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PLC在生产线自动化改造中的应用

2015/1/12    来源:智造网        
关键字:PLC  生产线  自动化  控制系统  
本文通过介绍了化工厂粉体传输生产线的控制要求,应用三菱MELSEC A系列PLC对生产线控制系统进行自动化改造,并对生产线的主要工作流程进行详细说明。

1、概述

  生产微细滑石粉、超微细碳酸钙粉的某一化工厂,其粉体生产线中的矿粉的分离、运输、收集、整理、打包出货等是通过多台电机、各种电磁阀、运输带的顺序等按逻辑关系开启来实现的。工厂过去采用的是人工值守,需要工作人员就近启停机器,而且要按照一定的操作次序进行,增加员工的劳动强度,同时在生产现场,粉尘较大,影响员工身体健康。由于生产规模的扩大及改善员工工作环境的需要,原有设备已不能满足需要,必须增加生产设备,同时对原有生产线设备进行改造扩充。可编程控制器(PLC)由于具有了体积小巧、易于设计更新、调试方便、简化线路、可靠性高等优点,为各种生产线自动化设备提供可靠的控制方案。因此在本生产线自动化控制改造中,采用PLC来实现原有设备的改造扩充及对新增设备的自动化控制。

2、控制系统的功能要求

  控制系统包括原有生产线及新增生产线,使用PLC在完成新生产线控制的同时还要与原有生产线进行兼容控制,原有设备的一些动作信号要与新设备进行连锁控制,在新生产线中,用分离机分离矿颗粒,通过输灰机完成粉料的输送处理,用转饲机进行粉料的混合,最后螺运机对粉料完成提升、分类收集、运送等处理。

  在本次PLC改造应用控制系统中,PLC除了控制原有的8个袋滤集尘阀的定时顺序工作,新增加控制2套输灰机控制系统、分离机3台(15HP)、风车1台(100HP)、螺运机2台(2.2kW)、转饲机1台(3.5kW)、2位5通电磁阀及各种仪表若干。从提高工厂供电电网的功率因素及节电方面考虑,采用变频器对生产线上长期运行的各个电机进行变频驱动控制改造,用于减少电机启动时对电网冲击。PLC接收变频器的故障信号及其他反馈信号,控制电机的启动停止及各电磁阀的开闭动作来完成对整个设备的自动化控制功能。

3、PLC型号配置及控制对象

  根据控制功能要求,需要对设备进行各种逻辑、顺序、过程控制,包括对设备的手自动控制、各种报警输入、输出,信号反馈等的多层控制等,对PLC的输入输出的点数要求较多。其中,PLC控制的输入信号包括:操作台的启停按钮、压力表的高低压反馈信号、各个电机运行反馈信号、转速表高低速反馈信号、各种故障输入信号等共42个输入点;PLC控制的输出信号包括:各个电机、电磁阀、变频器、状态指示输出等共38个输出点。本系统中采用三菱MELSEC A系列中的A1SH CPU及其扩展I/O模块,包括1个A1SHCPU、1个电源模块A1S61PN、4个继电器型输入模块A1SX20、3个继电器型输出模块A1SY10,1个连接底盘A1S38B(8 Shots)等。

4、控制要求及程序设计

  根据生产线的工作要求,首先确定各个动作的先后次序和相互关系,写出PLC各个输入输出信号间的逻辑关系,再由逻辑关系转为梯形图。PLC控制分手动和自动控制两部分控制,根据系统控制要求,程序设计包括输灰机控制及螺运机控制设计等等。

  (1)输灰机控制部分

  输灰机控制部分主要控制各种2位5通电磁阀(电磁阀配置结构简图如图2),包括进气阀、输灰阀、进灰阀、助泄阀、压力表、状态指示灯、故障报警蜂鸣器等。正常时为自动控制状态,由安装在输灰管路上的压力表给出的压力高、低限位的反馈信号,来控制各个电磁阀及电机的开停,当系统需要强制输灰、采样、调试或出现故障时使用手动独立回路启动输灰机控制系统。

  (2)输灰机工作原理

  由原设备成品桶、入料桶连锁信号及压缩空气压力表反馈信号作为输灰机控制系统的启动停止信号,正常状态下由操作人员通过操作台启动停止按钮启动输灰机控制系统,压缩空气异常时报警停机。按下启动按钮后,打开进气电磁阀加压,若管路压力表此时处于设定压力上限位置(高压),则开启输灰阀输送粉料,若此时压力表处于设定压力下限位置(低压),则即时停止进气及输灰,打开进灰阀入料,同时开启收尘机助泄阀助泄,当入料计时到或入料桶处于高料位位置时关闭进灰电磁阀,从而完成一个进灰输灰控制循环。

  其中,当进气阀开启而压力表超时处于低压位置时为加压时间过长,或输灰阀开启而压力表超时处于高压位置时管路堵塞,存在加压过长或管路堵塞时声光报警停机,此时需要故障复位报警后才能启动输灰机控制系统。

责任编辑:陈浩
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