雙料罐吹料控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

摘 要：雙料罐吹料裝置，在轉(zhuǎn)換料罐時容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)換閥卡死、管道堵塞問題，通過增加料位控制功能、風(fēng)機(jī)延時控制功能及轉(zhuǎn)換閥切換聯(lián)鎖功能，消除堵塞現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：雙料罐 管道堵塞 料位控制 風(fēng)機(jī)延時控制 切換聯(lián)鎖

中圖分類號： TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

吹料裝置具有占地少、效率高、易操作等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于塑料包裝、橡膠、水泥、食品、釀酒、飼料、添加劑等化工制造行業(yè)。吹料裝置最常見問題是卡料，管道堵塞，由于吹料管道高空架設(shè)或者地坑鋪設(shè)，檢修困難，檢修時間長。某塑料包裝廠在引進(jìn)一條BOPP薄膜生產(chǎn)線時，自行設(shè)計一套雙料罐吹料裝置，用于輔助原料、添加劑的輸送。在設(shè)計該裝置時，關(guān)鍵有三點，一是料位控制，防止料滿堵塞管道；二是轉(zhuǎn)換閥切換聯(lián)鎖，只有轉(zhuǎn)換閥切換到位后才能啟動吹料程序；三是風(fēng)機(jī)延時控制，確保輸送管道在吹料前及完成吹料后保持通暢，無余料堆積。

1 雙料罐吹料裝置的組成結(jié)構(gòu)

雙料罐吹料裝置主要由振動篩、鼓風(fēng)機(jī)、撥料閥、不銹鋼管道、換向閥及兩個不銹鋼儲料罐組成，示意圖見圖一所示。

振動篩是人工落料工作平臺，兩層篩網(wǎng)，將大顆粒原料、體積較大雜物擋在第一層篩網(wǎng)，第二層篩網(wǎng)將小顆粒原料、粉塵過濾，確保顆粒均勻的原料進(jìn)入下一道工序。振動篩由一臺1450RPM、4.0KW、380Vac三相交流異步電動機(jī)驅(qū)動，選擇一臺功率為5.5KW的臺達(dá)VDF變頻器控制振動篩電動機(jī)，通過調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率來改變振動篩的振動頻率，達(dá)到調(diào)節(jié)落料速度的目的。

鼓風(fēng)機(jī)選用離心式鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為5890ppi，風(fēng)量為300m3/m，由一臺7.5KW、1450 RPM、380Vac三相交流異步電動機(jī)驅(qū)動。顆粒在管道的輸送不是單純靠風(fēng)壓的大小，不是靠風(fēng)壓來推動顆粒原料前進(jìn)，而是主要靠風(fēng)量的大小，風(fēng)量大，在管道形成的氣流也大，根據(jù)貫流作用原理，氣流帶動顆粒運(yùn)動，達(dá)到輸送的目的。

撥料閥由一臺0.75KW、1450 RPM、380Vac三相交流異步電動機(jī)驅(qū)動。撥料閥的作用主要是隔斷和定量加料，撥料閥停止轉(zhuǎn)動時，料斗里的原料不能進(jìn)入輸送管道，撥料閥轉(zhuǎn)動時，原料才能進(jìn)入輸送管道。其周期性地將落料斗里的顆粒原料按一定量往輸送管道里加料，避免原料在管道堆積，堵塞管道。

不銹鋼管道選用管徑DN80，儲料罐直徑2.5M、高4.5M。換向閥選用DN80的不銹鋼氣動三通換向閥，殼體和主要零件均采用緊密鑄造，構(gòu)造堅固、強(qiáng)度高、不易變形。

2 雙料罐吹料控制系統(tǒng)的程序設(shè)計

一、在設(shè)計本控制系統(tǒng)時，要注意三個方面。

第一點是料罐料位控制。每個料罐有兩個料位開關(guān)（EC3025PPAPL），在距料罐底部500mm高處設(shè)置低料位開關(guān)，當(dāng)料位低于該料位開關(guān)時，感應(yīng)開關(guān)輸出信號，產(chǎn)生低料位報警，提示該料罐低料位；在距料罐頂部500mm高處設(shè)置高料位開關(guān)，當(dāng)料位達(dá)到該料位開關(guān)時，感應(yīng)開關(guān)輸出信號，產(chǎn)生高料位報警，提示該料罐已滿料，自動停止撥料閥驅(qū)動電動機(jī)，停止送料。當(dāng)有高料位報警時，吹料系統(tǒng)不能啟動。

