基于PLC的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐一、引言1.1研究背景與意義磚瓦行業(yè)作為建筑行業(yè)的重要基礎(chǔ)，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)著不可或缺的地位。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的穩(wěn)步推進(jìn)，建筑行業(yè)對(duì)磚瓦等基礎(chǔ)建筑材料的需求呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢(shì)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)我國(guó)磚瓦產(chǎn)量始終保持在較高水平，廣泛應(yīng)用于住宅、商業(yè)建筑、公共設(shè)施等各類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目中，為建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)支撐。在磚瓦生產(chǎn)過(guò)程中，碼坯是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其效率和質(zhì)量直接影響著磚瓦的生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。然而，在傳統(tǒng)的磚瓦生產(chǎn)中，人工碼坯是一種較為常見(jiàn)的方式。這種方式存在諸多弊端，首先，人工碼坯的勞動(dòng)強(qiáng)度極大，工人需要長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)進(jìn)行高強(qiáng)度的搬運(yùn)和碼放工作，不僅容易導(dǎo)致工人疲勞，還對(duì)工人的身體健康造成威脅。其次，人工碼坯的效率低下，難以滿足大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)需求。在如今快節(jié)奏的建筑行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)下，磚瓦企業(yè)對(duì)產(chǎn)量的要求不斷提高，人工碼坯的低效率嚴(yán)重制約了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)效益提升。再者，人工碼坯的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，不同工人的操作習(xí)慣和技術(shù)水平存在差異，這使得碼坯的質(zhì)量參差不齊，進(jìn)而影響磚瓦在燒制過(guò)程中的受熱均勻性，導(dǎo)致成品磚的質(zhì)量不穩(wěn)定，次品率增加，降低了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了解決人工碼坯存在的上述問(wèn)題，全自動(dòng)碼坯機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。全自動(dòng)碼坯機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)碼坯過(guò)程的自動(dòng)化操作，有效降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。它通過(guò)精確的機(jī)械控制和自動(dòng)化流程，能夠穩(wěn)定地完成碼坯任務(wù)，確保碼坯質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性，從而提高成品磚的質(zhì)量，減少次品率。而PLC（可編程邏輯控制器）控制系統(tǒng)作為全自動(dòng)碼坯機(jī)的核心控制部分，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程靈活、易于維護(hù)等顯著優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)θ詣?dòng)碼坯機(jī)的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行精確控制和協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求和工藝要求，靈活地編寫(xiě)和修改控制程序，使全自動(dòng)碼坯機(jī)適應(yīng)多樣化的生產(chǎn)場(chǎng)景。研究基于PLC的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它有助于推動(dòng)磚瓦行業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程，提高整個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)磚瓦行業(yè)朝著現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展，滿足建筑行業(yè)對(duì)磚瓦產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求。同時(shí)，也能夠?yàn)橄嚓P(guān)企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，為我國(guó)建筑行業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。1.2碼坯機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)在磚瓦生產(chǎn)的歷史長(zhǎng)河中，碼坯技術(shù)經(jīng)歷了從原始到現(xiàn)代的巨大變革。早期，磚瓦生產(chǎn)規(guī)模較小，碼坯工作主要依靠人工手動(dòng)完成，工人憑借經(jīng)驗(yàn)和體力將磚坯一塊一塊地碼放整齊，這種方式效率極低，且碼坯質(zhì)量很大程度上取決于工人的熟練程度和工作狀態(tài)。隨著工業(yè)革命的推進(jìn)，機(jī)械化開(kāi)始逐漸滲透到磚瓦生產(chǎn)領(lǐng)域，出現(xiàn)了一些簡(jiǎn)單的機(jī)械輔助碼坯設(shè)備，如簡(jiǎn)易的傳送裝置和初級(jí)的碼坯機(jī)械，這些設(shè)備在一定程度上減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了碼坯效率，但自動(dòng)化程度仍然較低，設(shè)備的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度也有待提高。隨著科技的不斷進(jìn)步，尤其是近幾十年，碼坯機(jī)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。在國(guó)外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、日本等，憑借其先進(jìn)的制造業(yè)基礎(chǔ)和強(qiáng)大的科研實(shí)力，在碼坯機(jī)研發(fā)和制造方面處于領(lǐng)先地位。德國(guó)的碼坯機(jī)以其高精度、高穩(wěn)定性和先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)而聞名，廣泛應(yīng)用于歐洲乃至全球的高端磚瓦生產(chǎn)企業(yè)。這些碼坯機(jī)采用了先進(jìn)的傳感器技術(shù)、智能控制系統(tǒng)和精密的機(jī)械傳動(dòng)部件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磚坯的快速、準(zhǔn)確抓取和碼放，并且可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求進(jìn)行靈活調(diào)整。日本的碼坯機(jī)則注重智能化和人性化設(shè)計(jì)，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，更加關(guān)注操作人員的工作體驗(yàn)和設(shè)備的易用性，通過(guò)引入先進(jìn)的人機(jī)交互界面和自動(dòng)化故障診斷系統(tǒng)，大大提高了設(shè)備的維護(hù)便利性和運(yùn)行可靠性。在國(guó)內(nèi)，碼坯機(jī)技術(shù)的發(fā)展雖然起步相對(duì)較晚，但發(fā)展速度十分迅猛。早期，國(guó)內(nèi)磚瓦企業(yè)主要依賴人工碼坯或使用一些從國(guó)外引進(jìn)的簡(jiǎn)單碼坯設(shè)備，隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的崛起和對(duì)磚瓦行業(yè)自動(dòng)化需求的不斷增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始加大對(duì)碼坯機(jī)技術(shù)的研發(fā)投入。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具備較強(qiáng)研發(fā)能力和生產(chǎn)實(shí)力的碼坯機(jī)制造企業(yè)，如山東聚祥機(jī)械股份有限公司、鞏義市銘澤機(jī)械制造有限公司等。這些企業(yè)通過(guò)自主創(chuàng)新和技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合的方式，不斷提升碼坯機(jī)的技術(shù)水平和性能指標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)的碼坯機(jī)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高效的碼坯作業(yè)，部分產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，并且在價(jià)格上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了重要份額，同時(shí)也逐漸走向國(guó)際市場(chǎng)。PLC技術(shù)作為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制的核心技術(shù)之一，在碼坯機(jī)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程靈活、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地滿足碼坯機(jī)復(fù)雜的控制需求。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)，碼坯機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的流程控制，包括磚坯的抓取、搬運(yùn)、碼放等一系列動(dòng)作的精確協(xié)調(diào)。例如，臺(tái)達(dá)PLC在液壓碼坯機(jī)電氣控制中的應(yīng)用，成功代替了原繼電器控制系統(tǒng)的控制和維護(hù)功能，不僅增加了節(jié)能功能，優(yōu)化了系統(tǒng)，還降低了人工管理成本，使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到了顯著提升。隨著科技的不斷發(fā)展，碼坯機(jī)技術(shù)在未來(lái)將呈現(xiàn)出智能化、集成化和節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。智能化方面，碼坯機(jī)將進(jìn)一步融合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自我診斷、自我優(yōu)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過(guò)人工智能算法，碼坯機(jī)能夠根據(jù)磚坯的尺寸、重量、材質(zhì)等參數(shù)自動(dòng)調(diào)整抓取和碼放策略，提高碼坯的準(zhǔn)確性和效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用則使得碼坯機(jī)可以與生產(chǎn)線上的其他設(shè)備以及企業(yè)的管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化管理和調(diào)度。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以對(duì)碼坯機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，為設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)、性能優(yōu)化提供依據(jù)，提前預(yù)測(cè)設(shè)備故障，降低設(shè)備停機(jī)時(shí)間。集成化趨勢(shì)將使碼坯機(jī)與其他磚瓦生產(chǎn)設(shè)備，如切條機(jī)、切坯機(jī)、輸送機(jī)等實(shí)現(xiàn)高度集成，形成一體化的磚瓦生產(chǎn)系統(tǒng)。這種集成化的生產(chǎn)系統(tǒng)可以減少設(shè)備之間的銜接時(shí)間和物料傳輸距離，提高整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行效率和協(xié)調(diào)性。同時(shí)，通過(guò)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行集中管理和控制，簡(jiǎn)化了操作流程，降低了操作人員的工作強(qiáng)度和管理難度。在節(jié)能環(huán)保方面，未來(lái)的碼坯機(jī)將更加注重能源利用效率的提升和對(duì)環(huán)境的友好性。采用高效節(jié)能的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)，降低碼坯機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的能耗。在設(shè)備制造材料的選擇上，將更多地使用可回收、低污染的環(huán)保材料，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。在碼坯工藝上，通過(guò)優(yōu)化碼坯方式和布局，提高磚坯在窯爐中的燒制效率，減少能源消耗和廢氣排放，實(shí)現(xiàn)磚瓦生產(chǎn)的綠色可持續(xù)發(fā)展。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究聚焦于基于PLC的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。在系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理剖析上，深入探究全自動(dòng)碼坯機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括機(jī)械臂、夾具、傳動(dòng)裝置等各部分的組成和協(xié)同工作方式，以及其在抓取、搬運(yùn)和碼放磚坯過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理。同時(shí)，詳細(xì)分析PLC控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)，如CPU模塊、輸入輸出模塊、通信模塊等的選型與配置，以及軟件系統(tǒng)的工作流程，包括初始化、數(shù)據(jù)采集、邏輯處理、控制輸出等環(huán)節(jié)，明確各部分在碼坯過(guò)程中的具體功能和相互關(guān)系。在硬件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，依據(jù)碼坯機(jī)的工作要求和性能指標(biāo)，精心挑選合適的PLC型號(hào)，充分考慮其處理能力、存儲(chǔ)容量、輸入輸出點(diǎn)數(shù)以及通信功能等因素，確保能夠滿足系統(tǒng)復(fù)雜的控制需求。同時(shí)，合理配置傳感器，如位置傳感器、壓力傳感器、光電傳感器等，以精確檢測(cè)磚坯的位置、狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)信息，為PLC提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)反饋。此外，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如電機(jī)、液壓缸、氣缸等進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)，確保其能夠提供足夠的動(dòng)力和精確的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)磚坯的高效搬運(yùn)和碼放。