基于編碼器和PLC的料位計研究及應用

　　 摘要：研究了一種重錘式料位計，概述了該系統的功能及特點，提出了基于絕對值編碼器位移檢測技術的設計方案，采用PLC控制器和DP總線技術，實現了對料位計的實時監控，可以準確測量料面高度，提高了其控制的可靠性和靈活性。經過實際應用，性能可靠、效果良好。
　　關鍵詞：料位計位移檢測編碼器自動控制
　　中圖分類號: TP273文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)06(b)-0000-00
　　
　　0 引言
　　石灰窯料位高度是石灰生產工藝的一個重要參數，在生產過程中，原燃料的投入時間、投入量、燒成白灰的出灰時間、出灰量，爐內燃燒帶偏高、偏低的調整，都是根據窯內料位高度這個數據來進行的。因此，窯內料位的準確測量對工藝操作的穩定非常重要。傳統的料位測量采用手動探尺，不但費時費力，且很難滿足日益嚴格的工藝要求。新型的超聲波料位計或激光料位計，運行成本高。
　　重錘料位計是集機電一體化設計、自動化程度高的儀器，是石灰窯料位測量的首選。其工作原理：當傳感器接到探測命令時，電機正轉，經蝸輪、蝸桿減速后帶動齒輪軸和繞線筒轉動，使鋼絲繩下放，帶動重錘由窯頂下降。當重錘降至料面時被料面托起而失重，鋼絲繩松弛，靈敏杠桿動作使微動開關接觸，控制顯示器得到該信號立即發出電機反轉命令，重錘上升返回，直到繞線筒碰上到頂開關，電機停轉，重錘回到窯頂原始位置，完成一次探測過程。在此過程中，控制顯示儀表通過檢測繞線筒的轉數計算出重錘從窯底到料面間的距離，在面板上進行數字顯示，并在后面板端子上輸出4~20mA電流信號。控制顯示器采用了16位單片機，由程序控制傳感器的整個探測過程的動作并檢測其信號，進行計算。
　　這種料位計存在以下問題：1）單片機控制器對工業現場的抗干擾能力比較差；2）到位信號不穩定、極易造成上過卷。本文采用PLC作為控制器，用絕對值編碼器檢測重錘位移，不僅有效解決了上述問題，而且帶DP口的PLC與上位機組成總線通訊，實現了數據共享和遠程監控。
　　
　　1 系統功能及特點
　　料位計由電液推桿、行程開關、定滑輪、動滑輪、滑桿、滑套、卷筒、鋼絲繩、探尺桿、絕對值編碼器等組成。系統結構示意如圖1所示。各部分作用如下
　　（1）電液推桿。它的作用就是機械探尺的動力部分。電液推桿運行平穩、沖擊小，它能減少振動沖擊對機構的影響。
　?。?）行程開關?？刂齐娨和茥U的行程。確保在電液推桿行程內，探尺能達到設定的料位。
　　（3）張緊機構。由定滑輪、動滑輪、滑桿、滑套等組成。確保電液推桿與卷筒間鋼絲繩張緊不錯亂。
　　（4）探尺桿。相當于重錘，它從窯頂的探尺孔進入，一端在窯外，另一端在窯內。由于窯頂煙氣溫度達500度，探尺采用了