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        基于PLC在成型機上料過程中應(yīng)用分析

        2018-01-30 15:30:45張文斌
        世界有色金屬 2018年3期
        關(guān)鍵詞:用戶程序振動篩存儲器

        張文斌

        (山西華圣鋁業(yè)有限公司,山西 永濟044500)

        隨著電解鋁用炭素陽極生產(chǎn)線自動化程度不斷提高,PLC正越來越多地應(yīng)用在行業(yè)生產(chǎn)中。某電解鋁公司炭素廠成型車間煅后焦上料系統(tǒng)應(yīng)用PLC進行自動化控制,自投產(chǎn)以來該系統(tǒng)運行平穩(wěn),在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

        1 PLC工作原理與優(yōu)點

        1.1 PLC概念

        PLC中文名稱可編程邏輯控制器,是英文名稱programmable logic controller的縮寫,PLC 是以計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)為基礎(chǔ)專門應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的計算機,能通過模擬信號和數(shù)字信號的輸入輸出,控制各種類型的生產(chǎn)過程。

        1.2 PLC工作原理

        PLC的基本結(jié)構(gòu)分為電源模塊、CPU模塊、存儲模塊、輸入、輸出模塊,通訊模塊等,電源模塊為PLC各集成電路和模塊提供能量,常用的電源模塊類型有交流220v,直流24V等。存儲器用來儲存系統(tǒng)程序和用戶程序,儲存系統(tǒng)程序的叫系統(tǒng)存儲器,儲存用戶程序的叫用戶存儲器,通過編程設(shè)備可從存儲器中導(dǎo)入導(dǎo)出程序。CPU模塊是PLC系統(tǒng)的核心,它實時采集輸入信號,執(zhí)行用戶程序,更新系統(tǒng)輸出。PLC整個工作過程分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個階段。輸入階段PLC 掃描輸入端子的實時狀態(tài)。掃描結(jié)束CPU將結(jié)果寫入寄存器,然后開始執(zhí)行程序, 程序運行結(jié)束CPU將運行結(jié)果輸出至寄存器,寄存器將結(jié)果輸出至現(xiàn)場設(shè)備,PLC采用循環(huán)掃描方式,一個周期結(jié)束,CPU又開始下一周期的掃描、執(zhí)行、輸出。

        1.3 PLC的優(yōu)點

        (1)系統(tǒng)運行穩(wěn)定, PLC產(chǎn)品發(fā)展到今天其連續(xù)無故障工作時間可達數(shù)萬小時,PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,設(shè)備控制線路簡單。當生產(chǎn)設(shè)備的控制方式需要改變時,可通過改變程序改變設(shè)備運行方式,這種優(yōu)點使其在多品種、小批量的生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用。

        (2)功能完善,適用性強。PLC適用于各種規(guī)模工業(yè)控制場合,按照控制規(guī)??煞譃榇?、中、小三種類型,生產(chǎn)中根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的大小,選用不同規(guī)模的產(chǎn)品。

        (3)可靠性高,自診斷功能完善。PLC采用集成電路技術(shù),內(nèi)部電路采用抗干擾技術(shù),輸入、輸出采用光電隔離技術(shù),可靠性高。PLC外部電路接線簡單,出現(xiàn)故障容易排查和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至千分之一,故障率大幅降低。PLC具備完善的自檢功能,用戶程序可通過軟件自診斷功能發(fā)現(xiàn)程序錯誤,設(shè)備故障可通過系統(tǒng)自檢發(fā)現(xiàn)故障點,提高檢修效率。

        2 PLC的系統(tǒng)構(gòu)成

        2.1 CPU

        CPU是PLC控制器的核心,作為一臺工業(yè)控制計算機,PLC基本組成部分由計算器、控制器、存儲器、輸入、輸出模塊構(gòu)成,計算器和控制器封裝后簡稱CPU(Central Processing Unit),是計算機的運算和控制核心,它的功能主要是解釋指令和處理數(shù)據(jù)。

        PLC運行時,首先讀取現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)并將其存放在輸入數(shù)據(jù)寄存器,經(jīng)程序調(diào)取該寄存器狀態(tài)運行,運行結(jié)束將結(jié)果寫入輸出數(shù)據(jù)寄存器,最后將輸出寄存器的數(shù)據(jù)傳送到輸出裝置。