還需設(shè)計(jì)電氣控制電路，包括電源電路、信號(hào)調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)電路等，保障硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。軟件設(shè)計(jì)部分，采用梯形圖、指令表或結(jié)構(gòu)化文本等編程語(yǔ)言，編寫(xiě)PLC控制程序。在程序中，詳細(xì)規(guī)劃系統(tǒng)的工作流程，包括自動(dòng)模式和手動(dòng)模式的切換邏輯，自動(dòng)模式下磚坯的抓取、搬運(yùn)、碼放等動(dòng)作的順序控制和時(shí)間控制，手動(dòng)模式下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的單獨(dú)操作控制，以滿足不同生產(chǎn)場(chǎng)景和調(diào)試需求。同時(shí)，設(shè)計(jì)故障診斷與報(bào)警程序，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)，如傳感器故障、電機(jī)過(guò)載、位置偏差過(guò)大等，能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如停機(jī)、提示故障信息等，便于操作人員快速排查和解決問(wèn)題。系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化是本研究的重要內(nèi)容。在硬件組裝完成和軟件程序編寫(xiě)完畢后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試。通過(guò)模擬實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)碼坯機(jī)進(jìn)行空載和負(fù)載測(cè)試，檢查各硬件設(shè)備的運(yùn)行情況，如電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩，液壓缸的壓力、行程等是否正常，以及軟件程序的邏輯控制是否準(zhǔn)確無(wú)誤。在調(diào)試過(guò)程中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)分析和解決，如調(diào)整硬件參數(shù)、優(yōu)化軟件算法等。通過(guò)不斷優(yōu)化系統(tǒng)的性能，提高碼坯機(jī)的工作效率、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，降低故障率，確保其能夠滿足磚瓦生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需求。為了實(shí)現(xiàn)上述研究?jī)?nèi)容，本研究采用了多種研究方法。文獻(xiàn)研究法是基礎(chǔ)，通過(guò)廣泛查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、專利文獻(xiàn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，全面了解碼坯機(jī)控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及存在的問(wèn)題，為研究提供理論支持和技術(shù)參考。理論分析法則貫穿于整個(gè)研究過(guò)程，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)理論、自動(dòng)控制原理、傳感器技術(shù)、PLC編程技術(shù)等相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)碼坯機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)進(jìn)行深入分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，確保系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性和合理性。案例實(shí)踐法是本研究的關(guān)鍵方法，通過(guò)實(shí)際參與基于PLC的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和調(diào)試項(xiàng)目，將理論研究成果應(yīng)用于實(shí)際工程中，在實(shí)踐中檢驗(yàn)和完善研究成果，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，解決實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題。二、全自動(dòng)碼坯機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理2.1系統(tǒng)構(gòu)成全自動(dòng)碼坯機(jī)主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成，各部分相互協(xié)作，共同實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的碼坯作業(yè)。2.1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)：行走機(jī)構(gòu)是碼坯機(jī)實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)的關(guān)鍵部分，通常采用輪式或軌道式結(jié)構(gòu)。輪式行走機(jī)構(gòu)具有靈活性高的特點(diǎn)，能夠在較為復(fù)雜的場(chǎng)地環(huán)境中自由移動(dòng)，適用于一些對(duì)碼坯位置靈活性要求較高的生產(chǎn)場(chǎng)景。軌道式行走機(jī)構(gòu)則具有運(yùn)行平穩(wěn)、定位精確的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)在固定軌道上行駛，能夠確保碼坯機(jī)在移動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，廣泛應(yīng)用于大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的磚瓦企業(yè)。行走機(jī)構(gòu)一般由電機(jī)、減速機(jī)、車(chē)輪或行走輪組等組成。電機(jī)提供動(dòng)力，減速機(jī)將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為適合行走的低速大扭矩輸出，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或行走輪組在地面或軌道上滾動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)的水平移動(dòng)。在一些高精度要求的碼坯機(jī)中，還會(huì)配備編碼器等位置檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)反饋行走機(jī)構(gòu)的位置信息，以便PLC控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行精確控制，確保碼坯機(jī)能夠準(zhǔn)確地停在預(yù)定的取坯和碼坯位置。升降機(jī)構(gòu)：升降機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)碼坯機(jī)在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)磚坯的抓取和碼放高度的調(diào)整。常見(jiàn)的升降機(jī)構(gòu)有絲桿螺母式、鏈條式、液壓式等。絲桿螺母式升降機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，使螺母沿絲桿上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)與之相連的碼坯部件上升或下降。這種升降方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)精度高的優(yōu)點(diǎn)，但承載能力相對(duì)有限，適用于較輕負(fù)載的碼坯機(jī)。鏈條式升降機(jī)構(gòu)利用電機(jī)帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鏈條的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。鏈條式升降機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力較大的特點(diǎn)，但鏈條在長(zhǎng)期使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)伸長(zhǎng)、磨損等問(wèn)題，需要定期維護(hù)和調(diào)整。液壓式升降機(jī)構(gòu)則是利用液壓泵提供的壓力油，推動(dòng)液壓缸的活塞上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)升降功能。液壓式升降機(jī)構(gòu)具有承載能力大、升降速度快、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足大型碼坯機(jī)對(duì)高負(fù)載和快速升降的需求，但液壓系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，需要配備專門(mén)的液壓站和管路，維護(hù)成本較高。升降機(jī)構(gòu)上通常安裝有接近開(kāi)關(guān)或傳感器，用于檢測(cè)升降位置，防止升降過(guò)度造成設(shè)備損壞或安全事故。當(dāng)碼坯機(jī)需要抓取磚坯時(shí)，升降機(jī)構(gòu)下降至合適高度，碼坯夾手抓取磚坯后，升降機(jī)構(gòu)再將磚坯提升至預(yù)定的碼放高度。碼坯機(jī)械手：碼坯機(jī)械手是直接與磚坯接觸并完成抓取和碼放動(dòng)作的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)和性能直接影響碼坯的質(zhì)量和效率。碼坯機(jī)械手一般由夾手、手臂、旋轉(zhuǎn)裝置等部分組成。夾手是抓取磚坯的執(zhí)行部件，其結(jié)構(gòu)形式多樣，根據(jù)磚坯的形狀、尺寸和材質(zhì)不同，可采用不同的夾取方式。對(duì)于普通的矩形磚坯，常見(jiàn)的夾手有平行夾爪式、V型夾爪式等。平行夾爪式夾手通過(guò)兩個(gè)平行的夾爪相向運(yùn)動(dòng)，夾緊磚坯，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾取穩(wěn)定的特點(diǎn)。V型夾爪式夾手則利用V型槽與磚坯的貼合，增加夾取的穩(wěn)定性，適用于一些表面不平整或形狀特殊的磚坯。手臂是連接夾手和碼坯機(jī)主體的部分，負(fù)責(zé)將夾手抓取的磚坯搬運(yùn)到指定位置。手臂通常具有伸縮和旋轉(zhuǎn)功能，能夠在不同的位置和角度進(jìn)行操作。旋轉(zhuǎn)裝置則使碼坯機(jī)械手能夠在水平方向上旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)磚坯的不同碼放角度和方式，如常見(jiàn)的十字交叉碼放方式，就需要通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置來(lái)完成。碼坯機(jī)械手的動(dòng)作由電機(jī)、氣缸或液壓缸等驅(qū)動(dòng)，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)的精確控制，實(shí)現(xiàn)夾手的開(kāi)合、手臂的伸縮和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合，確保磚坯的準(zhǔn)確抓取和碼放。其他輔助結(jié)構(gòu)：除了上述主要的機(jī)械結(jié)構(gòu)外，全自動(dòng)碼坯機(jī)還包括一些輔助結(jié)構(gòu)，如機(jī)架、防護(hù)裝置等。機(jī)架是碼坯機(jī)的支撐框架，采用高強(qiáng)度的鋼材焊接而成，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠承受碼坯機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的各種載荷，保證各機(jī)械部件的相對(duì)位置精度和穩(wěn)定性。防護(hù)裝置則用于保障操作人員的安全和設(shè)備的正常運(yùn)行，包括安全圍欄、光幕傳感器、緊急制動(dòng)按鈕等。安全圍欄將碼坯機(jī)的工作區(qū)域圍起來(lái)，防止人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域。光幕傳感器安裝在碼坯機(jī)的進(jìn)出口等關(guān)鍵位置，當(dāng)有物體遮擋光幕時(shí)，會(huì)立即觸發(fā)信號(hào)，使碼坯機(jī)停止運(yùn)行，避免發(fā)生碰撞事故。緊急制動(dòng)按鈕則設(shè)置在便于操作人員操作的位置，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，操作人員可以立即按下按鈕，使碼坯機(jī)緊急停止，確保人員和設(shè)備的安全。2.1.2電氣系統(tǒng)PLC：PLC作為全自動(dòng)碼坯機(jī)電氣系統(tǒng)的核心控制部件，猶如人體的大腦，承擔(dān)著整個(gè)系統(tǒng)的邏輯控制、數(shù)據(jù)處理和信號(hào)傳輸?shù)戎匾蝿?wù)。它接收來(lái)自傳感器的各種信號(hào)，如磚坯的位置信號(hào)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)等，根據(jù)預(yù)先編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷，然后輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器完成相應(yīng)的動(dòng)作，如電機(jī)的啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)，氣缸和液壓缸的伸縮等。在選擇PLC時(shí)，需要綜合考慮多個(gè)因素。首先是處理能力，碼坯機(jī)的控制邏輯較為復(fù)雜，需要PLC具備快速的數(shù)據(jù)處理能力，能夠及時(shí)響應(yīng)各種輸入信號(hào)并做出準(zhǔn)確的控制決策。其次是存儲(chǔ)容量，要滿足存儲(chǔ)大量的控制程序和數(shù)據(jù)的需求，確保碼坯機(jī)在不同工作模式和生產(chǎn)任務(wù)下的穩(wěn)定運(yùn)行。輸入輸出點(diǎn)數(shù)也是關(guān)鍵因素之一，需根據(jù)碼坯機(jī)實(shí)際的傳感器和執(zhí)行器數(shù)量，合理選擇具有足夠輸入輸出點(diǎn)數(shù)的PLC型號(hào)，以保證系統(tǒng)的完整性和擴(kuò)展性。通信功能同樣重要，現(xiàn)代碼坯機(jī)往往需要與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行通信，如與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理；與生產(chǎn)線中的其他設(shè)備進(jìn)行協(xié)同工作，提高整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。因此，所選PLC應(yīng)具備豐富的通信接口，如RS485、以太網(wǎng)等，以滿足不同的通信需求。傳感器：傳感器是碼坯機(jī)的“感知器官”，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和磚坯的位置、狀態(tài)等信息，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸給PLC，為PLC的控制決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。常見(jiàn)的傳感器包括位置傳感器、壓力傳感器、光電傳感器等。位置傳感器用于檢測(cè)碼坯機(jī)各部件的位置，如行走機(jī)構(gòu)的位置、升降機(jī)構(gòu)的高度、碼坯機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度等。常用的位置傳感器有接近開(kāi)關(guān)、編碼器等。