第二點是轉(zhuǎn)換閥切換聯(lián)鎖功能。兩個料罐分為1#料罐與2#料罐，由一個氣動三通閥控制，選擇1#料罐或者2#料罐進(jìn)行吹料，在氣動三通閥的兩個工作位置，均安裝有一個位置感應(yīng)開關(guān)（XC1、XC2），氣動三通閥切換到位后，位置感應(yīng)開關(guān)輸出信號，吹料控制系統(tǒng)可以氣動。當(dāng)位置感應(yīng)開關(guān)沒有感應(yīng)信號時，說明氣動三通閥切換不到位（比如正在切換，或者有粒料卡住），為防止管道堵塞，則吹料系統(tǒng)不能啟動。

第三點是風(fēng)機(jī)延時控制。在上述料位控制及換向閥切換條件都滿足時，可以啟動送料系統(tǒng)，根據(jù)程序控制，鼓風(fēng)機(jī)首先啟動，對管道進(jìn)行吹掃，將管道里的余料吹走，避免堵料。鼓風(fēng)機(jī)吹掃45秒鐘（時間可調(diào)整）后，撥料閥啟動，振動篩啟動，操作人員開始落料，吹料控制系統(tǒng)開始投入運(yùn)行。當(dāng)料罐高料位開關(guān)發(fā)出感應(yīng)信號，或者操作人員按下停止吹料按鈕后，振動篩立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，撥料閥立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，鼓風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼續(xù)將管道里的粒料吹走，延時45秒鐘（時間可調(diào)整）后，鼓風(fēng)機(jī)停止，吹料控制系統(tǒng)停止工作。

二、程序設(shè)計，根據(jù)上述三個控制要點，梯形圖程序設(shè)計如下。

3 雙料罐吹料控制系統(tǒng)的操作與日常維護(hù)

一、啟動操作。

合上各電源開關(guān)（NFB、NFB1、NFB2、NFB3、KG），檢查電源指示燈（L1）亮，通過選擇開關(guān)（KS），選擇需要吹料的料罐，檢查對應(yīng)的料罐指示燈（L2、L3）的狀態(tài)，指示燈亮，表示轉(zhuǎn)換到位，檢查對應(yīng)料罐高料位指示燈狀態(tài)，燈滅表示可以吹料。按下啟動按鈕（QD1），吹料風(fēng)機(jī)啟動，延時45秒鐘后按下啟動按鈕（QD2），啟動撥料閥，按下啟動按鈕（QD3），啟動振篩，開始吹料工作。通過調(diào)整振篩變頻器旋鈕，調(diào)整振篩振動速度，來調(diào)整吹料速度。

二、停止操作

按下停止按鈕（TZ3），停止振篩，再按下（TZ1），根據(jù)聯(lián)鎖條件，撥料閥立即停止轉(zhuǎn)動，停止撥料，延時45秒鐘后，吹料風(fēng)機(jī)自動停止。關(guān)閉上述各電源開關(guān)。

另一種情況，是料罐滿料時，高料位開關(guān)報警，高料位聯(lián)鎖繼電器（K8）閉合，則振篩啟動電路及撥料閥啟動電路斷開，延時45秒鐘后吹料風(fēng)機(jī)啟動電路斷開，停止吹料工作，關(guān)閉各電源開關(guān)。

三、日常維護(hù)

本文料罐吹料控制系統(tǒng)維護(hù)內(nèi)容簡單，便于維護(hù)。吹料風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口需安裝過濾網(wǎng)，以提高空氣質(zhì)量，過濾網(wǎng)需定期更換；吹料風(fēng)機(jī)齒輪箱油位檢查，必要時加油或者更換；定期檢查三通換向閥工作情況，位置檢測行程開關(guān)動作是否正常；檢查高料位開關(guān)工作是否正常，特別是高料位開關(guān)，若性能異常，容易導(dǎo)致管道堵塞；定期檢查振篩變頻器冷卻風(fēng)扇是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，以免變頻器損壞。定期檢查吹料風(fēng)機(jī)、振篩電動機(jī)皮帶，若有磨損開裂，更換之。做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定，故障少。

參考文獻(xiàn)

[1]張華龍.圖解PLC與電氣控制入門[M].北京：人民郵電出版社，2008（9）.

[2]金續(xù)曾.實用電氣控制線路圖冊[M].北京：中國電力出版社.1999（9）.

[3]王建華.電氣工程師手冊（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006（10）.