ＰＬＣ可編程控制器在技術(shù)改造中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，技術(shù)改造在企業(yè)中備受重視，作為PLC可編程序控制器在技術(shù)改造中發(fā)揮著不可替代的作用，而且以其投資少，控制可靠、維護(hù)、故障率低、程序修改方便等優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的人們的喜愛(ài)和推崇。本設(shè)計(jì)是為焦作堅(jiān)固水泥有限公司在利用超細(xì)粉煤灰添加到成品水泥中生產(chǎn)出低價(jià)的復(fù)合水泥而進(jìn)行的技術(shù)改造。整個(gè)設(shè)計(jì)利用編程器進(jìn)行自動(dòng)化控制，設(shè)計(jì)清晰、具體，選型科學(xué)合理，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：交流異步電動(dòng)機(jī)；可編程序控制器；自動(dòng)化控制；變頻器

該設(shè)計(jì)在原有粉磨生產(chǎn)線(xiàn)基礎(chǔ)上，為添加超細(xì)粉煤灰的技術(shù)改造。其工藝流程為超細(xì)粉煤灰由金屬庫(kù)輸入可調(diào)速控制的螺旋輸送絞刀機(jī)，下料給計(jì)量螺旋輸送絞刀機(jī)，從而經(jīng)過(guò)提升機(jī)、空氣輸送斜槽進(jìn)入粉磨出口的水泥，入選粉機(jī)系統(tǒng)，完成技術(shù)改造任務(wù)。各設(shè)備均由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，共計(jì)5臺(tái)。開(kāi)機(jī)順序?yàn)椋?#風(fēng)機(jī)→2#風(fēng)機(jī)→提升機(jī)→螺旋計(jì)量絞刀→穩(wěn)速絞刀。停機(jī)順序相反，每臺(tái)設(shè)備開(kāi)機(jī)時(shí)有時(shí)間延遲，約20秒，停機(jī)有2分鐘逆工藝延時(shí)，其程序控制均由可編程序控制器控制完成，穩(wěn)速絞刀機(jī)由PLC控制變頻器驅(qū)動(dòng)，變頻器與計(jì)量控制器組成

閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)系統(tǒng)工藝流程合理，調(diào)節(jié)控制精密，是較為理想的可編程序自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1. PLC可編程序控制器的選型

目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)PLC的廠家很多，如西門(mén)子、三菱、松下、歐姆龍、LG、ABB公司等，不同廠家的產(chǎn)品雖然基本功能相似，但其特殊功能、價(jià)格、服務(wù)及使用的編程軟件都不相同。因此合理選型至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)選擇西門(mén)子公司S-200系列PLCCPU224可編程序控制器。其依據(jù)過(guò)程如下：

(1) I/O點(diǎn)數(shù)的估算。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5臺(tái)，需輸出點(diǎn)5個(gè)，加上一個(gè)應(yīng)答輸出信號(hào)，共需6個(gè)輸出點(diǎn)，考慮今后的調(diào)整和擴(kuò)充，加上30%的合理備用量2個(gè)，需提供8個(gè)輸出點(diǎn)。另外，對(duì)于輸入點(diǎn)數(shù)，5臺(tái)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)，加上中控室對(duì)PLC集中開(kāi)機(jī)控制信號(hào)及故障無(wú)延時(shí)跳停機(jī)信號(hào)共計(jì)7點(diǎn)，加上30%合理備用量，計(jì)需10個(gè)輸入點(diǎn)，而S7-200 PLC共有10個(gè)輸出點(diǎn)，14個(gè)輸入點(diǎn)，所以能較好的滿(mǎn)足要求。

(2) 應(yīng)用程序容量的估算。一般微型和小型的機(jī)型容量介于1～2KB之間，用戶(hù)應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，有關(guān)功能元件用的內(nèi)存量大致如下：輸入原件：10～20B/點(diǎn)；開(kāi)關(guān)量輸出元件：5~10B/點(diǎn)；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2B點(diǎn)；模擬量：100～150B點(diǎn)。根據(jù)上面估算出的字節(jié)數(shù)及考慮25%左右的備用量，就可算出用戶(hù)程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的PLC內(nèi)存，本設(shè)計(jì)內(nèi)存容量占用字節(jié)數(shù)為：(7+25%×7)×20B+(6+25%×6)1×0B+102×B=280B。S7-200 PLCCPU224參數(shù)配置如下：程序存儲(chǔ)器：8KB；本機(jī)I/O：14入/10出；內(nèi)部寄存器256個(gè)；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：256/256。顯然能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要，其價(jià)格在千元左右。

(3) 工作電壓等級(jí)的選擇。電壓等級(jí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件與PLC之間的距離，較遠(yuǎn)選擇較高的電位，提高PLC系統(tǒng)的可靠性，以免信號(hào)衰減后造成誤差。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)選擇輸入信號(hào)DC24V，輸出采用AC220V。

(4)輸出電氣元件的選擇。為減少外界電壓電流的干擾，在選擇接觸器時(shí)，應(yīng)選擇RC阻容串聯(lián)并聯(lián)在線(xiàn)圈兩端，進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)，R取150Ω，C取0.001MF，400V。

2. 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟

(1) PLC程序功能分析。本設(shè)計(jì)以梯形圖為編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)5臺(tái)電動(dòng)機(jī)開(kāi)停機(jī)延時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)中央控開(kāi)室停機(jī)，粉磨系統(tǒng)故障時(shí)，PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)延時(shí)停機(jī)。

(2) I/O信號(hào)表如下：

3. 設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

設(shè)計(jì)中以PLC的選型過(guò)程及程序編制為主要內(nèi)容，故一、二次控制原理圖、變頻器接線(xiàn)圖、計(jì)量控制器接線(xiàn)圖均沒(méi)給出，會(huì)給大家理解帶來(lái)困難，請(qǐng)諒解。另外，由于時(shí)間緊和水平問(wèn)題，一定存在不少問(wèn)題，敬請(qǐng)專(zhuān)家斧正。

參考文獻(xiàn)：

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