PLC在生碎通風系統中的應用

王懷宇 羅洪雙

(中鋼集團吉林炭素股份有限公司,吉林 132021)

PLC在生碎通風系統中的應用

王懷宇 羅洪雙

(中鋼集團吉林炭素股份有限公司,吉林 132021)

壓型分廠成型三車間是我公司上個世紀九十年代投資建廠的。經長期使用,設備性能有所下降。原生碎除塵系統采用的是回轉反吹袋式除塵器,這種除塵系統在實際使用過程中存在以下問題：生碎粉子經常積附在布袋上,排不到灰斗中,使其除塵效果不佳,有時還出現堵料情況,現場環境變的十分惡劣,盡而影響員工的身心健康和勞動積極性。本文通過運用PLC控制原理對回轉反吹袋式除塵器進行改造,以實現提高除塵效率,減少堵料,改善現場環境的目的。

PLC 電磁閥

1 生碎通風系統改造的工藝過程

工程技術人員通過查閱大量的技術文件,最終確定把回轉反吹袋式除塵器改為脈沖噴吹袋式除塵器,并由可編程控制器(PLC)對清灰控制系統按設定程序進行工作。工作時電磁脈沖閥瞬間得電,打開電磁脈沖閥噴吹口,壓縮空氣噴吹入濾袋,使濾袋瞬間急劇膨脹。由于反向脈沖氣流的沖擊作用很快消失,濾袋又急劇收縮,這樣產生的震蕩效果將貼附在濾袋過濾面上的大部分粉塵剝離下來,落入灰斗中,再由重錘翻板閥排出。另一小部分再次被布袋吸附,并參與下一次除塵過程。改造后,運行效果顯著,解決了以上問題。

2 PLC的優點

2.1 功能強,性能價格比高

一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件(如計時器,計數器,繼電器等),有很強的功能,可以實現非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比,具有很高的性能價格比。

2.2 硬件配套齊全,用戶使用方便,適應性強

可編程序控制器產品已經標準化,系列化,模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進行系統配置,組成不同的功能、不同規模的系統。可編程序控制器的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強的帶負載能力,可以直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器。

2.3 可靠性高,抗干擾能力強

傳統的繼電器控制系統中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良,容易出現故障,PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件,接線可減少互繼電器控制系統的1/10--1/100,因觸點接觸不良造成的故障大為減少。

PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施,具有很強的抗干擾能力,平均無故障時間達到數萬小時以上,可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場,PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業控制設備之一。

2.4 系統的設計、安裝、調試工作量少

圖1

PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件,使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。

PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計方法。這種編程方法很有規律,很容易掌握。對于復雜的控制系統,梯形圖的設計時間比設計繼電器系統電路圖的時間要少得多。

PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試,輸入信號用小開關來模擬,通過PLC上的發光二極管可觀察輸出信號的狀態。完成了系統的安裝和接線后,在現場的統調過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決,系統的調試時間比繼電器系統少得多。

2.5 編程方法簡單

梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言,其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似,梯形圖語言形象直觀,易學易懂,熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言,并用來編制用戶程序。

梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言,可編程序控制器在執行梯形圖的程序時,用解釋程序將它“翻譯”成匯編語言后再去執行。

2.6 維修工作量少,維修方便

PLC的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時,可以根據PLC上的發光二極管或編程器提供的實時梯形圖的狀態迅速的查明故障的原因,用修改程序或更換模塊的方法可以迅速地排除故障。

2.7 體積小,能耗低

對于復雜的控制系統,使用PLC后,可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器,小型PLC的體積相當于幾個繼電器大小,因此可將開關柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。PLC的配線比繼電器控制系統的配線要少得多,故可以省下大量的配線和附件,減少大量的安裝接線工時,可以減少大量費用。

3 PLC軟硬件設計及應用

3.1 PLC的硬件設計

本系統主要由穩壓電源、24V電源、PLC、脈沖閥及中間繼電器等電氣元件組成。其工作過程是通過PLC來控制中間繼電器,使14個脈沖閥按工藝要求依次工作,從而實現對生碎除塵器的脈沖噴吹過程的控制。再通過巧妙的構思,合理的布局來設計PLC外部接線圖及電磁閥回路圖。

3.2 生碎除塵系統的控制過程

生碎除塵器清灰控制由PLC控制,它分為自動控制和手動循環控制兩種控制方式。自動控制：風機啟動后系統啟動,十四個脈沖閥分為兩組,按設定時間進行循環噴吹清灰。風機停止一個小時后,系統停止。手動循環控制：按設定時間進行控制,循環噴吹清灰,連續運行。在停止位置時,不工作。

3.3 PLC的軟件設計

本系統選用OMRON系列的CPM1AH-40CDR,由于工藝要求要經常用到比較指令(CMP)、傳送指令(MOV)、計數指令(CNT)、計時指令(TIM)(如圖1)。

4 結語

生碎除塵系統的電氣改造,通過程序編譯、下載至PLC,進行系統的預調試,設備空載聯動調試后進行帶料運行,試車一切正常。經過這次電氣改造,減少了對計數器、中間繼電器、時間繼電器、導線、端子等的材料備件的使用。進而減輕了相關電氣人員的安裝、調試的勞動強度。在系統運行過程中,設備的故障率大幅度降低,設備檢修時排除故障的速度明顯加快,設備維護量明顯減少。

[1]蔣文忠.炭素機械設備[M].冶金工業出版社,2010年7月.

[2]高等職業教育規劃教材.電氣與PLC綜合控制技術[M].蘇州大學出版社,2008年7月.

[3]徐榮華.可編程序控制器PLC應用技術[M].電子工業出版社,2012年1月.