铸造业是机械制造工业不可缺少行业。其中砂型铸造的比重占80%～90%。我国铸件年产量1 000万t以上，循环用砂量高达10000万t。旧砂的回收率一般可达80%～90%,循环旧砂的10%～20%要不断废弃。以废弃10%算，全国一年废弃的旧砂就是1 000万t，即生产1 t铸件需要补充1 t新砂，又要废弃1 t旧砂。而铸造用砂多为优质石英砂，我国优质石英砂资源相对短缺，因此对旧砂进行再生已刻不容缓。
旧砂再生主要有两种方法：物理法和化学法。化学方法主要是采用加热的方法，把可燃的有机膜烧掉，或者靠熔剂以化学反应的方法将惰性膜溶解掉;而物理的方法则是靠机械力、风力或水力的方法将惰性膜去除掉，从而达到再生的目的。随着技术的进步，目前旧砂再生已从单一工序处理向多功能一体化综合多工序处理及多样化发展，同时对其控制系统提出了更高的要求。
针对旧砂再生柔性试验线所设计的控制系统可根据预先设定的试验方案自动完成方案的启动和停止。在系统设计中，充分利用PLC的特点，采用模块化计思想，根据不同的方案启停相关的设备，系统可靠性较，使用方便。
1 旧砂再生柔性试验线工艺实验方案
该旧砂再生柔性试验线由物理和化学处理法组合而成，其主体设备包括螺旋振动再生机、滚筒振动再生机和气流再生机，而气流再生机又分为热气流再生和气流再生两种，涉及29个设备。整个旧砂再生柔性试验线共包括11种实验方案。
(1)螺旋振动再生方案;
(2)滚筒再生方案;
(3)热气流再生方案;
(4)气流再生方案;
(5)热气流再生+滚筒再生方案;
(6)螺旋振动再生+气流再生方案;
(7)螺旋振动再生+热气流再生方案;
(8)螺旋振动再生+热气流再生+滚筒再生;
(9)螺旋振动再生+气流再生+滚筒再生;
(10)螺旋振动再生+滚筒破碎方案;
(11)热气流再生+滚筒再生方寰。
2 PLC控制系统的设计
2.1 控制系统的硬件组成
为满足设计要求及系统接口的需要，系统共需55个输入点和43个输出点，同时考虑到裕量、系统工作性能及可靠性，选用三菱公司的FX2N-128MR型PLC集中进行控制。其输入信号主要包括设备运行状态输入信号、实验方案输入信号、系统自检/工作信号等;输出信号主要包括电机控制信号、电磁阀控制信号、给料机控制信号及报警信号等，其控制系统结构如图1所示。
2. 2控制系统功能
(1)手动/自动功能：当旋钮置于手动状态时，系统由现场控制柜和交流接触器、电机等组成。该控制方式下，每台设备的控制可以脱开PLC和上位机单独操作。一般情况下，不采用该方式。当旋钮置于自动状态时，系统由PLC和每台设备检测控制单元联合组成。PLC接收现场信号和PLC柜上按钮操作信号，根据PLC程序设计，输出控制命令，分别启动各方案相应的设备，完成各方案的启停及相应的控制。
(2)报警功能：运行中，设备出现故障或料仓料位出现仓满、仓空时，系统发出报警信号，提示操作人员进行故障排除，以保证系统正常运行。
3 软件设计
PLC应用程序采用梯形图语言编写。根据系统的特点，程序采用模块化结构，程序流程框图如图2所示。
系统运行前先判断是处于运行状态，还是处于维护状态。若处于维护状态，可对设备及检测仪表进行参数设定和维护;若处于运行状态，则进行自检和工作状态判断。自检状态下，可检测PLC系统是否正常;若处于工作状态，先运行初始化程序，利用M8002运行开始接通、然后断开的特性，依循环程序在工作前将PLC中存储单元清零;同时判断系统及料位是否正常，若有异常，程序不能正常工作，发出报警信号，以便排除。接着进行手动和自动状态判断，若处于手动状态，则进行手动操作，若处于自动状态，则进行实验方案及启停判断，然后按照预定的实验方案分别启停相应设备，进行实验。任何时候只能运行一套实验方案。
4 结束语
系统经过试用表明，采用PLC集中进行控制，系统运行稳定、操作方便、控制效果良好，达到了预期设计的目的，保证了旧砂再生柔性试验线安全、高效的运行及自动化操作管理。同时系统还留有RS232、RS422接El，可直接与打印机连接，打印报表，也可与微机进行通信，进行数据管理。
[参考文献]
[1]陈在平，赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].北京：机械工业出版社，2002.
[2]曹善堂，郭京纯.铸造车间旧砂再生技术[M].北京：机械工业出版社，1987.264