接近開(kāi)關(guān)通過(guò)感應(yīng)物體的接近，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，可用于檢測(cè)部件是否到達(dá)預(yù)定位置。編碼器則能夠精確測(cè)量部件的位移和角度，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出，具有高精度、高可靠性的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于對(duì)位置精度要求較高的場(chǎng)合。壓力傳感器主要用于檢測(cè)液壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)的壓力，確保系統(tǒng)在正常的壓力范圍內(nèi)工作。當(dāng)壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)，壓力傳感器會(huì)將信號(hào)傳輸給PLC，PLC根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力閾值進(jìn)行判斷，如壓力異常則會(huì)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如報(bào)警、停機(jī)等，以避免設(shè)備損壞或安全事故的發(fā)生。光電傳感器利用光的發(fā)射和接收原理，可用于檢測(cè)磚坯的存在、位置和數(shù)量等信息。例如，在磚坯輸送線上安裝光電傳感器，當(dāng)磚坯經(jīng)過(guò)時(shí)，光電傳感器的光線被遮擋，從而產(chǎn)生信號(hào)變化，PLC通過(guò)檢測(cè)這些信號(hào)變化，能夠準(zhǔn)確掌握磚坯的輸送情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)碼坯機(jī)抓取磚坯動(dòng)作的精確控制。執(zhí)行器：執(zhí)行器是碼坯機(jī)實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作的執(zhí)行部件，在PLC的控制下，將電能或液壓能、氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，完成碼坯機(jī)的行走、升降、抓取、碼放等動(dòng)作。常見(jiàn)的執(zhí)行器有電機(jī)、液壓缸、氣缸等。電機(jī)是碼坯機(jī)中最常用的執(zhí)行器之一，根據(jù)不同的工作需求，可選用不同類(lèi)型的電機(jī)，如交流異步電機(jī)、直流電機(jī)、伺服電機(jī)等。交流異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，常用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)和一些對(duì)速度精度要求不高的升降機(jī)構(gòu)。直流電機(jī)則具有調(diào)速性能好、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等特點(diǎn)，適用于需要頻繁啟停和調(diào)速的場(chǎng)合。伺服電機(jī)具有高精度、高響應(yīng)速度、可精確控制位置和速度等優(yōu)勢(shì)，常用于對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求極高的碼坯機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)，能夠確保機(jī)械手準(zhǔn)確地抓取和碼放磚坯，提高碼坯的質(zhì)量和效率。液壓缸和氣缸利用液體或氣體的壓力來(lái)產(chǎn)生推力，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液壓缸具有輸出力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，常用于大型碼坯機(jī)的升降機(jī)構(gòu)和一些需要較大推力的夾手驅(qū)動(dòng)。氣缸則具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，適用于一些對(duì)輸出力要求不高、動(dòng)作頻率較快的場(chǎng)合，如碼坯機(jī)械手的夾手開(kāi)合動(dòng)作等。2.2工作原理2.2.1布坯機(jī)工作原理布坯機(jī)作為磚瓦生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備，主要承擔(dān)著將磚坯有序排列的重要任務(wù)，為后續(xù)碼坯工序的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。其工作過(guò)程涉及多個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作和環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都需要精確控制，以確保磚坯排列的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。當(dāng)切坯機(jī)將磚坯切割完成后，磚坯被輸送至布坯機(jī)的工作區(qū)域。此時(shí)，布坯機(jī)的輸送帶開(kāi)始啟動(dòng)，以穩(wěn)定的速度將磚坯向前輸送。在輸送過(guò)程中，為了使磚坯能夠按照預(yù)定的排列方式進(jìn)行分布，分坯系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。分坯系統(tǒng)通常由分坯板和驅(qū)動(dòng)裝置組成，當(dāng)磚坯到達(dá)分坯位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)分坯板張開(kāi)，將連續(xù)的磚坯流分隔成一組組等間距排列的磚坯，這些磚坯組的間距和排列方式是根據(jù)后續(xù)碼坯工藝的要求預(yù)先設(shè)定好的。在分坯動(dòng)作完成后，布坯機(jī)的定位系統(tǒng)開(kāi)始工作。定位系統(tǒng)通過(guò)安裝在輸送帶兩側(cè)或特定位置的傳感器，如光電傳感器、接近開(kāi)關(guān)等，實(shí)時(shí)檢測(cè)磚坯的位置信息。當(dāng)磚坯組到達(dá)預(yù)定的抓取位置時(shí)，傳感器將信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)立即發(fā)出指令，使輸送帶停止運(yùn)行，確保磚坯組能夠準(zhǔn)確地停留在抓取位置上，為碼坯機(jī)的夾坯動(dòng)作做好準(zhǔn)備。這一過(guò)程對(duì)定位的準(zhǔn)確性要求極高，因?yàn)橹挥写u坯組精確定位，碼坯機(jī)才能準(zhǔn)確無(wú)誤地抓取磚坯，否則可能會(huì)導(dǎo)致抓取失敗或磚坯在碼放過(guò)程中出現(xiàn)偏移、倒塌等問(wèn)題。在整個(gè)布坯過(guò)程中，速度控制也是至關(guān)重要的。布坯機(jī)的輸送帶速度需要與切坯機(jī)的切割速度以及碼坯機(jī)的工作節(jié)奏相匹配。如果輸送帶速度過(guò)快，可能會(huì)導(dǎo)致磚坯在輸送過(guò)程中發(fā)生碰撞、堆積，影響分坯和定位的準(zhǔn)確性；如果速度過(guò)慢，則會(huì)降低整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。因此，布坯機(jī)通常配備有速度調(diào)節(jié)裝置，如變頻器等，操作人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)輸送帶的速度進(jìn)行精確調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間的協(xié)同工作，保證生產(chǎn)過(guò)程的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。2.2.2碼坯機(jī)工作原理碼坯機(jī)的工作過(guò)程主要包括夾坯、轉(zhuǎn)坯、放坯等關(guān)鍵動(dòng)作，這些動(dòng)作之間的協(xié)同配合是實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確碼坯的關(guān)鍵。當(dāng)布坯機(jī)將磚坯組準(zhǔn)確輸送至抓取位置并停止后，碼坯機(jī)的升降機(jī)構(gòu)開(kāi)始動(dòng)作。升降機(jī)構(gòu)在電機(jī)或液壓缸的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)碼坯夾手向下移動(dòng)，直至夾手到達(dá)磚坯的抓取高度。此時(shí)，夾手的位置需要精確控制，以確保夾手能夠準(zhǔn)確地夾住磚坯。夾手的控制一般由氣缸或電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)，當(dāng)夾手到達(dá)預(yù)定位置后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使夾手的夾爪迅速閉合，緊緊夾住磚坯。夾手的夾緊力也需要根據(jù)磚坯的材質(zhì)、尺寸和重量進(jìn)行合理調(diào)整，既要保證能夠牢固地抓取磚坯，又不能因夾緊力過(guò)大而損壞磚坯。在夾坯動(dòng)作完成后，升降機(jī)構(gòu)再次啟動(dòng)，將夾有磚坯的夾手向上提升至一定高度，以避免在后續(xù)的移動(dòng)過(guò)程中磚坯與其他設(shè)備或地面發(fā)生碰撞。同時(shí)，行走機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，行走機(jī)構(gòu)在電機(jī)和傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)碼坯機(jī)沿著軌道或地面向窯車(chē)的方向移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中，碼坯機(jī)的位置信息通過(guò)安裝在行走機(jī)構(gòu)上的編碼器或位置傳感器實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的路徑和位置信息，精確控制行走機(jī)構(gòu)的速度和方向，確保碼坯機(jī)能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)到窯車(chē)的正上方。當(dāng)碼坯機(jī)移動(dòng)到窯車(chē)正上方后，轉(zhuǎn)坯動(dòng)作開(kāi)始。轉(zhuǎn)坯裝置一般由旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，旋轉(zhuǎn)電機(jī)在控制系統(tǒng)的指令下啟動(dòng)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾有磚坯的夾手進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)坯的角度通常根據(jù)碼坯的工藝要求進(jìn)行設(shè)定，常見(jiàn)的轉(zhuǎn)坯角度為90度，以實(shí)現(xiàn)磚坯的十字交叉碼放，這種碼放方式可以提高磚坯在窯車(chē)中的穩(wěn)定性和空間利用率。在轉(zhuǎn)坯過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度需要精確控制，以確保轉(zhuǎn)坯動(dòng)作的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性，避免磚坯在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生掉落或偏移。轉(zhuǎn)坯動(dòng)作完成后，升降機(jī)構(gòu)再次下降，將夾手和磚坯下降至窯車(chē)的碼放高度。當(dāng)磚坯到達(dá)預(yù)定的碼放位置后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使夾手的夾爪張開(kāi)，將磚坯平穩(wěn)地放置在窯車(chē)上。放坯動(dòng)作完成后，升降機(jī)構(gòu)上升，行走機(jī)構(gòu)返回布坯機(jī)的抓取位置，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次的夾坯、轉(zhuǎn)坯和放坯動(dòng)作。在整個(gè)碼坯過(guò)程中，各個(gè)動(dòng)作之間的銜接需要緊密配合，控制系統(tǒng)需要根據(jù)傳感器反饋的信息，精確地控制每個(gè)動(dòng)作的啟動(dòng)、停止和運(yùn)行速度，以實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，確保磚坯能夠按照預(yù)定的排列方式準(zhǔn)確地碼放在窯車(chē)上。2.2.3整體工作流程從磚坯進(jìn)入系統(tǒng)到完成碼放，全自動(dòng)碼坯機(jī)的整個(gè)工作流程是一個(gè)高度自動(dòng)化且緊密協(xié)同的過(guò)程，涉及多個(gè)設(shè)備和環(huán)節(jié)的有序銜接與精確控制。切坯機(jī)將擠出的泥條按照一定的尺寸規(guī)格切割成單個(gè)磚坯，并將其輸送至布坯機(jī)。布坯機(jī)的輸送帶以穩(wěn)定的速度將磚坯向前輸送，在輸送過(guò)程中，分坯系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的間距和排列方式對(duì)磚坯進(jìn)行分坯，將連續(xù)的磚坯流分隔成一組組等間距排列的磚坯組。同時(shí)，定位系統(tǒng)通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)磚坯的位置信息，當(dāng)磚坯組到達(dá)預(yù)定的抓取位置時(shí)，輸送帶停止運(yùn)行，確保磚坯組準(zhǔn)確停留在抓取位置上，為碼坯機(jī)的夾坯動(dòng)作做好準(zhǔn)備。碼坯機(jī)的升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)碼坯夾手下降至磚坯抓取高度，夾手準(zhǔn)確夾住磚坯后，升降機(jī)構(gòu)將夾有磚坯的夾手向上提升。隨后，行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)碼坯機(jī)向窯車(chē)方向移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)編碼器或位置傳感器實(shí)時(shí)反饋位置信息，確保碼坯機(jī)準(zhǔn)確移動(dòng)到窯車(chē)正上方。到達(dá)窯車(chē)正上方后，轉(zhuǎn)坯裝置帶動(dòng)夾手和磚坯進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，按照預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)坯角度實(shí)現(xiàn)磚坯的轉(zhuǎn)向，以滿足碼坯工藝要求。轉(zhuǎn)坯完成后，升降機(jī)構(gòu)下降，將磚坯準(zhǔn)確放置在窯車(chē)上，夾手張開(kāi)釋放磚坯，完成一次碼放動(dòng)作。然后，升降機(jī)構(gòu)上升，行走機(jī)構(gòu)返回布坯機(jī)抓取位置，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次碼坯循環(huán)。在整個(gè)工作流程中，PLC控制系統(tǒng)起著核心的協(xié)調(diào)和控制作用。它實(shí)時(shí)采集來(lái)自各個(gè)傳感器的信號(hào)，包括磚坯的位置信號(hào)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)等，并根據(jù)預(yù)先編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，PLC控制系統(tǒng)向各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出精確的控制指令，如控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)，氣缸和液壓缸的伸縮等，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備和環(huán)節(jié)之間的緊密協(xié)同和有序運(yùn)行。例如，當(dāng)PLC接收到布坯機(jī)定位系統(tǒng)發(fā)出的磚坯到位信號(hào)后，立即控制碼坯機(jī)的升降機(jī)構(gòu)下降進(jìn)行夾坯動(dòng)作；在碼坯機(jī)行走過(guò)程中，根據(jù)編碼器反饋的位置信息，實(shí)時(shí)調(diào)整行走電機(jī)的速度和方向，確保碼坯機(jī)準(zhǔn)確到達(dá)預(yù)定位置。