摘要：利用PLC对无缝钢轨生产线进行联锁控制，保护人员和设备安全，保证无缝钢轨生产质量，提高生产效率。
关键词：PLC、联锁控制、安全、生产效率
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
衡阳铁路机械厂是铁道部定点无缝钢轨专业生产厂，将25米的标准钢轨焊接成400米的无缝钢轨。该厂设计安装了六百米长的输送钢轨滑道, 从法国GEISMA公司进口的无缝钢轨专业生产设备如大功率焊机、精调机、精磨机和国产的中频正火设备按生产工艺要求安装在滑道的两侧，组成了一条无缝钢轨生产线。焊轨生产线滑道采用焊机手柄和月台控制屏组合控制，由于每个工作点的工艺周期不同，操作人员需要用金属工具敲击钢轨向焊机及月台操作人员传递信息，控制滑道的运动。由于环境吵杂和人为因数的影响，使得滑道控制不准确，无法保证人员和设备安全。特别是精磨机采用声传感器来判定精磨是否到位，易受金属工具敲击钢轨的声音影响，无法保证精磨达到工艺要求。为保护人员和设备安全，保证无缝钢轨质量，提高生产效率，本文用PLC控制技术对无缝钢轨生产线进行联锁控制，满足了现代化生产的需求。
焊轨生产线工艺流程如下：
(1)、每两个工位之间的距离为25M，行车将25M标准钢轨从右端吊上送轨滑道，由焊机手柄1控制送轨滑道使钢轨与前一根钢轨的尾部进行对接后焊接。接头焊接完成后，由焊机手柄2控制焊轨工艺滑道将已焊接好的接头同步送往粗调、中频正火、调直、水冷、精调机、精磨机各工作点进行相应的处理。
(2)、粗调处操作人员对接头进行打磨，去毛刺。
(3)、中频正火处操作人员利用中频加热对接头进行指定温度、指定时间的正火处理。
(4)、调直的操作人员利用压力机对接头左右弯曲进行调直。
(5)、水冷处自动对接头进行喷水，强制冷却。
(6)、精调机的操作人员对接头上下弯曲进行调直、校准。
(7)、精磨的操作人员对接头外围进行精密打磨。
(8)、月台控制屏的操作人员对月台滑道和焊轨工艺滑道之间进行联锁及解锁操作。当月台滑道和焊轨工艺滑道之间处于联锁状态时，月台滑道和焊轨工艺滑道一起联动，由焊机手柄2控制；当月台滑道和焊轨工艺滑道之间处于解锁状态时，月台控制屏的操作人员对月台滑道单独控制。
(9)、月台控制屏的操作人员的操作逻辑：
当在滑道上只有一根钢轨在焊接时，月台滑道和焊轨工艺滑道之间要处于联锁状态；当焊机焊接完一根400M的无缝钢轨后，由于焊接所花时间比其他工艺时间长，因此月台滑道和焊轨工艺滑道之间要处于解锁状态，当焊机焊接第二根钢轨由月台控制屏的操作人员将完成后续工艺的400M钢轨拖出到月台滑道，为钢轨吊出月台滑道腾出时间。
3.焊轨生产线联锁控制系统原理
本文根据衡阳铁路机械厂要求，设计焊机生产线滑道联锁控制系统的原理如下：（为方便说明，本文定义焊机、粗调、水冷、中频正火、调直、精调、精磨各工作点分别为0-6号工作点）
(1)、1-6工作点各加装一个工作状态开关。
(2)、1-6工作点工作时，手动按下工作状态开关。（状态为1，焊机滑道锁定，焊机手柄控制焊接工艺滑道无效。）
(3)、1-6工作点完成工作时，断开工作状态开关。（状态为0，焊机滑道解除锁定，焊机手柄可控制焊接工艺滑道。）
(4)、在焊机处安装一个显示屏，显示各工作点的状态。
(5)、在调直及精磨入口处加装两个光电传感器S1，S2用于检测有轨和无轨，以便判定两根在滑道上的位置。S1，S2的状态在停电后保持。
(6)、S1检测到无轨后，月台滑道自动解联锁；5-6工作时，锁定月台滑道的点动。
(7)、S2检测到无轨后，月台滑道的点动解锁。
(8)、S2检测到有轨后，月台滑道才可手动联锁。（吊轨完成）
(9)、月台控制屏处加装一个显示屏，显示各工作点的状态。
(10)、焊机滑道工作时，月台滑道前进、后退按钮锁定并延迟5秒。
(11)、在主控系统关闭电源所有的控制功能解除。防止由于控制系统故障导致整条生产线瘫痪。
(12)、s1，s2中任何传感器监测到有轨后，5-6工作点工作时，月台控制屏的点动锁定，防止月台控制屏处误操作。
(13)、在主控系统内安装4个小按钮,用于手工设定s1,s2的状态。
4.系统组成：
1.焊机显示屏：
用0、1、2、3、4、5、6亮红灯表示相应的工作点正在工作，用亮绿灯表示相应的工作点已完成工作；S1、S2在检查到有轨时相应指示灯亮红灯，S1、S2在检查到无轨时相应指示灯亮红灯；月台滑道与焊轨工艺滑道处于联锁状态时亮红灯，反之亮绿灯。
2.月台显示屏:
显示说明同焊机显示屏
3.主控系统:
主控系统采用三菱FX2N64 PLC为核心。FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相当开FX系列中最高档次的超小型PLC装置。 编程简单；备有可自由选择，丰富的品种；令人放心的高性能，程序容量--内置8000步RAM（可输入注释）；高速运算，1个指令运行时间，只需0.08us。
5.PLC程序编写：
本文采用FXGP_WIN-C编写PLC程序，程序逻辑框图见图5-1，梯形图见图5-2。
小结
利用PLC对焊轨生产线进行联锁控制，防止了操作人员使用设备工作时，由于生产线滑道运动对人员和设备的损伤，保护了人员和设备安全；防止了焊接工艺滑道和月台滑道可能的反向运动，保护了滑道电机；操作人员不再需要用金属工具敲击钢轨向焊机及月台操作人员传递信息，精磨机用来判定精磨是否到位的声传感器不再受到干扰，保证了无缝钢轨生产质量；当焊机焊接第二根钢轨时由传感器自动判定，解除月台滑道联锁，由控制屏处操作人员将完成后续工艺的400M钢轨快速拖出到月台滑道，为钢轨吊出月台滑道腾出时间，提高了生产效率。本系统经过衡阳铁路机械厂一年多的使用，系统稳定，效果良好。
参考文献
[1] FX2N可编程控制器使用手册
[2] FX1S，FX1N，FX2N，FX2NC编程手册
