論P(yáng)LC 在節(jié)能環(huán)保建材加氣混凝土砌塊生產(chǎn)控制中的應(yīng)用

韓哲 李計(jì)德

（1山東英才學(xué)院 山東濟(jì)南 250104 2山東博碩電子有限公司 山東濟(jì)南 250101）

加氣混凝土砌塊作為新型節(jié)能環(huán)保建筑材料具有質(zhì)輕、隔音、保溫、抗?jié)B、抗震、經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此近年來得到了廣泛應(yīng)用。它是以硅質(zhì)材料加水磨成的料漿和鈣質(zhì)材料，經(jīng)摻加發(fā)泡劑后，通過配料、攪拌、澆注、靜養(yǎng)、切割、蒸壓、養(yǎng)護(hù)等工藝過程制成的輕質(zhì)多孔硅酸鹽制品，是一種替代傳統(tǒng)實(shí)心粘土磚理想的墻體材料。加氣混凝土生產(chǎn)原料豐富，特別是使用粉煤灰為原料后，既能綜合利用工業(yè)廢渣、治理環(huán)境污染、不破壞耕地，又能創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，多年來受到國家墻改、稅收和環(huán)保政策的大力支持，具有廣闊的市場發(fā)展前景。然而，傳統(tǒng)的制備工藝過程往往采用現(xiàn)場手動電磁控制，不僅操作人員多、強(qiáng)度大，而且效率低、原料配比難以精確掌握，容易導(dǎo)致廢次品的發(fā)生。為此，我們采用西門子SIMATICS7-300中型PLC作為中央控制單元，其模塊化結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布式配置，且電磁兼容性強(qiáng)，抗震動沖擊性好，與西門子ET200M通訊模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊等共同組成過程控制系統(tǒng)，構(gòu)成了一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。而且通過組態(tài)，使各種現(xiàn)場參數(shù)或變量均可在遠(yuǎn)程PC機(jī)上進(jìn)行修改、調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)了全部自動化控制過程。這必將利于節(jié)能環(huán)保墻體材料的進(jìn)一步推廣，為節(jié)能環(huán)保型社會建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1 原料預(yù)處理控制系統(tǒng)

原料預(yù)處理指的是粉煤灰和石灰的處理。在濕磨機(jī)旁加入分控制箱，控制分為“遠(yuǎn)程”和“就地”。當(dāng)切換到遠(yuǎn)程時(shí)，PLC檢測到遠(yuǎn)程信號，并且檢測到其它信號，例如“備妥”。在上位機(jī)上可以直接啟動濕磨機(jī)，或者在控制箱內(nèi)直接加入數(shù)字量輸入輸出模塊，處理更多的信號。然后通過UT200和DP通訊線和西門子S7-300直接通訊，既方便快捷，又減少了電纜線的長度。可以用同樣的方法處理粉磨機(jī)控制系統(tǒng)。S7-300與現(xiàn)場通訊如圖1所示。

圖1 西門子S7-300 與現(xiàn)場模塊通訊

1.2 配料控制系統(tǒng)

配料控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。配料過程就把料漿、水泥、石灰、鋁粉按照給定的配比進(jìn)行混合。每個(gè)原料庫下都有配料螺旋，配料螺旋對應(yīng)稱量斗，稱量斗裝有稱重傳感器，將重量值轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)變送器變?yōu)镻LC可處理信號。一次配料過程為：PLC接受上位機(jī)下達(dá)配料開始命令，輸出各點(diǎn)驅(qū)動中間繼電器，通過其常開或常閉觸點(diǎn)控制交流接觸器的吸合/斷開，或直接控制各種外部閥門，從而啟動各個(gè)庫下的螺旋機(jī)或閥門進(jìn)行配料。隨著落入稱量斗中的物料的不斷增多，PLC模擬量輸入端的電流信號亦不斷升高。PLC內(nèi)部通過FC105功能塊，將模擬量轉(zhuǎn)換成工程計(jì)算需要的實(shí)數(shù)，然后通過CMP指令與設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)完成值加上落差值≥設(shè)定值時(shí)，則此盤配料完畢，關(guān)閉對應(yīng)的螺旋機(jī)或閘門。卸料時(shí)，首先卸掉料漿，之后，澆注攪拌機(jī)內(nèi)的溫度通過熱電阻PT轉(zhuǎn)換為電信號，后經(jīng)溫度變送器轉(zhuǎn)換為4~20mA電流，若此設(shè)定值≤測量值，則開始卸石灰和水泥。石灰遇水放熱，使攪拌機(jī)內(nèi)溫度值上升。PLC再進(jìn)行比較，若達(dá)到可加鋁粉溫度，則PLC內(nèi)置位輸出點(diǎn)，蜂鳴器報(bào)警，現(xiàn)場可加鋁粉。當(dāng)各稱重斗卸料完畢，為自動進(jìn)行下次配料，則生產(chǎn)盤次自動加1后與設(shè)定值進(jìn)行比較，若＜設(shè)定值，則繼續(xù)配料，重復(fù)該過程。

1.3 擺渡車控制系統(tǒng)

擺渡車由軌道推進(jìn)電機(jī)、停止報(bào)閘機(jī)構(gòu)，及進(jìn)模柜車和出模柜車的摩擦輪組成。為便于定位，擺渡車兩端需安裝光電感應(yīng)開關(guān)。當(dāng)澆注完成后，延時(shí)2s，啟動軌道推進(jìn)電機(jī)，在擺渡車電器箱中，加入變頻器，當(dāng)要到選定位時(shí)，則選高速啟動擺渡車，啟動n秒后，低速運(yùn)行，位置定位更加準(zhǔn)確。

2 上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

上位機(jī)操作系統(tǒng)由PC機(jī)來完成，用西門子公司的WINCC在PC機(jī)上組態(tài)，組態(tài)各種變量以及系統(tǒng)畫面。組態(tài)后主要配料畫面如圖2所示。

圖2 加氣混凝土配料監(jiān)控畫面

3 結(jié)語

加氣混凝土砌塊作為新型節(jié)能環(huán)保墻體材料市場前景廣闊。本文討論了基于西門子SIMATICS7-300中型PLC的加氣混凝土砌塊生產(chǎn)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)充分發(fā)揮了S7-300PLC配置靈活、控制可靠、編程方便及可現(xiàn)場調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，通過與西門子ET200M通訊模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊等共同組成過程控制系統(tǒng)，構(gòu)成了一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。通過在生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行，不但降低了人力成本、勞動強(qiáng)度，而且系統(tǒng)響應(yīng)速度快、控制精確，完全滿足了生產(chǎn)工藝的各項(xiàng)指標(biāo)要求，提高了加氣混凝土砌塊這種節(jié)能環(huán)保建材的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，具有很好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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