在鋼管生產過程中，需要對不同長度范圍的鋼管進行分選，通過運用由光電傳感器、編碼器、運輸輥道、翻板機、過鋼臺架、接近開關組成的鋼管自動分選生產線，可較好的解決這一問題。在該系統中，采用西門子PLC控制運輸輥道和翻板機將一定長度范圍內的鋼管放置在相應的料筐內，實現了鋼管的自動分選，并使分選準確率達到100%。

在鋼鐵行業中，由于生產工藝的需要，要對鋼管按照長度進行分選，現階段，都采取人工分選的方式，這種生產工藝不但浪費大量的人力、物力。針對此問題研究用PLC和上位機配合控制運輸輥道和翻板機，代替人工完成工作。

1.自動分選生產組成及硬件配置

自動分選生產線控制系統由工控機及PLC組成，工控機作為系統的上位機提供人員管理、統計查詢、過程監控機狀態顯示、參數設置和通信等功能。PLC實現下位機執行機構的控制并通過RS-232C與工控機進行實時通信。生產線主要由測長工位和分選工位組成。測長工位由1~6部分組成，分選工位由部分組成。

控制核心采用奧越信 OYES 300PLC可編程控制器，帶有高速技術模塊，16點輸入模塊16點輸出模塊，可以滿足該系統的要求。

系統結構圖如下

2.控制系統的設計

2.1測長工位

國內某鋼管廠生產的鋼管長度范圍為5~12m，假如鋼管由左向右運輸，在輥道兩側布置21對光電對射傳感器。

0號光電傳感器到20號光電傳感器之間距離為12.4m，編碼器由測長輪帶動 放在0號與1號傳感器之間，可滿足測長的要求。編碼器工作狀態如下：當鋼管由左向右運輸，觸發測長輪右側的接近開關，升降汽缸上升，使測長輪與鋼管接觸，，靠摩擦力使測長輪隨鋼管一塊轉動，并帶動編碼器工作，運輸過程中，管尾每次經過一對光電傳感器，高速計數模塊清零計數。光電傳感器工作狀態如下：被鋼管遮住的傳感器輸入信號為1，沒有被遮住的輸入信號為0.鋼管向右運動觸發0號光電傳感器，此時上位機讀取光電傳感器狀態和高速計數模塊的計數值，光電傳感器標記的長度為L1，編碼器標記的長度為L2，那么鋼管的長度L為：

L=L1-L2

測長結束，編碼器清零，上位機存儲 L值。鋼管由運輸輥道輸送到分選工位。

2.2分選工位

鋼管經過測長以后到達2#輥道，接近開關檢測到鋼管已到達，則上料翻板機動作，將鋼管撥到鋼臺架上，若PLC檢測到鋼臺架以后的工位準備就緒，則下料翻板機動作，將鋼管撥到2#輥道上，由PLC控制輥道和翻板機將鋼管放入相應的料筐。若過鋼臺架每次只通過一根鋼管，則控制起來也就簡單的多了，，但是當某一料筐滿時，則需要控制過鋼臺處下料翻轉機不能動作，此時為了不影響前面工位的生產效率，經測長后的鋼管只能在過鋼臺架處囤積，待料筐清理完畢以后，在進行分選。

鋼管在過鋼臺架處囤積時，如何實現鋼管數量及相應長度的跟蹤，當鋼管在過鋼臺架囤積時，由上位和PLC配合實現對過鋼臺架處數量及對應長度的跟蹤，具體過程如下：鋼管到達5（2#輥道），PLC通過2#輥道上的接近開關檢測到有鋼管，則PLC控制過鋼臺架上料翻板機動作并向上位機發出上料成功信號，上位機接收到信號后對過鋼臺架處統計數量加一并賦予相應的長度；PLC檢測到過鋼臺架下料翻板機動作，若11（3#輥道）上的接近開關檢測到有鋼管后，PLC向上位機發出下料成功信號，上位機接收到此信號后對過鋼臺架處鋼管統計數量減一并將相應的長度賦予PLC的一長度中間為，PLC讀此中間位并經過與預先設置值進行比對，由PLC判斷此鋼管應進入哪一個料筐，然后控制運輸輥道將鋼管運輸到相應的料筐旁邊，待輥道停穩后，翻板機動作將鋼管撥入該料筐，然后將PLC長度中間為復位，如此循環從而實現了鋼管的分選。

3.PLC軟件設計

PLC控制端口的定義，如表一所示

4.結束語

通過對PLC在鋼管自動化分選生產線中的應用使控制系統的可靠性和工作效率都得到了極大的提高，大大降低了工人的勞動強度。本方案經現場運行證明效果良好。