一種基于三菱PLC的RDF自動生產線控制系統設計

張 震，翟滿喜，趙玉柱，吳振宇

（中科院生態環境研究中心鄂爾多斯固廢所，內蒙古鄂爾多斯 017000）

一種基于三菱PLC的RDF自動生產線控制系統設計

張 震，翟滿喜，趙玉柱，吳振宇

（中科院生態環境研究中心鄂爾多斯固廢所，內蒙古鄂爾多斯 017000）

垃圾衍生燃料（RDF，Refuse Derived Fuel）作為垃圾能利用領域的新方法，已朝著大規模工業應用的方向發展。提出了一種基于三菱PLC的RDF生產線控制系統，并進行了實際應用。該套系統主要由上位機監控及與PLC通訊、PLC集中控制等部分組成。通過實際生產證明，該自動控制系統設計合理，完全滿足了提出的控制要求，具有廣闊的應用前景。

RDF；自動生產線；控制系統

0 引言

生活垃圾的能源化作為環保與能源交叉領域的新興科學技術，已逐漸引起世界各國的重視，而焚燒是垃圾能源利用的最重要的手段之一。但由于垃圾直接焚燒存在二次污染、爐內腐蝕等問題，大大影響了垃圾能利用的成本。在此背景下，垃圾衍生燃料作為垃圾能利用領域的新的生長點應運而生，并朝著大規模工業應用的方向發展[1]。本文提出了一種以本單位獨立研發并申請專利技術的RDF自動生產線為平臺的RDF生產線控制系統，該系統具有集工控機遠程監控控制與現場控制為一體，多種故障急停模式等特點。本系統經過現場實際調試，完全滿足了RDF自動化生產線的控制要求，整條生產線獲得良好的經濟效益，具有廣闊的市場前景，值得應用推廣。

1 RDF自動生產線工藝流程

RDF自動生產線是本所專利技術產品，既可以與生活垃圾分選綜合處理生產線結合使用，也可以單獨作為獨立生產線使用。該生產線主要設備包括給料機、一次破碎機、二次破碎機、混料機、成型機及連接皮帶等。物料經給料機暫存后由給料機均勻給于一號皮帶上，一號皮帶將物料送入一次破碎機進行粗破碎，破碎后的物料由二號皮帶機送入二次破碎機，再次破碎后的物料進入混料機與粉煤等混合后由三號皮帶機送入成型機成型，成型后的物料落入中轉料斗。其工藝流程如圖1所示。

圖1 RDF自動生產線工藝流程

2 RDF自動生產線控制系統的設計

2.1 生產線控制要求

（1）由于該生產線使用電機較多，為了避免啟動對電源產生較大沖擊，各設備應沿生產線物料流向逆序逐臺啟動，每兩臺設備間應有啟動間隔。

（2）為了使停機時各設備及皮帶上沒有存料，停機時各設備應按沿生產線物料流向正序逐臺停止，每兩臺設備間設置停機間隔。

（3）故障急停按鈕設置。生產線在工作狀態隨時會遇到緊急情況，所以在每臺設備附近設置急停按鈕，沿各條皮帶設置拉繩急停按鈕，總控箱及工控機設置總急停按鈕。為最大限度避免皮帶及設備重載停車，要求各設備附近急停按鈕與皮帶拉繩急停按鈕只停止生產線物料流向中該設備位置以前的設備。

（4）運行方式。設置可以互相切換的多種運行方式，即自動方式、手動方式。在工廠中，生產線一般都是工作在自動方式，手動方式常用于設備調試與檢修。

（5）聯鎖和互鎖。生產線的各個部分相互關聯，因此在工作過程中程序控制需要在各種條件下進行聯鎖。而且，由于生產線機構能夠有幾種工作狀態，但是不能同時工作，因此需要互鎖，如自動模式和手動模式的選擇等。

（6）工控機監視。在上位工控機既可以實時察看各設備的工作情況，也可以遠程啟動或停止整條生產線。

2.2 硬件設計

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Con?troller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。但是，PLC在人機對話、故障判斷等方面有不方便、不直觀的特點。因而需要用工控計算機作為上位機來配合PLC組成優良的自動控制系統。本設計根據生產線所需要的I/O點數量和系統控制需要等因素選用三菱公司FX-3U-32MR型PLC作為控制系統核心，通過FX3U-232-BD RS232串行通信擴展板與上位工控機進行通信[2]。如圖2所示。

圖2 PLC主控柜安裝

2.3 上位工控機軟件設計

MCGS是北京昆侖通態的一款組態軟件，其在界面的友好性、內部功能的強大性、系統的可擴充性、用戶的使用性以及設計理念上在國內都均為一流[3]。本設計上位工控機通過MCGS軟件進行組態，實時將整條生產線工作狀態顯示于工控機，并實現上位工控機對整條生產線的遠程啟動、停止和急停。如圖3所示。

2.4 PLC程序設計

由于使用三菱FX系列PLC，編程軟件對應選用了GXworks2。GXwork2為三菱PLC編程軟件GX Developer的新版本替代編程軟件[4]。PLC程序實現的功能為：

（1）當RDF自動生產線主控制柜上手自選擇開關置于自動時，可以通過主控制柜上自動啟動/停止和上位工控機自動啟動/停止進行生產線的啟動/停止，控制柜上及上位機上手動啟停按鈕均為不可用；

RDF Automatic Production Line Control System Design Based on Mitsubishi PLC

ZHANG Zhen，ZHAI Man-xi，ZHAO Yu-zhu，WU Zhen-yu
（Ordos Research Institute of Solid Waste，Ecology Center of Chinese Academy of Science，Ordos 017000，China）

As the use of new approaches in the field of garbage power，Refuse Derived Fuel is toward to a large-scale industrial application development.This paper presents a RDF production line control system based on Mitsubishi PLC，which has been used in the demonstration engineering.The system mainly consists of PC monitoring and communication with PLC，PLC centralized control components.The production practice shows that the automatic controlsystem design is reasonable，fully meet the control requirements，and has broad application prospects.

RDF;automatic production line；control system

TP273

A

1009－9492(2014)08－0017－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.08.005

2014－02－20