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)的精確控制，全自動(dòng)碼坯機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高效、穩(wěn)定的自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高了磚瓦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。三、基于PLC的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1PLC選型與配置在全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)中，PLC的選型與配置是硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和可靠性。目前市場(chǎng)上PLC品牌眾多，如西門(mén)子、三菱、歐姆龍、臺(tái)達(dá)等，每個(gè)品牌都有其各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。西門(mén)子PLC以其強(qiáng)大的功能、高可靠性和豐富的產(chǎn)品線在工業(yè)控制領(lǐng)域占據(jù)重要地位，適用于大型復(fù)雜控制系統(tǒng)；三菱PLC則以其簡(jiǎn)潔的編程方式、良好的性價(jià)比和廣泛的應(yīng)用案例受到用戶青睞，在中小型控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛；歐姆龍PLC注重產(chǎn)品的穩(wěn)定性和高精度控制，在一些對(duì)控制精度要求較高的行業(yè)表現(xiàn)出色；臺(tái)達(dá)PLC憑借其豐富的功能模塊、良好的通信能力和相對(duì)較低的成本，在自動(dòng)化設(shè)備制造等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用。對(duì)于全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)，綜合考慮系統(tǒng)的控制要求、成本預(yù)算、可擴(kuò)展性以及技術(shù)支持等因素，選用西門(mén)子S7-1200系列PLC較為合適。西門(mén)子S7-1200系列PLC具有以下優(yōu)勢(shì)，能很好地滿足碼坯機(jī)的控制需求：強(qiáng)大的處理能力：該系列PLC配備了高性能的CPU，具備快速的數(shù)據(jù)處理能力，能夠快速響應(yīng)碼坯機(jī)運(yùn)行過(guò)程中各種傳感器傳來(lái)的信號(hào)，并及時(shí)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷，確保對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的精確控制。例如，在碼坯機(jī)夾坯、轉(zhuǎn)坯和放坯等動(dòng)作的快速切換過(guò)程中，S7-1200系列PLC能夠迅速處理傳感器反饋的位置、壓力等信息，準(zhǔn)確控制電機(jī)、氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，保證碼坯動(dòng)作的連貫性和準(zhǔn)確性。豐富的存儲(chǔ)容量：擁有足夠大的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，可存儲(chǔ)復(fù)雜的碼坯機(jī)控制程序以及大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。碼坯機(jī)的控制程序涉及多種動(dòng)作的順序控制、時(shí)間控制以及各種邏輯判斷，需要較大的程序存儲(chǔ)空間來(lái)存儲(chǔ)這些復(fù)雜的控制邏輯。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，還需要存儲(chǔ)諸如磚坯的尺寸參數(shù)、碼坯的層數(shù)和排數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和故障記錄等大量數(shù)據(jù)，S7-1200系列PLC豐富的存儲(chǔ)容量能夠滿足這一需求，為碼坯機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和生產(chǎn)管理提供有力支持。靈活的輸入輸出配置：提供了多種類(lèi)型和數(shù)量的輸入輸出模塊，可根據(jù)碼坯機(jī)實(shí)際的傳感器和執(zhí)行器數(shù)量進(jìn)行靈活配置。碼坯機(jī)控制系統(tǒng)中，傳感器包括位置傳感器、壓力傳感器、光電傳感器等，執(zhí)行器有電機(jī)、液壓缸、氣缸等，不同類(lèi)型的傳感器和執(zhí)行器需要相應(yīng)類(lèi)型的輸入輸出接口與之匹配。S7-1200系列PLC的輸入輸出模塊種類(lèi)豐富，能夠滿足各種傳感器和執(zhí)行器的連接需求，并且具有良好的擴(kuò)展性，方便在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)需要增加或更換設(shè)備時(shí)對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。良好的通信能力：具備多種通信接口，如RS485、以太網(wǎng)等，便于與其他設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行通信。在磚瓦生產(chǎn)線上，碼坯機(jī)通常需要與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，操作人員可以通過(guò)上位機(jī)實(shí)時(shí)了解碼坯機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等信息，并對(duì)碼坯機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和參數(shù)調(diào)整。同時(shí)，碼坯機(jī)還需要與生產(chǎn)線中的其他設(shè)備，如切條機(jī)、切坯機(jī)、輸送機(jī)等進(jìn)行協(xié)同工作，通過(guò)通信接口實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的信息共享和協(xié)同控制，提高整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。在硬件配置方面，根據(jù)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)的具體需求，確定以下配置方案：CPU模塊：選用西門(mén)子S7-1214CCPU，它集成了14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和10個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，能夠滿足碼坯機(jī)部分基本的輸入輸出控制需求。同時(shí)，該CPU模塊還具有較高的處理速度和較大的存儲(chǔ)容量，可確保系統(tǒng)控制程序的高效運(yùn)行和數(shù)據(jù)的穩(wěn)定存儲(chǔ)。數(shù)字量輸入模塊：考慮到碼坯機(jī)控制系統(tǒng)中傳感器數(shù)量較多，如位置傳感器、接近開(kāi)關(guān)、光電傳感器等，需要大量的數(shù)字量輸入點(diǎn)來(lái)采集這些傳感器的信號(hào)。因此，配置2個(gè)SM1221數(shù)字量輸入模塊，每個(gè)模塊提供16個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，共增加32個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，用于連接各種傳感器，實(shí)時(shí)獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和磚坯的位置等信息。數(shù)字量輸出模塊：碼坯機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如電機(jī)的啟動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)控制，氣缸和液壓缸的伸縮控制等，都需要數(shù)字量輸出點(diǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。配置2個(gè)SM1222數(shù)字量輸出模塊，每個(gè)模塊提供16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，共增加32個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，用于控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)控制功能。模擬量輸入模塊：在碼坯機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，可能需要采集一些模擬量信號(hào)，如壓力傳感器輸出的壓力信號(hào)、溫度傳感器輸出的溫度信號(hào)等，以便對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更精確的監(jiān)測(cè)和控制。配置1個(gè)SM1231模擬量輸入模塊，該模塊提供4個(gè)模擬量輸入通道，可連接壓力傳感器、溫度傳感器等模擬量傳感器，將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)后輸入到PLC進(jìn)行處理。通信模塊：為了實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)與上位機(jī)以及生產(chǎn)線中其他設(shè)備的通信，配置1個(gè)CM1241RS485通信模塊和1個(gè)CP1243-1以太網(wǎng)通信模塊。RS485通信模塊用于與一些采用RS485通信協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行通信，如部分傳感器和執(zhí)行器；以太網(wǎng)通信模塊則用于與上位機(jī)和其他支持以太網(wǎng)通信的設(shè)備進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享和協(xié)同控制等功能。通過(guò)合理選擇西門(mén)子S7-1200系列PLC并進(jìn)行上述硬件配置，能夠構(gòu)建一個(gè)性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)大的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)，為碼坯機(jī)的高效、準(zhǔn)確運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1伺服電機(jī)應(yīng)用伺服電機(jī)在全自動(dòng)碼坯機(jī)的精確定位和運(yùn)動(dòng)控制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量碼坯作業(yè)的重要保障。其工作原理基于電磁感應(yīng)定律，通過(guò)接收來(lái)自控制器的脈沖信號(hào)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為精確的角位移或直線位移輸出。在碼坯機(jī)的碼坯機(jī)械手驅(qū)動(dòng)中，伺服電機(jī)的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。碼坯機(jī)械手需要在不同的位置和角度進(jìn)行精確的抓取和碼放動(dòng)作，這就要求驅(qū)動(dòng)電機(jī)具備高精度的位置控制能力。伺服電機(jī)能夠根據(jù)控制器發(fā)出的脈沖數(shù)量和頻率，精確地控制機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度和伸縮距離，確保夾手能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地抓取磚坯，并將其放置在預(yù)定的碼放位置。例如，在實(shí)現(xiàn)磚坯的十字交叉碼放時(shí)，伺服電機(jī)能夠精確控制機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度，使磚坯在旋轉(zhuǎn)90度后準(zhǔn)確地碼放在下層磚坯上，保證碼放的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。在伺服電機(jī)的選型過(guò)程中，需要綜合考慮多個(gè)關(guān)鍵因素。首先是扭矩，扭矩是衡量電機(jī)輸出動(dòng)力的重要指標(biāo)，需要根據(jù)碼坯機(jī)械手的負(fù)載情況進(jìn)行合理選擇。碼坯機(jī)械手在抓取磚坯時(shí)，需要克服磚坯的重力、摩擦力以及自身運(yùn)動(dòng)部件的慣性力等，因此所選伺服電機(jī)的扭矩必須足夠大，以確保能夠穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成各種動(dòng)作。如果扭矩選擇過(guò)小，可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法帶動(dòng)負(fù)載，出現(xiàn)動(dòng)作卡頓甚至無(wú)法正常工作的情況；而扭矩選擇過(guò)大，則會(huì)造成電機(jī)成本增加和能源浪費(fèi)。其次是精度，伺服電機(jī)的精度直接影響碼坯的質(zhì)量和效率。高精度的伺服電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的位置控制，減少碼坯過(guò)程中的誤差，提高碼坯的準(zhǔn)確性和一致性。一般來(lái)說(shuō)，碼坯機(jī)對(duì)伺服電機(jī)的定位精度要求較高，通常需要達(dá)到±0.1mm甚至更高的精度等級(jí)，以滿足不同磚坯尺寸和碼放要求。響應(yīng)速度也是一個(gè)重要的考慮因素，碼坯機(jī)的工作節(jié)奏較快，需要伺服電機(jī)能夠快速響應(yīng)控制器的指令，實(shí)現(xiàn)快速的啟動(dòng)、停止和加減速。高響應(yīng)速度的伺服電機(jī)可以減少動(dòng)作的時(shí)間延遲，提高碼坯機(jī)的工作效率，確保整個(gè)碼坯過(guò)程的流暢性。在控制方式上，伺服電機(jī)通常采用閉環(huán)控制方式。閉環(huán)控制通過(guò)在電機(jī)軸上安裝編碼器等位置反饋裝置，實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際位置和速度，并將這些信息反饋給控制器?？刂破鲗⒎答佇盘?hào)與預(yù)設(shè)的目標(biāo)值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)電機(jī)的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)位置和速度的精確控制。例如，當(dāng)碼坯機(jī)械手需要移動(dòng)到一個(gè)特定位置時(shí)，控制器向伺服電機(jī)發(fā)送相應(yīng)的脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，編碼器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，并將位置信息反饋給控制器。如果控制器檢測(cè)到實(shí)際位置與目標(biāo)位置存在偏差，就會(huì)根據(jù)偏差的大小和方向調(diào)整脈沖信號(hào)的頻率和數(shù)量，使電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到機(jī)械手準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置。這種閉環(huán)控制方式能夠有效地提高伺服電機(jī)的控制精度和穩(wěn)定性，即使在負(fù)載變化或外界干擾的情況下，也能保證電機(jī)按照預(yù)定的軌跡和速度運(yùn)行，從而確保碼坯機(jī)在復(fù)雜的工作環(huán)境下穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。3.2.2變頻電機(jī)應(yīng)用變頻電機(jī)在全自動(dòng)碼坯機(jī)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)中起著不可或缺的作用，能夠根據(jù)生產(chǎn)需求靈活調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行速度，提高生產(chǎn)效率和適應(yīng)性。