V，故它单独接有Y0输出端。由于本控制线路中电磁阀SOL1–SOL5线圈均为DC24V，故它们接有Y4-Y15输出端，所有输出端都接有指示灯，便于观察和监视。
图1 输入输出分配图
2.2 状态流程图（SFC）
根据自动焊锡机的控制过程，其工作原理如下：开机特殊辅助继电器M8002脉冲使初态S0置1，当焊锡温度没达到所需的温度时，温控器的低温触点动作，发热丝自动加热，温度达到设定的温度时，发热丝自动停止加热。在焊锡温度达到所需温度的条件下。当选择了自动或单循环控制时，按起动按钮SB0，状态转移到S20，锡渣刮把上升；到位后状态转移到S21，锡渣刮把左移；到位后状态转移到S22，锡渣刮把下降；到位后状态转移到S23，锡渣刮把右移，锡渣便不断地被收集在锡渣箱里；到位以后锡渣刮把自动停止状态转移到S24，开始装工件并延时；延时时间到状态转移到S25，机械手右移；到位后状态转移到S26，机械手下降；到位后状态转移到S27，锡杯上升；到位后状态转移到S28，开始焊锡并延时；延时时间到状态转移到S29，锡杯和机械手同时下降与上升；到位后状态转移到S30，机械手左移，，到位后如果选择自动运行，状态转移到S20，进行下回运行；若选择手单循环，状态转移到S0，自动停车。当选择手动单步控制方式时，手动选择开关闭合，使X4动作切断自动和单循环回路，因此每走完一步需按一次起动按钮。当选择回原位控制方式时，按起动按钮SB0状态转移到S31，锡渣刮把右移（或当前位置在右边）；到位后状态转移到S32，锡渣刮把下降（或当前位置在下方）；到位后状态转移到S33，锡杯和机械手同时下降与上升（或锡杯和机械手当前位置在下方和上方）；到位后状态转移到S34，机械手左移（或当前位置在左边）；到位后状态转移到S0，所有工位回到原位自动停止。停车时，按停止按钮SB1，使辅助继电器M5置位，为停车做好准备，系统完成一个循环后自动停车，等待下次起动。在程序运行过程中，若遇到事故或突发事件时，只要按急停按钮SB2，所有输出全部停止，电磁阀全部关闭，各工位立刻停留在当前位置。
2.3 PLC可编程序控制器的梯形图
PLC可编程序控制器的梯形图如图2所示。
图2 梯形图
2.4 程序运行
程序编制完成后，传送到PLC可编程控制器中，对程序调试（不接负载的情况下），判断确认程序无误，然后再进行综合性的调试（接负载的情况下），从而使系统存在的问题得到及时发现和及时处理，使之更加完善。
3 结语
用PLC控制的全自动焊锡机投用以后，PLC以其简单、经济、实用等特点已经在自动焊锡机领域获得成功应用，已取代了体积大、能耗高、可靠性差的传统控制系统，而且增加了监控功能。在应用中提高了设备的稳定性、可靠性及生产能力等，使得产品质量和效率得到提高和保证。从投用到目前还未发现因受干扰而产生的误动作，大大减少了因人为误操作或开关损坏而造成的故障，降低了维修和各种损失费用，给公司带来良好的经济效益，并在改善作业者的工作环境等方面显示了极大的优越性。
收稿日期：2017-11-05
作者简介：谢文辉（1970-），男，广东梅县人，广东省高级技工学校高级实习指导教师。