        2.2 存儲器

        用于存儲系統(tǒng)程序和用戶程序。存放系統(tǒng)程序的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器,存放用戶程序的存儲器稱為用戶程序存儲器。

        2.3 輸入、輸出模塊

        輸入模塊是PLC與顯示現(xiàn)場狀態(tài)設(shè)備的接口,由光電耦合電路和微機輸入接口電路組成。輸出模塊是PLC與現(xiàn)場設(shè)備的接口,由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成。

        3 控制過程

        3.1 系統(tǒng)啟動過程

        生產(chǎn)開始前首先檢查控制臺上的上料指示燈是否亮起,當料倉未滿時,將上料控制臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“上料”位置,按控制臺上的“系統(tǒng)啟動”按鈕,系統(tǒng)將按照以下順序啟動車間上料工藝設(shè)備:

        啟動預(yù)告電鈴(保持10秒)、S-27二次對輥破碎機(10秒后)、S-17二次振動篩(10秒后)、 S-21一次對輥破碎機(10秒后)、S-16一次振動篩(10秒后)、S-15煅后斗提(10秒后)、S-14皮帶運輸機(10秒后)、S-29電振動輸送機(10秒后)順序起動系統(tǒng)設(shè)備。

        3.2 系統(tǒng)停止過程

        當顯示屏上上料指示燈亮或操作工按下上料控制臺上的“系統(tǒng)停止”按鈕,控制系統(tǒng)將按照以下順序停止各生產(chǎn)設(shè)備:

        S-29電振(15秒后)、S-14皮帶運輸機 (15秒后)、S-15斗提(15秒后)、S-16一次振動篩(15秒后)、S-21一次對輥破碎機(15秒后)、S-17二次振動篩(15秒后)、S-27二次對輥破碎機(15秒后)、排料系統(tǒng)停止運行。

        4 系統(tǒng)特點

        4.1 設(shè)備運行多模式轉(zhuǎn)換

        該系統(tǒng)設(shè)計了手動、自動兩種模式滿足生產(chǎn)要求。手動模式:主要應(yīng)用于設(shè)備維修和調(diào)試現(xiàn)場設(shè)備以及PLC出現(xiàn)故障需要設(shè)備單獨運行的情況,通過操作現(xiàn)場控制箱上的按鈕,生產(chǎn)設(shè)備即可轉(zhuǎn)換為就地控制運行。自動模式:設(shè)備的正常運行模式,通過PLC控制生產(chǎn)過程,生產(chǎn)設(shè)備操作在PLC控制臺上完成,通過PLC人機界面可以直觀顯示設(shè)備運行狀況,設(shè)備出現(xiàn)故障時可通過軟件診斷故障點。在生產(chǎn)現(xiàn)場需要緊急停車時,可通過主控臺的急停按鈕,終止設(shè)備運行。

        4.2 設(shè)備故障直觀顯示

        該PLC系統(tǒng)通過工藝屏模擬生產(chǎn)過程,在模擬屏上用信號燈狀態(tài)模擬設(shè)備運行狀態(tài),實時顯示設(shè)備運行狀況,設(shè)備運行時模擬屏上的紅色指示燈常亮,設(shè)備發(fā)生故障時模擬屏指示燈閃爍并發(fā)出警報,待故障消除主控臺發(fā)出復(fù)位指令后警報解除。當設(shè)備運行過程中出現(xiàn)緊急情況,通過主控臺上的“緊急停車”按鈕緊急停車,使PLC輸入輸出全部斷開,設(shè)備緊急停車。

        5 結(jié)語

        PLC由于其高可靠性、操作簡單與維護方便,豐富的接口模塊等特點,使得在自動化控制中得到廣泛應(yīng)用。其在煅后焦上料系統(tǒng)中應(yīng)用在實際生產(chǎn)中取得了良好的效果。

        [1]周石強,郭強,劉旭東等.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)的分析研究[J].中華民居 ,2014(01).

        [2]高洪濤,劉成.關(guān)于電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)的分析[J].科技風,2015(09)

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