其工作原理基于交流調(diào)速技術(shù)，通過(guò)改變電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，轉(zhuǎn)速正比于頻率，因此改變電源頻率就能實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的有效控制。在變頻調(diào)速過(guò)程中，為了保持主磁通不變，需要控制電壓與頻率的比值（V/F）為恒定值，這種控制方式被稱為恒V/F控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求不高的場(chǎng)合。而對(duì)于一些對(duì)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能要求較高的場(chǎng)合，則可以采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，與設(shè)定值進(jìn)行比較，進(jìn)而調(diào)整電源頻率和電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的精確控制。在全自動(dòng)碼坯機(jī)中，變頻電機(jī)主要應(yīng)用于行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)。在行走機(jī)構(gòu)中，根據(jù)碼坯機(jī)在不同工作階段的需求，需要靈活調(diào)整行走速度。例如，在從布坯機(jī)抓取磚坯后向窯車(chē)移動(dòng)的過(guò)程中，為了提高工作效率，可以適當(dāng)提高行走速度；而在接近窯車(chē)準(zhǔn)備碼放磚坯時(shí)，為了保證定位的準(zhǔn)確性，需要降低行走速度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)?？?。通過(guò)變頻電機(jī)的調(diào)速功能，能夠輕松實(shí)現(xiàn)這些速度變化，使碼坯機(jī)的行走過(guò)程更加高效、精準(zhǔn)。在升降機(jī)構(gòu)中，變頻電機(jī)同樣發(fā)揮著重要作用。在碼坯機(jī)夾坯和放坯過(guò)程中，需要精確控制升降速度，以確保磚坯的安全抓取和穩(wěn)定放置。當(dāng)夾手接近磚坯時(shí)，降低升降速度，使夾手能夠準(zhǔn)確地抓取磚坯，避免因速度過(guò)快而造成磚坯的碰撞或損壞；在將磚坯碼放在窯車(chē)上時(shí)，也需要緩慢下降，保證磚坯平穩(wěn)地放置在預(yù)定位置。變頻電機(jī)能夠根據(jù)不同的工作場(chǎng)景，快速、準(zhǔn)確地調(diào)整升降速度，滿足碼坯機(jī)對(duì)升降動(dòng)作的精確控制要求。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻電機(jī)的有效控制，通常采用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的電源頻率和電壓。變頻器是一種電子設(shè)備，能夠?qū)⒐潭l率和電壓的電源轉(zhuǎn)換為可變頻率和電壓的電源。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)變頻電機(jī)的額定參數(shù)和碼坯機(jī)的工作要求，對(duì)變頻器進(jìn)行合理的參數(shù)設(shè)置。這些參數(shù)包括電機(jī)的額定電壓、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、V/F曲線等。合理設(shè)置這些參數(shù)，能夠使變頻器與變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)良好匹配，充分發(fā)揮變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)，提高電機(jī)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。同時(shí)，在碼坯機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，還可以通過(guò)PLC控制系統(tǒng)與變頻器進(jìn)行通信，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)情況，如磚坯的尺寸變化、碼放位置的調(diào)整等，動(dòng)態(tài)地調(diào)整變頻器的輸出頻率和電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)控制，使碼坯機(jī)能夠更好地適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求，提高整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。3.3氣動(dòng)與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)氣動(dòng)系統(tǒng)在全自動(dòng)碼坯機(jī)中承擔(dān)著夾坯、分坯等重要?jiǎng)幼鞯膱?zhí)行任務(wù)，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于碼坯機(jī)的高效工作至關(guān)重要。氣動(dòng)系統(tǒng)主要由氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件等部分組成。氣源裝置是氣動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源，通常由空氣壓縮機(jī)、后冷卻器、儲(chǔ)氣罐、干燥器等設(shè)備組成?？諝鈮嚎s機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能，產(chǎn)生壓縮空氣。后冷卻器對(duì)壓縮機(jī)排出的高溫壓縮空氣進(jìn)行冷卻，使其溫度降低，以便后續(xù)處理。儲(chǔ)氣罐用于儲(chǔ)存壓縮空氣，穩(wěn)定氣壓，保證系統(tǒng)在工作過(guò)程中有足夠的氣源供應(yīng)。干燥器則用于去除壓縮空氣中的水分和雜質(zhì)，提高壓縮空氣的質(zhì)量，防止水分和雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)中的元件造成腐蝕和損壞。執(zhí)行元件是氣動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作的部件，在碼坯機(jī)中主要包括氣缸。氣缸根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，可分為單作用氣缸、雙作用氣缸、伸縮氣缸等多種類(lèi)型。在夾坯動(dòng)作中，通常采用雙作用氣缸來(lái)驅(qū)動(dòng)夾手的開(kāi)合。雙作用氣缸的工作原理是通過(guò)向氣缸的兩個(gè)腔室交替輸入壓縮空氣，使活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)夾手實(shí)現(xiàn)夾緊和松開(kāi)磚坯的動(dòng)作。當(dāng)需要夾緊磚坯時(shí)，向氣缸的無(wú)桿腔輸入壓縮空氣，有桿腔排氣，活塞在氣體壓力的作用下伸出，帶動(dòng)夾手閉合夾緊磚坯；當(dāng)需要松開(kāi)磚坯時(shí)，向氣缸的有桿腔輸入壓縮空氣，無(wú)桿腔排氣，活塞縮回，夾手張開(kāi)釋放磚坯?？刂圃糜诳刂茪鈩?dòng)系統(tǒng)中壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行元件的精確控制。常見(jiàn)的控制元件有各種閥類(lèi)，如換向閥、減壓閥、節(jié)流閥等。換向閥是氣動(dòng)系統(tǒng)中控制氣流方向的關(guān)鍵元件，通過(guò)改變閥芯在閥體內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的通路切換，從而控制氣缸的運(yùn)動(dòng)方向。例如，在碼坯機(jī)的夾坯動(dòng)作中，通過(guò)換向閥的切換，使壓縮空氣進(jìn)入雙作用氣缸的不同腔室，實(shí)現(xiàn)夾手的開(kāi)合動(dòng)作。減壓閥用于調(diào)節(jié)氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力，使其保持在合適的范圍內(nèi)。碼坯機(jī)在工作過(guò)程中，不同的動(dòng)作可能需要不同的氣壓，通過(guò)減壓閥可以將氣源的壓力調(diào)節(jié)到所需的數(shù)值，確保氣缸能夠穩(wěn)定、可靠地工作。節(jié)流閥則通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流口的大小，控制壓縮空氣的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度。在夾坯和分坯動(dòng)作中，根據(jù)實(shí)際工作需求，通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，使夾手能夠平穩(wěn)地抓取和釋放磚坯，分坯動(dòng)作能夠準(zhǔn)確、快速地完成。輔助元件包括過(guò)濾器、油霧器、消聲器等，它們對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到輔助和保護(hù)作用。過(guò)濾器用于進(jìn)一步過(guò)濾壓縮空氣中的微小雜質(zhì)，保證進(jìn)入系統(tǒng)的空氣清潔，防止雜質(zhì)對(duì)閥類(lèi)和氣缸等元件造成磨損和堵塞。油霧器的作用是將潤(rùn)滑油霧化后混入壓縮空氣中，隨氣流進(jìn)入氣缸和閥類(lèi)等運(yùn)動(dòng)部件，對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑，減少磨損，延長(zhǎng)使用壽命。消聲器則安裝在排氣口，降低排氣時(shí)產(chǎn)生的噪聲，改善工作環(huán)境。在設(shè)計(jì)氣動(dòng)系統(tǒng)的回路時(shí)，需要根據(jù)碼坯機(jī)的工作流程和動(dòng)作要求進(jìn)行合理規(guī)劃。例如，夾坯動(dòng)作的氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)，應(yīng)確保換向閥能夠準(zhǔn)確地控制壓縮空氣的流向，使雙作用氣缸能夠可靠地實(shí)現(xiàn)夾手的開(kāi)合動(dòng)作。同時(shí)，要考慮到系統(tǒng)的安全性和可靠性，設(shè)置必要的保護(hù)措施，如過(guò)載保護(hù)、壓力報(bào)警等。在控制方式上，氣動(dòng)系統(tǒng)通常與PLC控制系統(tǒng)相結(jié)合，由PLC發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電磁換向閥等控制元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。通過(guò)PLC的編程控制，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求和工藝要求，靈活地調(diào)整氣動(dòng)系統(tǒng)的工作參數(shù)和動(dòng)作順序，提高碼坯機(jī)的生產(chǎn)效率和適應(yīng)性。3.3.2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)在全自動(dòng)碼坯機(jī)中主要負(fù)責(zé)升降、旋轉(zhuǎn)等較大負(fù)載動(dòng)作的執(zhí)行，因其具有輸出力大、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足碼坯機(jī)對(duì)這些高強(qiáng)度動(dòng)作的要求。液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓缸、液壓閥、油箱、過(guò)濾器等組成。液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，其作用是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，為系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的液壓油。常見(jiàn)的液壓泵有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等。在碼坯機(jī)的液壓系統(tǒng)中，根據(jù)負(fù)載大小、工作壓力和流量需求等因素，通常選用柱塞泵。柱塞泵具有壓力高、效率高、流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足碼坯機(jī)升降和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作對(duì)大負(fù)載和高精度的要求。例如，在碼坯機(jī)的升降過(guò)程中，需要液壓泵提供足夠的壓力和流量，使液壓缸能夠快速、平穩(wěn)地帶動(dòng)碼坯部件上升和下降，并且能夠在不同的負(fù)載情況下保持穩(wěn)定的工作性能。液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在碼坯機(jī)中，升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通常采用液壓缸作為驅(qū)動(dòng)元件。以升降機(jī)構(gòu)為例，液壓缸的工作原理是當(dāng)液壓泵輸出的高壓油進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔時(shí)，有桿腔回油，活塞在液壓油的壓力作用下向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)升降平臺(tái)上升；當(dāng)高壓油進(jìn)入有桿腔，無(wú)桿腔回油時(shí)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，升降平臺(tái)下降。通過(guò)控制液壓油的流向和壓力，能夠精確地控制升降平臺(tái)的位置和運(yùn)動(dòng)速度。在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，通常采用擺動(dòng)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，擺動(dòng)液壓缸通過(guò)將液壓能轉(zhuǎn)換為擺動(dòng)的機(jī)械能，帶動(dòng)碼坯部件在一定角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，滿足碼坯工藝中對(duì)磚坯旋轉(zhuǎn)碼放的要求。液壓閥是液壓系統(tǒng)中的控制元件，用于控制液壓油的壓力、流量和流動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸等執(zhí)行元件的精確控制。常見(jiàn)的液壓閥有溢流閥、減壓閥、節(jié)流閥、換向閥等。溢流閥主要用于限制液壓系統(tǒng)的最高壓力，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，溢流閥打開(kāi)，將多余的液壓油溢流回油箱，起到安全保護(hù)作用。在碼坯機(jī)的液壓系統(tǒng)中，當(dāng)升降機(jī)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)遇到過(guò)載情況時(shí)，溢流閥能夠及時(shí)動(dòng)作，防止系統(tǒng)壓力過(guò)高對(duì)設(shè)備造成損壞。減壓閥用于調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中某一支路的壓力，使其低于系統(tǒng)的主壓力，以滿足不同執(zhí)行元件對(duì)壓力的不同要求。例如，在碼坯機(jī)的夾手驅(qū)動(dòng)液壓回路中，可能需要較低的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)夾手的平穩(wěn)夾緊和松開(kāi)動(dòng)作，通過(guò)減壓閥可以將系統(tǒng)主壓力調(diào)節(jié)到合適的數(shù)值。節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)液壓油的流量，從而控制液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度。