王懷宇 羅洪雙

(中鋼集團(tuán)吉林炭素股份有限公司,吉林 132021)

PLC在生碎通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

王懷宇 羅洪雙

(中鋼集團(tuán)吉林炭素股份有限公司,吉林 132021)

壓型分廠成型三車(chē)間是我公司上個(gè)世紀(jì)九十年代投資建廠的。經(jīng)長(zhǎng)期使用,設(shè)備性能有所下降。原生碎除塵系統(tǒng)采用的是回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器,這種除塵系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中存在以下問(wèn)題：生碎粉子經(jīng)常積附在布袋上,排不到灰斗中,使其除塵效果不佳,有時(shí)還出現(xiàn)堵料情況,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變的十分惡劣,盡而影響員工的身心健康和勞動(dòng)積極性。本文通過(guò)運(yùn)用PLC控制原理對(duì)回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器進(jìn)行改造,以實(shí)現(xiàn)提高除塵效率,減少堵料,改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的目的。

PLC 電磁閥

1 生碎通風(fēng)系統(tǒng)改造的工藝過(guò)程

工程技術(shù)人員通過(guò)查閱大量的技術(shù)文件,最終確定把回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器改為脈沖噴吹袋式除塵器,并由可編程控制器(PLC)對(duì)清灰控制系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行工作。工作時(shí)電磁脈沖閥瞬間得電,打開(kāi)電磁脈沖閥噴吹口,壓縮空氣噴吹入濾袋,使濾袋瞬間急劇膨脹。由于反向脈沖氣流的沖擊作用很快消失,濾袋又急劇收縮,這樣產(chǎn)生的震蕩效果將貼附在濾袋過(guò)濾面上的大部分粉塵剝離下來(lái),落入灰斗中,再由重錘翻板閥排出。另一小部分再次被布袋吸附,并參與下一次除塵過(guò)程。改造后,運(yùn)行效果顯著,解決了以上問(wèn)題。

2 PLC的優(yōu)點(diǎn)

2.1 功能強(qiáng),性能價(jià)格比高

一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件(如計(jì)時(shí)器,計(jì)數(shù)器,繼電器等),有很強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比,具有很高的性能價(jià)格比。

2.2 硬件配套齊全,用戶(hù)使用方便,適應(yīng)性強(qiáng)

可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,系列化,模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用。用戶(hù)能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同的功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線(xiàn)也很方便,一般用接線(xiàn)端子連接外部接線(xiàn)。PLC有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力,可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。

2.3 可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)

傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良,容易出現(xiàn)故障,PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件,接線(xiàn)可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。

PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上,可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),PLC已被廣大用戶(hù)公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。

2.4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少

圖1

PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線(xiàn)工作量大大減少。

PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律,很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。

PLC的用戶(hù)程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試,輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬,通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線(xiàn)后,在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決,系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。

2.5 編程方法簡(jiǎn)單

梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語(yǔ)言,其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似,梯形圖語(yǔ)言形象直觀,易學(xué)易懂,熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言,并用來(lái)編制用戶(hù)程序。

梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶(hù)的一種高級(jí)語(yǔ)言,可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí),用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。

2.6 維修工作量少,維修方便

PLC的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí),可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的實(shí)時(shí)梯形圖的狀態(tài)迅速的查明故障的原因,用修改程序或更換模塊的方法可以迅速地排除故障。

2.7 體積小,能耗低

對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),使用PLC后,可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,小型PLC的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小,因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的確1/2-1/10。PLC的配線(xiàn)比繼電器控制系統(tǒng)的配線(xiàn)要少得多,故可以省下大量的配線(xiàn)和附件,減少大量的安裝接線(xiàn)工時(shí),可以減少大量費(fèi)用。

3 PLC軟硬件設(shè)計(jì)及應(yīng)用

3.1 PLC的硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要由穩(wěn)壓電源、24V電源、PLC、脈沖閥及中間繼電器等電氣元件組成。其工作過(guò)程是通過(guò)PLC來(lái)控制中間繼電器,使14個(gè)脈沖閥按工藝要求依次工作,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生碎除塵器的脈沖噴吹過(guò)程的控制。再通過(guò)巧妙的構(gòu)思,合理的布局來(lái)設(shè)計(jì)PLC外部接線(xiàn)圖及電磁閥回路圖。

3.2 生碎除塵系統(tǒng)的控制過(guò)程

生碎除塵器清灰控制由PLC控制,它分為自動(dòng)控制和手動(dòng)循環(huán)控制兩種控制方式。自動(dòng)控制：風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后系統(tǒng)啟動(dòng),十四個(gè)脈沖閥分為兩組,按設(shè)定時(shí)間進(jìn)行循環(huán)噴吹清灰。風(fēng)機(jī)停止一個(gè)小時(shí)后,系統(tǒng)停止。手動(dòng)循環(huán)控制：按設(shè)定時(shí)間進(jìn)行控制,循環(huán)噴吹清灰,連續(xù)運(yùn)行。在停止位置時(shí),不工作。

3.3 PLC的軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)選用OMRON系列的CPM1AH-40CDR,由于工藝要求要經(jīng)常用到比較指令(CMP)、傳送指令(MOV)、計(jì)數(shù)指令(CNT)、計(jì)時(shí)指令(TIM)(如圖1)。

4 結(jié)語(yǔ)

生碎除塵系統(tǒng)的電氣改造,通過(guò)程序編譯、下載至PLC,進(jìn)行系統(tǒng)的預(yù)調(diào)試,設(shè)備空載聯(lián)動(dòng)調(diào)試后進(jìn)行帶料運(yùn)行,試車(chē)一切正常。經(jīng)過(guò)這次電氣改造,減少了對(duì)計(jì)數(shù)器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、導(dǎo)線(xiàn)、端子等的材料備件的使用。進(jìn)而減輕了相關(guān)電氣人員的安裝、調(diào)試的勞動(dòng)強(qiáng)度。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,設(shè)備的故障率大幅度降低,設(shè)備檢修時(shí)排除故障的速度明顯加快,設(shè)備維護(hù)量明顯減少。

[1]蔣文忠.炭素機(jī)械設(shè)備[M].冶金工業(yè)出版社,2010年7月.

[2]高等職業(yè)教育規(guī)劃教材.電氣與PLC綜合控制技術(shù)[M].蘇州大學(xué)出版社,2008年7月.

[3]徐榮華.可編程序控制器PLC應(yīng)用技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2012年1月.