一种基于PLC的蓄电池极群铸焊机控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于PLC的蓄电池极群铸焊机控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

铅酸蓄电池作为一种价格低廉、制造工艺简便、容量大、性能可靠的化学电池，在交通、通信、电力等各个领域均有广泛应用。极群铸焊是指将铅酸蓄电池电极板栅的极耳群与液态汇流排合金通过热传导作用铸焊在一起的过程，也称COS (Cast On Strap)铸焊。极群铸焊是铅酸蓄电池生产中的一道关键工序，极耳与汇流排铸焊接头的质量直接影响蓄电池的质量和性能传统的极群铸焊方式一般为手工焊接，其缺点是用错量大，焊接质量无法保证，且操作者容易吸入错蒸汽，造成操作者体内错含量超标。随着人们对蓄电池产品质量和成本要求的日益苛刻和环保意识的日益增强，采用全自动铸焊机的焊接方式将逐步取代手工焊接方式。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于PLC的蓄电池极群铸焊机控制系统，采用PLC控制技术，对铸焊机的错液温度、错炉加热装置和执行机构的气动回路等进行自动化控制，实现了蓄电池极群铸焊的高效、稳定的加工。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统的气动回路由空气压缩机、气动三联件、8个单杆双作用式气缸、16个磁性开关、8个二位五通电磁换向阀、16个单向节流阀组成。

所述控制系统的自动模式时由磁性开关检测各气缸内活塞所处的位置，并将信号送入PLC输入端，由PLC程序控制电磁换向阀的换向，从而控制各气缸的伸缩运动的顺序，来完成极群铸焊的加工过程。

所述控制系统采用了TSR-80DA-W三相调压器，其具有输入输出光电隔离，移相调压电路与主电路集成于一体，并且还集成了固态继电器。

本发明的有益效果是：该控制系统通过PLC程序控制铸焊过程中各执行机构的运动，可以快速、准确地完成极群铸焊工艺过程，通过模拟量输入、输出模块，分别对错液温度和错炉进行数据采集和加热控制，实现了对错液温度的高精度控制。

附图说明

图1是本发明的铸焊机执行机构工作过程图。

图2是本发明的PLC的接线图。

图3是本发明的铅炉加热电路图。

图4是本发明的温度检测电路图。

图5是本发明的铸焊机的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例本发明作进一步说明。

如图1，在极群铸焊前，需将铅块置于错炉中预先加热熔融，熔融到一定温度后的错液流入COS模具进行极群铸焊，铸焊完成后进行冷却和刮铅。

铸焊机首先需具备手动和自动模式切换功能，以便随时对各传动机构进行调整。当检测到错液温度和错液量达到设定值时，在自动模式下按下设备的启动按钮，铸焊机执行机构方可动作。铸焊机执行机构主要由各个气缸组成，依据极群铸焊的工艺流程，依次完成自动合闭操作门、模架动作、夹具动作、冷却、刮错、脱模顶出、压壳等动作。

如图2，由于铸焊机工作环境为高温状态，且对加工速度要求较高，故采用气压传动方式作为执行机构。此气动回路由空气压缩机、气动三联件、8个单杆双作用式气缸、16个磁性开关、8个二位五通电磁换向阀、16个单向节流阀组成。铸焊机工作时气源压力为0.6Mpa，并需调节各个单向节流阀开口大小，使各气缸运动速度正常平稳无冲击。自动模式时由磁性开关检测各气缸内活塞所处的位置，并将信号送入PLC输入端，由PLC程序控制电磁换向阀的换向，从而控制各气缸的伸缩运动的顺序，来完成极群铸焊的加工过程。

根据铸焊机系统的组成、温度控制的要求和执行机构的动作可知，有16个磁性开关和1个错液量检测信号，具有手动和自动模式切换2个按钮，并且在自动模式下有启动、停止和急停3个操作按钮，共22个开关量输入信号。PLC的输出信号用于控制设备8个电磁换向阀、铅的液量不足时的报警、铅炉加热中红灯和加热完毕后绿灯显示，共11个开关量输出信号。此外，PLC还需检测铸焊机错炉的温度和完成对错炉的加热，因此还需配备模拟量输入和输出模块。根据以上要求，选用三菱FX2N-64MR可编程控制器，并配备FX2N-2AD与FX2N-2DA模拟量输入和输出模块。

如图3，铅炉的作用在于将铅块进行加热熔融，并达到500℃的高温以便极群铸焊。本设计选用电阻加热棒进行加热，功率为6KW，并通过三相调压器来实现铅液的恒温控制。采用了TSR-80DA-W三相调压器，其具有输入输出光电隔离，移相调压电路与主电路集成于一体，并且还集成了固态继电器，有输入4mA~20mA，1V~5V和0~10V的接口。因此采用DA模块FX2N-2DA，把PLC输出的数字量转变为模拟量来控制三相调压器，采用4mA~20mA电流控制。

如图4，铅液温度的控制关系到极群铸焊的质量，因此必须加以精确控制。由于本设计需检测控制500℃的铅液温度，选用了K型热电偶作为温度传感器，其测温范围为0~1000℃。但是来自温度传感器的信号不能直接输入PLC，还需通过温度变送器和模拟量输入模块进行信号处理。采用KY-K-E-A420-D温度变送器，接收来自于现场的K型热电偶的信号输入，经过隔离，转换为固定量程的标准直流信号(4mA~20mA)输出给模拟量输入模块FX2N-2AD，再由FX2N-2AD将代表错液温度的模拟量信号输入给PLC。

如图5，铸焊机错炉中铅液的温度是否合适以及错液量是否足够将决定铸焊的质量。因此，开机后首先要对错炉进行加热，而后检测错液温度和错液量，如未达到预设要求将无法执行后续动作。当各项加工条件均已具备，则通过手动或自动模式进行铸焊机操作。其中，在自动模式下，铸焊机将在PLC控制下通过各传感器的信号检测自动完成极群铸焊的各个动作。本系统的控制程序采用FX2N系列PLC的STL指令编写。STL指令也称步进转移指令，专门用于顺序控制程序的编写。