在碼坯機(jī)的升降和旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際工作需求，通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)液壓油的流量，使升降和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作能夠按照預(yù)定的速度進(jìn)行，保證碼坯的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。換向閥則用于改變液壓油的流動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)液壓缸的正反向運(yùn)動(dòng)。例如，在升降機(jī)構(gòu)中，通過(guò)換向閥的切換，使液壓油進(jìn)入液壓缸的不同腔室，實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)的上升和下降動(dòng)作。油箱用于儲(chǔ)存液壓油，同時(shí)起到散熱、沉淀雜質(zhì)和分離油中空氣的作用。過(guò)濾器安裝在液壓系統(tǒng)的油路中，用于過(guò)濾液壓油中的雜質(zhì)，保證液壓油的清潔度，防止雜質(zhì)對(duì)液壓泵、液壓缸和液壓閥等元件造成磨損和損壞，提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。液壓系統(tǒng)的回路設(shè)計(jì)需要根據(jù)碼坯機(jī)的具體工作要求和動(dòng)作流程進(jìn)行精心規(guī)劃。例如，升降動(dòng)作的液壓回路設(shè)計(jì)，應(yīng)確保液壓泵能夠提供足夠的壓力和流量，換向閥能夠準(zhǔn)確地控制液壓油的流向，使液壓缸能夠平穩(wěn)、可靠地實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。同時(shí)，要考慮到系統(tǒng)的節(jié)能和效率，采用合理的控制方式，如采用比例閥或伺服閥來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓油流量和壓力的精確控制，根據(jù)碼坯機(jī)的實(shí)際工作負(fù)載和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整液壓系統(tǒng)的工作參數(shù)，提高系統(tǒng)的能源利用率。在控制方式上，液壓系統(tǒng)同樣與PLC控制系統(tǒng)緊密配合，由PLC根據(jù)碼坯機(jī)的工作狀態(tài)和工藝要求，發(fā)出控制信號(hào)，控制液壓閥的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，確保碼坯機(jī)的升降、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作能夠準(zhǔn)確、高效地完成。3.4傳感器與檢測(cè)元件選型在全自動(dòng)碼坯機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，傳感器與檢測(cè)元件發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它們?nèi)缤a坯機(jī)的“感知器官”，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及磚坯的位置、狀態(tài)等關(guān)鍵信息，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸給PLC控制系統(tǒng)，為PLC的精準(zhǔn)控制決策提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，從而確保碼坯機(jī)高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。位移傳感器在碼坯機(jī)中主要用于精確檢測(cè)碼坯機(jī)械手的伸縮距離和升降機(jī)構(gòu)的升降高度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)磚坯抓取和碼放位置的精確控制。常見(jiàn)的位移傳感器有電感式位移傳感器、電容式位移傳感器和光柵尺位移傳感器等。電感式位移傳感器利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)檢測(cè)線圈電感的變化來(lái)測(cè)量位移，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于工作環(huán)境較為惡劣的場(chǎng)合，在碼坯機(jī)的行走機(jī)構(gòu)位移檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。電容式位移傳感器則基于電容變化原理工作，具有精度高、響應(yīng)速度快、非接觸測(cè)量等特點(diǎn)，能夠滿足碼坯機(jī)對(duì)高精度位置檢測(cè)的需求，常用于碼坯機(jī)械手的精確位置檢測(cè)。光柵尺位移傳感器是一種高精度的位移檢測(cè)元件，它利用光柵的莫爾條紋原理，將位移量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出，具有測(cè)量精度高、分辨率高、測(cè)量范圍大等優(yōu)勢(shì)，常用于對(duì)位置精度要求極高的碼坯機(jī)升降機(jī)構(gòu)的位置檢測(cè)，能夠確保升降機(jī)構(gòu)在不同高度下都能準(zhǔn)確地定位，保證磚坯碼放的準(zhǔn)確性。在選型時(shí)，需要根據(jù)碼坯機(jī)的具體工作要求和精度需求，綜合考慮位移傳感器的測(cè)量精度、測(cè)量范圍、響應(yīng)速度、抗干擾能力以及成本等因素。例如，對(duì)于碼坯機(jī)械手的位置檢測(cè)，由于需要較高的精度和快速的響應(yīng)速度，可選用電容式位移傳感器或光柵尺位移傳感器；而對(duì)于行走機(jī)構(gòu)的位移檢測(cè)，考慮到工作環(huán)境和成本因素，電感式位移傳感器則是較為合適的選擇。位移傳感器通常安裝在碼坯機(jī)的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)部件上，如在碼坯機(jī)械手的伸縮臂上安裝位移傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械手的伸出和縮回距離；在升降機(jī)構(gòu)的絲杠或?qū)к壣习惭b位移傳感器，能夠準(zhǔn)確測(cè)量升降機(jī)構(gòu)的高度變化。位置傳感器用于確定磚坯的位置以及碼坯機(jī)各部件的位置狀態(tài)，常見(jiàn)的有接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)和編碼器等。接近開(kāi)關(guān)能夠感應(yīng)物體的接近，當(dāng)磚坯或碼坯機(jī)部件靠近時(shí)，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)，常用于檢測(cè)磚坯是否到達(dá)預(yù)定的抓取位置以及碼坯機(jī)各動(dòng)作的起始和終止位置。光電開(kāi)關(guān)利用光的發(fā)射和接收原理，通過(guò)檢測(cè)光線的遮擋或反射來(lái)判斷物體的位置，具有檢測(cè)精度高、響應(yīng)速度快、非接觸式檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在碼坯機(jī)的磚坯位置檢測(cè)和設(shè)備部件位置檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。編碼器則能夠精確測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件的角度和位移，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出，常用于碼坯機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和一些需要精確位置反饋的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如碼坯機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)和行走機(jī)構(gòu)的位置檢測(cè)，能夠?yàn)镻LC控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)碼坯機(jī)運(yùn)動(dòng)的精確控制。在選型時(shí)，要根據(jù)碼坯機(jī)的具體應(yīng)用場(chǎng)景和位置檢測(cè)精度要求，選擇合適的位置傳感器。例如，在檢測(cè)磚坯是否到達(dá)抓取位置時(shí)，可選用光電開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān)；而對(duì)于碼坯機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角度檢測(cè)，編碼器則是更好的選擇。位置傳感器的安裝位置應(yīng)根據(jù)其檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，如接近開(kāi)關(guān)和光電開(kāi)關(guān)通常安裝在磚坯輸送軌道的兩側(cè)或碼坯機(jī)部件的運(yùn)動(dòng)路徑上，以便準(zhǔn)確檢測(cè)物體的位置；編碼器則安裝在旋轉(zhuǎn)部件的軸上或與直線運(yùn)動(dòng)部件相連，確保能夠準(zhǔn)確測(cè)量其角度和位移。壓力傳感器主要用于監(jiān)測(cè)碼坯機(jī)的氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的壓力，保證系統(tǒng)在正常的壓力范圍內(nèi)運(yùn)行。在氣動(dòng)系統(tǒng)中，壓力傳感器可實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮空氣的壓力，確保氣缸能夠正常工作，如在夾坯氣缸的氣路中安裝壓力傳感器，可監(jiān)測(cè)夾坯時(shí)的氣壓，保證夾手能夠牢固地抓取磚坯。在液壓系統(tǒng)中，壓力傳感器用于檢測(cè)液壓油的壓力，確保液壓泵、液壓缸等部件的正常運(yùn)行，如在升降機(jī)構(gòu)的液壓回路中安裝壓力傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)升降過(guò)程中的液壓壓力，防止壓力過(guò)高或過(guò)低導(dǎo)致設(shè)備損壞或工作異常。常見(jiàn)的壓力傳感器有電阻應(yīng)變片式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器和電容式壓力傳感器等。電阻應(yīng)變片式壓力傳感器通過(guò)測(cè)量電阻應(yīng)變片在壓力作用下的電阻變化來(lái)檢測(cè)壓力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量精度較高等優(yōu)點(diǎn)，在碼坯機(jī)的壓力檢測(cè)中應(yīng)用較為廣泛。壓阻式壓力傳感器利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)，將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，具有精度高、響應(yīng)速度快、體積小等特點(diǎn)，適用于對(duì)壓力檢測(cè)精度要求較高的場(chǎng)合。電容式壓力傳感器則基于電容變化原理工作，具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，常用于對(duì)壓力穩(wěn)定性要求較高的液壓系統(tǒng)壓力檢測(cè)。在選型時(shí)，需要根據(jù)碼坯機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的工作壓力范圍、精度要求以及工作環(huán)境等因素，選擇合適的壓力傳感器。壓力傳感器一般安裝在氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的管路中，靠近需要檢測(cè)壓力的部件，如在氣缸的進(jìn)氣口或液壓泵的出口處安裝壓力傳感器，以便準(zhǔn)確測(cè)量系統(tǒng)壓力。通過(guò)合理選型和正確安裝位移傳感器、位置傳感器、壓力傳感器等各類(lèi)傳感器與檢測(cè)元件，并將其與PLC控制系統(tǒng)緊密結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全自動(dòng)碼坯機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的全方位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精確控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高碼坯機(jī)的工作效率、穩(wěn)定性和可靠性，為磚瓦生產(chǎn)的高效、高質(zhì)量進(jìn)行提供有力保障。3.5控制系統(tǒng)硬件I/O分配根據(jù)全自動(dòng)碼坯機(jī)各設(shè)備和元件的控制需求，對(duì)PLC的輸入輸出端口進(jìn)行合理分配，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)精確控制的關(guān)鍵步驟。通過(guò)明確各輸入輸出信號(hào)與PLC端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高控制的準(zhǔn)確性和可靠性。以下為基于西門(mén)子S7-1200系列PLC的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)硬件I/O分配情況，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。表1全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)硬件I/O分配表類(lèi)別輸入信號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)輸出信號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)傳感器信號(hào)行走機(jī)構(gòu)左限位開(kāi)關(guān)信號(hào)I0.0行走機(jī)構(gòu)前進(jìn)控制信號(hào)Q0.0行走機(jī)構(gòu)右限位開(kāi)關(guān)信號(hào)I0.1行走機(jī)構(gòu)后退控制信號(hào)Q0.1升降機(jī)構(gòu)上限位開(kāi)關(guān)信號(hào)I0.2升降機(jī)構(gòu)上升控制信號(hào)Q0.2升降機(jī)構(gòu)下限位開(kāi)關(guān)信號(hào)I0.3升降機(jī)構(gòu)下降控制信號(hào)Q0.3碼坯機(jī)械手夾手夾緊到位信號(hào)I0.4碼坯機(jī)械手夾手夾緊控制信號(hào)Q0.4碼坯機(jī)械手夾手松開(kāi)到位信號(hào)I0.5碼坯機(jī)械手夾手松開(kāi)控制信號(hào)Q0.5磚坯到位光電傳感器信號(hào)I0.6碼坯機(jī)械手旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)控制信號(hào)Q0.6布坯機(jī)輸送帶運(yùn)行到位信號(hào)I0.7碼坯機(jī)械手旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制信號(hào)Q0.7壓力傳感器信號(hào)（氣動(dòng)系統(tǒng)）I1.0氣動(dòng)系統(tǒng)換向閥控制信號(hào)1Q1.0壓力傳感器信號(hào)（液壓系統(tǒng)）I1.1氣動(dòng)系統(tǒng)換向閥控制信號(hào)2Q1.1位移傳感器信號(hào)（行走機(jī)構(gòu)）I1.2液壓系統(tǒng)換向閥控制信號(hào)1Q1.2位移傳感器信號(hào)（升降機(jī)構(gòu)）I1.3液壓系統(tǒng)換向閥控制信號(hào)2Q1.3操作按鈕信號(hào)啟動(dòng)按鈕信號(hào)I2.0報(bào)警指示燈控制信號(hào)Q2.0停止按鈕信號(hào)I2.1故障指示燈控制信號(hào)Q2.1手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕信號(hào)（手動(dòng)）I2.2伺服電機(jī)控制信號(hào)1Q2.2手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕信號(hào)（自動(dòng)）I2.3伺服電機(jī)控制信號(hào)2Q2.3手動(dòng)上升按鈕信號(hào)I2.4變頻電機(jī)控制信號(hào)1（行走機(jī)構(gòu)）Q2.4手動(dòng)下降按鈕信號(hào)I2.5變頻電機(jī)控制信號(hào)2（升降機(jī)構(gòu)）Q2.5手動(dòng)前進(jìn)按鈕信號(hào)I2.6//手動(dòng)后退按鈕信號(hào)I2.7//手動(dòng)夾緊按鈕信號(hào)I3.0//手動(dòng)松開(kāi)按鈕信號(hào)I3.1//手動(dòng)旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)按鈕信號(hào)I3.2//手動(dòng)旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)按鈕信號(hào)I3.3//在輸入信號(hào)方面，各類(lèi)傳感器信號(hào)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和磚坯的位置信息。行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的限位開(kāi)關(guān)信號(hào)（I0.0-I0.3），能夠準(zhǔn)確反饋機(jī)構(gòu)是否到達(dá)極限位置，防止設(shè)備因過(guò)度運(yùn)行而損壞。碼坯機(jī)械手夾手的夾緊和松開(kāi)到位信號(hào)（I0.4-I0.5），確保夾手動(dòng)作的準(zhǔn)確性，避免磚坯掉落。磚坯到位光電傳感器信號(hào)（I0.6）和布坯機(jī)輸送帶運(yùn)行到位信號(hào)（I0.7），為碼坯機(jī)的夾坯動(dòng)作提供準(zhǔn)確的時(shí)機(jī)。壓力傳感器信號(hào)（I1.0-I1.1）用于監(jiān)測(cè)氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的壓力，保證系統(tǒng)在正常壓力范圍內(nèi)運(yùn)行。位移傳感器信號(hào)（I1.2-I1.3）則精確檢測(cè)行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的位移，為PLC提供位置反饋，實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)控制。操作按鈕信號(hào)用于操作人員對(duì)碼坯機(jī)進(jìn)行手動(dòng)操作和模式切換。啟動(dòng)按鈕信號(hào)（I2.0）和停止按鈕信號(hào)（I2.1）控制碼坯機(jī)的啟動(dòng)和停止。手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕信號(hào)（I2.2-I2.3）方便操作人員根據(jù)生產(chǎn)需求選擇合適的工作模式。手動(dòng)上升、下降、前進(jìn)、后退、夾緊、松開(kāi)、旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鈕信號(hào)（I2.4-I3.3），在手動(dòng)模式下，操作人員可以通過(guò)這些按鈕對(duì)碼坯機(jī)的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)控制，便于設(shè)備調(diào)試和維護(hù)。在輸出信號(hào)方面，主要用于控制碼坯機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。行走機(jī)構(gòu)前進(jìn)和后退控制信號(hào)（Q0.0-Q0.1）、升降機(jī)構(gòu)上升和下降控制信號(hào)（Q0.2-Q0.3），分別控制行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向。碼坯機(jī)械手夾手夾緊和松開(kāi)控制信號(hào)（Q0.4-Q0.5）、旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制信號(hào)（Q0.6-Q0.7），實(shí)現(xiàn)機(jī)械手對(duì)磚坯的抓取、釋放和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)換向閥控制信號(hào)（Q1.0-Q1.3），通過(guò)控制換向閥的動(dòng)作，改變氣體和液體的流向，從而驅(qū)動(dòng)氣缸和液壓缸完成相應(yīng)的動(dòng)作。報(bào)警指示燈控制信號(hào)（Q2.0）和故障指示燈控制信號(hào)（Q2.1），在系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒操作人員進(jìn)行處理。伺服電機(jī)控制信號(hào)（Q2.2-Q2.3）和變頻電機(jī)控制信號(hào)（Q2.4-Q2.5），分別對(duì)伺服電機(jī)和變頻電機(jī)進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)的精確定位和速度調(diào)節(jié)。通過(guò)上述詳細(xì)的硬件I/O分配，能夠清晰地明確各輸入輸出信號(hào)與PLC端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為PLC控制系統(tǒng)的編程和調(diào)試提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，確保全自動(dòng)碼坯機(jī)能夠按照預(yù)定的程序和要求，高效、穩(wěn)定地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)磚坯的自動(dòng)化碼放，提高磚瓦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。四、基于PLC的控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)總體架構(gòu)基于PLC的全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)理念，主要由主程序、子程序和中斷程序構(gòu)成，各部分相互協(xié)作，共同實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)的自動(dòng)化控制。主程序作為整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心和主體，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理各個(gè)子程序和中斷程序的執(zhí)行，控制著碼坯機(jī)運(yùn)行的整體流程。在主程序中，首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化工作，包括對(duì)PLC的內(nèi)部寄存器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行初始設(shè)置，對(duì)各傳感器、執(zhí)行器進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)和初始化，確保系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)處于正常工作狀態(tài)。例如，對(duì)位移傳感器、位置傳感器和壓力傳感器等進(jìn)行校準(zhǔn)和初始化，使其能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和磚坯的位置信息；對(duì)電機(jī)、氣缸、液壓缸等執(zhí)行器進(jìn)行初始狀態(tài)設(shè)定，確保它們?cè)谙到y(tǒng)啟動(dòng)后能夠正常響應(yīng)控制信號(hào)。主程序按照預(yù)先設(shè)定的順序，循環(huán)掃描執(zhí)行各個(gè)功能模塊。在每個(gè)掃描周期內(nèi)，主程序首先讀取來(lái)自傳感器的輸入信號(hào)，這些信號(hào)反映了碼坯機(jī)各部件的當(dāng)前狀態(tài)以及磚坯的位置等信息。例如，通過(guò)讀取行走機(jī)構(gòu)的限位開(kāi)關(guān)信號(hào)，了解行走機(jī)構(gòu)是否到達(dá)極限位置；通過(guò)讀取磚坯到位光電傳感器信號(hào)，判斷磚坯是否已經(jīng)輸送到預(yù)定的抓取位置。然后，主程序根據(jù)這些輸入信號(hào)以及預(yù)設(shè)的控制邏輯，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷。例如，根據(jù)磚坯的位置信息和碼坯機(jī)各部件的當(dāng)前狀態(tài)，判斷是否滿足夾坯、轉(zhuǎn)坯、放坯等動(dòng)作的條件。最后，主程序根據(jù)判斷結(jié)果，向執(zhí)行器輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)碼坯機(jī)完成各種動(dòng)作。例如，當(dāng)判斷滿足夾坯條件時(shí)，主程序向碼坯機(jī)械手夾手夾緊控制信號(hào)輸出端口發(fā)送控制信號(hào)，使夾手執(zhí)行夾緊動(dòng)作，抓取磚坯。子程序是為了實(shí)現(xiàn)特定功能而獨(dú)立編寫(xiě)的程序模塊，它可以被主程序或其他子程序調(diào)用。采用子程序的設(shè)計(jì)方式，能夠有效地將復(fù)雜的控制任務(wù)分解為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，提高程序的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。例如，根據(jù)碼坯機(jī)的工作流程和功能需求，設(shè)計(jì)了夾坯子程序、轉(zhuǎn)坯子程序、放坯子程序、行走子程序、升降子程序等。夾坯子程序負(fù)責(zé)控制碼坯機(jī)械手夾手的夾緊動(dòng)作，包括夾手的下降、夾緊磚坯以及上升等一系列動(dòng)作的精確控制。在夾坯子程序中，首先根據(jù)主程序傳來(lái)的控制信號(hào)，控制升降機(jī)構(gòu)下降，使夾手到達(dá)磚坯的抓取高度。然后，通過(guò)檢測(cè)夾手夾緊到位信號(hào)，判斷夾手是否已經(jīng)準(zhǔn)確地夾緊磚坯。如果夾手夾緊到位，則控制升降機(jī)構(gòu)上升，完成夾坯動(dòng)作。轉(zhuǎn)坯子程序主要實(shí)現(xiàn)碼坯機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，根據(jù)主程序設(shè)定的轉(zhuǎn)坯角度和位置信息，精確控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)的啟動(dòng)、停止和旋轉(zhuǎn)角度，確保磚坯能夠按照預(yù)定的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以滿足碼坯工藝的要求。放坯子程序則負(fù)責(zé)控制碼坯機(jī)械手將夾取的磚坯準(zhǔn)確地放置在窯車(chē)上，包括夾手的下降、松開(kāi)磚坯以及上升等動(dòng)作的控制。在放坯子程序中，首先根據(jù)主程序傳來(lái)的放坯位置信息，控制升降機(jī)構(gòu)下降，使夾手到達(dá)窯車(chē)的碼放高度。然后，通過(guò)檢測(cè)夾手松開(kāi)到位信號(hào)，判斷磚坯是否已經(jīng)成功放置在窯車(chē)上。如果磚坯放置到位，則控制升降機(jī)構(gòu)上升，完成放坯動(dòng)作。行走子程序和升降子程序分別控制碼坯機(jī)的行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)主程序傳來(lái)的位置信息和速度指令，精確控制行走電機(jī)和升降電機(jī)的啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)以及速度調(diào)節(jié)，確保碼坯機(jī)能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)到預(yù)定位置，并實(shí)現(xiàn)磚坯的準(zhǔn)確抓取和碼放。中斷程序用于處理系統(tǒng)中一些緊急或突發(fā)事件，當(dāng)特定的中斷事件發(fā)生時(shí)，PLC會(huì)立即暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)的中斷程序。中斷程序具有較高的優(yōu)先級(jí)，能夠確保在緊急情況下系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)，保證設(shè)備和人員的安全。例如，設(shè)置了急停中斷程序、故障報(bào)警中斷程序等。當(dāng)操作人員按下急停按鈕時(shí)，觸發(fā)急停中斷事件，PLC立即停止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序和子程序，轉(zhuǎn)而執(zhí)行急停中斷程序。在急停中斷程序中，迅速切斷所有電機(jī)、氣缸、液壓缸等執(zhí)行器的控制信號(hào)，使碼坯機(jī)立即停止運(yùn)行，避免發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到故障，如傳感器故障、電機(jī)過(guò)載、位置偏差過(guò)大等，觸發(fā)故障報(bào)警中斷事件，PLC執(zhí)行故障報(bào)警中斷程序。在故障報(bào)警中斷程序中，首先記錄故障信息，包括故障發(fā)生的時(shí)間、類(lèi)型、位置等。然后，通過(guò)報(bào)警指示燈、蜂鳴器等設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒操作人員及時(shí)處理故障。同時(shí)，根據(jù)故障的嚴(yán)重程度，采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如停機(jī)、切換到備用設(shè)備等，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。主程序、子程序和中斷程序之間通過(guò)信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互和協(xié)同工作。主程序根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和控制需求，調(diào)用相應(yīng)的子程序來(lái)完成特定的任務(wù)。在調(diào)用子程序時(shí)，主程序可以向子程序傳遞參數(shù)，如位置信息、速度指令、動(dòng)作類(lèi)型等，子程序根據(jù)這些參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將執(zhí)行結(jié)果返回給主程序。中斷程序在中斷事件發(fā)生時(shí)，通過(guò)中斷信號(hào)通知PLC暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷程序。在中斷程序執(zhí)行完畢后，PLC會(huì)返回原來(lái)被中斷的程序位置，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。通過(guò)這種方式，主程序、子程序和中斷程序相互配合，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)軟件的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，確保碼坯機(jī)能夠準(zhǔn)確、可靠地完成磚坯的碼放任務(wù)。4.2手動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)手動(dòng)控制程序在全自動(dòng)碼坯機(jī)控制系統(tǒng)中扮演著不可或缺的角色，它為設(shè)備調(diào)試和特殊情況下的操作提供了必要的支持。手動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)碼坯機(jī)各動(dòng)作的單獨(dú)控制，使操作人員能夠靈活地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和調(diào)整。為了實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制功能，首先需要設(shè)計(jì)一個(gè)直觀、便捷的手動(dòng)控制界面。該界面通常設(shè)置在人機(jī)交互設(shè)備（HMI）上，也可通過(guò)操作面板上的按鈕和指示燈來(lái)實(shí)現(xiàn)。在HMI上，手動(dòng)控制界面以圖形化的方式呈現(xiàn)，操作人員可以通過(guò)觸摸屏幕或鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)，來(lái)控制碼坯機(jī)的各個(gè)動(dòng)作。操作面板上則設(shè)有一系列的按鈕，如上升、下降、前進(jìn)、后退、夾緊、松開(kāi)、旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)等按鈕，每個(gè)按鈕對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的動(dòng)作，操作人員通過(guò)按下按鈕來(lái)觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作。同時(shí)，操作面板上還配備有指示燈，用于顯示各動(dòng)作的執(zhí)行狀態(tài)，如動(dòng)作正在進(jìn)行、動(dòng)作已完成等，以便操作人員及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況。手動(dòng)控制程序的邏輯設(shè)計(jì)基于PLC的輸入輸出控制原理。以碼坯機(jī)械手的夾手夾緊動(dòng)作為例，當(dāng)操作人員在手動(dòng)控制界面上點(diǎn)擊“夾緊”按鈕時(shí)，該按鈕的信號(hào)作為PLC的輸入信號(hào)，被傳輸?shù)絇LC的輸入端口。PLC接收到該輸入信號(hào)后，根據(jù)預(yù)先編寫(xiě)的程序邏輯，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和判斷。在確認(rèn)該信號(hào)有效且滿足夾手夾緊的條件（如夾手當(dāng)前處于松開(kāi)狀態(tài)、無(wú)其他動(dòng)作沖突等）后，PLC向輸出端口發(fā)送控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制夾手夾緊的執(zhí)行器（如氣缸或電動(dòng)推桿）動(dòng)作，使夾手執(zhí)行夾緊動(dòng)作。在夾手夾緊過(guò)程中，安裝在夾手上的傳感器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)夾手的夾緊狀態(tài)，并將檢測(cè)信號(hào)反饋給PLC。當(dāng)夾手夾緊到位時(shí)，傳感器發(fā)送到位信號(hào)給PLC，PLC接收到該到位信號(hào)后，控制指示燈亮起，表示夾手夾緊動(dòng)作已完成。同樣的邏輯適用于碼坯機(jī)的其他動(dòng)作控制，如行走機(jī)構(gòu)的前進(jìn)和后退、升降機(jī)構(gòu)的上升和下降、碼坯機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)等。在手動(dòng)控制程序中，還需要考慮到操作的安全性和互鎖功能。安全性方面，設(shè)置了多種安全保護(hù)措施，如急停按鈕、限位保護(hù)等。急停按鈕直接連接到PLC的緊急輸入端口，當(dāng)操作人員在手動(dòng)操作過(guò)程中遇到緊急情況時(shí)，按下急停按鈕，PLC立即停止所有輸出信號(hào)，使碼坯機(jī)的所有動(dòng)作停止，避免發(fā)生危險(xiǎn)。限位保護(hù)則通過(guò)在碼坯機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件的極限位置安裝限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)極限位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)觸發(fā)，向PLC發(fā)送限位信號(hào)，PLC根據(jù)限位信號(hào)控制相應(yīng)的執(zhí)行器停止動(dòng)作，防止設(shè)備因過(guò)度運(yùn)行而損壞?；ユi功能用于防止同時(shí)執(zhí)行相互沖突的動(dòng)作，確保設(shè)備的安全運(yùn)行。例如，行走機(jī)構(gòu)的前進(jìn)和后退動(dòng)作設(shè)置互鎖，當(dāng)行走機(jī)構(gòu)正在前進(jìn)時(shí)，即使操作人員誤按后退按鈕，PLC也不會(huì)響應(yīng)，只有在行走機(jī)構(gòu)停止前進(jìn)后，才能執(zhí)行后退動(dòng)作；同樣，升降機(jī)構(gòu)的上升和下降動(dòng)作、碼坯機(jī)械手夾手的夾緊和松開(kāi)動(dòng)作等也都設(shè)置了互鎖功能，避免因誤操作導(dǎo)致設(shè)備故障或安全事故的發(fā)生。通過(guò)精心設(shè)計(jì)手動(dòng)控制界面和程序邏輯，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)碼坯機(jī)各動(dòng)作的精準(zhǔn)、安全控制，滿足設(shè)備調(diào)試和特殊情況下的操作需求，為全自動(dòng)碼坯機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效生產(chǎn)提供了有力保障。在設(shè)備調(diào)試階段，操作人員可以通過(guò)手動(dòng)控制程序，對(duì)碼坯機(jī)的各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試和調(diào)整，確保設(shè)備各部件的運(yùn)行狀態(tài)良好，為后續(xù)的自動(dòng)運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在特殊情況下，如自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或需要進(jìn)行特殊的碼坯操作時(shí)，手動(dòng)控制程序能夠使操作人員靈活地控制碼坯機(jī)，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。4.3自動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)4.3.1自動(dòng)控制總體流程全自動(dòng)碼坯機(jī)自動(dòng)控制的總體流程是一個(gè)緊密銜接、高效運(yùn)行的過(guò)程，其流程圖如圖1所示。@startumlstart:系統(tǒng)初始化;:檢測(cè)各傳感器狀態(tài)是否正常;if(傳感器狀態(tài)正常)then(是):等待啟動(dòng)信號(hào);if(收到啟動(dòng)信號(hào))then(是):布坯機(jī)工作，輸送磚坯;:檢測(cè)磚坯是否到位;if(磚坯到位)then(是):碼坯機(jī)夾坯動(dòng)作;:夾坯完成，提升磚坯;:行走機(jī)構(gòu)移動(dòng)至窯車(chē)上方;:轉(zhuǎn)坯動(dòng)作;:放坯動(dòng)作;:放坯完成，返回布坯機(jī)抓取位置;:判斷是否完成碼坯任務(wù);if(是)thenstopelse(否)goto:等待啟動(dòng)信號(hào);endifelse(否)goto:檢測(cè)磚坯是否到位;endifelse(否)goto:等待啟動(dòng)信號(hào);endifelse(否):報(bào)警并顯示故障信息;stopendif@enduml圖1自動(dòng)控制流程圖當(dāng)碼坯機(jī)啟動(dòng)后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，對(duì)PLC內(nèi)部寄存器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行初始設(shè)置，同時(shí)檢測(cè)各傳感器、執(zhí)行器的狀態(tài)是否正常，如位移傳感器、位置傳感器、壓力傳感器等是否正常工作，電機(jī)、氣缸、液壓缸等執(zhí)行器是否處于初始狀態(tài)。若傳感器狀態(tài)異常，系統(tǒng)立即報(bào)警并顯示故障信息，操作人員需根據(jù)報(bào)警信息排查和解決故障。在傳感器狀態(tài)正常的情況下，系統(tǒng)進(jìn)入等待啟動(dòng)信號(hào)狀態(tài)。當(dāng)操作人員按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)接收到啟動(dòng)信號(hào)后，布坯機(jī)開(kāi)始工作。布坯機(jī)的輸送帶啟動(dòng)，將磚坯按照預(yù)定的速度和間距輸送至抓取位置。在輸送過(guò)程中，分坯系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的排列方式對(duì)磚坯進(jìn)行分坯，使磚坯形成一組組等間距排列的磚坯組。同時(shí)，定位系統(tǒng)通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)磚坯的位置信息，當(dāng)磚坯組到達(dá)預(yù)定的抓取位置時(shí)，輸送帶停止運(yùn)行，確保磚坯組準(zhǔn)確停留在抓取位置上。碼坯機(jī)檢測(cè)到磚坯到位后，開(kāi)始執(zhí)行夾坯動(dòng)作。升降機(jī)構(gòu)在電機(jī)或液壓缸的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)碼坯夾手向下移動(dòng)，直至夾手到達(dá)磚坯的抓取高度。夾手的控制由氣缸或電動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)，當(dāng)夾手到達(dá)預(yù)定位置后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使夾手的夾爪迅速閉合，緊緊夾住磚坯。夾坯完成后，升降機(jī)構(gòu)再次啟動(dòng)，將夾有磚坯的夾手向上提升至一定高度，以避免在后續(xù)的移動(dòng)過(guò)程中磚坯與其他設(shè)備或地面發(fā)生碰撞。行走機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，在電機(jī)和傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)碼坯機(jī)沿著軌道或地面向窯車(chē)的方向移動(dòng)。在移動(dòng)過(guò)程中，碼坯機(jī)的位置信息通過(guò)安裝在行走機(jī)構(gòu)上的編碼器或位置傳感器實(shí)時(shí)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的路徑和位置信息，精確控制行走機(jī)構(gòu)的速度和方向，確保碼坯機(jī)能夠準(zhǔn)確地移動(dòng)到窯車(chē)的正上方。當(dāng)碼坯機(jī)移動(dòng)到窯車(chē)正上方后，轉(zhuǎn)坯動(dòng)作開(kāi)始。轉(zhuǎn)坯裝置由旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，旋轉(zhuǎn)電機(jī)在控制系統(tǒng)的指令下啟動(dòng)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)夾有磚坯的夾手進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)坯的角度根據(jù)碼坯的工藝要求進(jìn)行設(shè)定，常見(jiàn)的轉(zhuǎn)坯角度為90度，以實(shí)現(xiàn)磚坯的十字交叉碼放，提高磚坯在窯車(chē)中的穩(wěn)定性和空間利用率。轉(zhuǎn)坯完成后，升降機(jī)構(gòu)下降，將夾手和磚坯下降至窯車(chē)的碼放高度。當(dāng)磚坯到達(dá)預(yù)定的碼放位置后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使夾手的夾爪張開(kāi)，將磚坯平穩(wěn)地放置在窯車(chē)上，完成放坯動(dòng)作。放坯完成后，升降機(jī)構(gòu)上升，行走機(jī)構(gòu)返回布坯機(jī)的抓取位置，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次的夾坯、轉(zhuǎn)坯和放坯動(dòng)作。在整個(gè)碼坯過(guò)程中，系統(tǒng)不斷判斷是否完成碼坯任務(wù)。碼坯任務(wù)的完成條件可以根據(jù)預(yù)設(shè)的碼坯層數(shù)、排數(shù)或磚坯數(shù)量來(lái)確定。當(dāng)滿足完成條件時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)行；若未完成，則繼續(xù)等待啟動(dòng)信號(hào)，重復(fù)上述碼坯流程，直至完成碼坯任務(wù)。4.3.2各運(yùn)動(dòng)部分程序設(shè)計(jì)行走部分程序設(shè)計(jì)：行走部分的程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)碼坯機(jī)行走機(jī)構(gòu)的精確控制，確保碼坯機(jī)能夠在不同位置之間準(zhǔn)確移動(dòng)。在程序中，首先定義了行走機(jī)構(gòu)的前進(jìn)、后退、停止等動(dòng)作的控制邏輯。當(dāng)接收到前進(jìn)指令時(shí)，PLC通過(guò)輸出端口向行走電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送控制信號(hào)，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)向前移動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)安裝在行走機(jī)構(gòu)上的編碼器實(shí)時(shí)采集行走機(jī)構(gòu)的位置信息，并將該信息反饋給PLC。PLC根據(jù)反饋的位置信息與預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)到行走機(jī)構(gòu)到達(dá)目標(biāo)位置時(shí)，PLC立即發(fā)出停止指令，使行走電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確?？俊榱吮ＷC行走過(guò)程的平穩(wěn)性和安全性，程序中還設(shè)置了速度調(diào)節(jié)功能。在行走機(jī)構(gòu)啟動(dòng)和停止時(shí)，通過(guò)逐漸增加或減小電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停止，避免因速度突變而引起的沖擊和振動(dòng)。同時(shí)，根據(jù)碼坯機(jī)的工作需求，在不同的工作階段可以靈活調(diào)整行走速度，如在抓取磚坯后向窯車(chē)移動(dòng)時(shí)，可以適當(dāng)提高行走速度以提高工作效率；在接近窯車(chē)準(zhǔn)備碼放磚坯時(shí)，降低行走速度，確保碼坯機(jī)能夠平穩(wěn)停靠，保證磚坯碼放的準(zhǔn)確性。此外，程序中還考慮了行走機(jī)構(gòu)的限位保護(hù)功能。在行走軌道的兩端安裝有限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)行走機(jī)構(gòu)到達(dá)極限位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)觸發(fā)，向PLC發(fā)送限位信號(hào)。PLC接收到限位信號(hào)后，立即停止行走電機(jī)的運(yùn)行，防止行走機(jī)構(gòu)因過(guò)度運(yùn)行而超出軌道范圍，造成設(shè)備損壞或安全事故。升降部分程序設(shè)計(jì)：升降部分程序負(fù)責(zé)控制碼坯機(jī)升降機(jī)構(gòu)的上升和下降動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)磚坯的抓取和碼放高度的調(diào)整。程序中定義了升降機(jī)構(gòu)上升、下降、停止等動(dòng)作的控制邏輯。當(dāng)需要抓取磚坯時(shí)，PLC接收到夾坯指令后，向升降電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)送控制信號(hào)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)下降。在下降過(guò)程中，通過(guò)安裝在升降機(jī)構(gòu)上的位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)升降機(jī)構(gòu)的高度，并將高度信息反饋給PLC。當(dāng)升降機(jī)構(gòu)下降到磚坯的抓取高度時(shí)，位移傳感器檢測(cè)到該位置信息并反饋給PLC，PLC根據(jù)反饋信號(hào)控制升降電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使升降機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確停在抓取位置。夾坯完成后，PLC發(fā)出上升指令，使升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)上升。同樣，在上升過(guò)程中，位