基于PLC控制清洗機(jī)加熱系統(tǒng)改造

謝邦榆，吳柳寧

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州 545005）

基于PLC控制清洗機(jī)加熱系統(tǒng)改造

謝邦榆，吳柳寧

（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州 545005）

發(fā)動機(jī)缸體最終清洗機(jī)的蒸汽加熱系統(tǒng)改進(jìn)。給出電加熱系統(tǒng)技術(shù)方案，程序設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)和實(shí)施效果。

清洗機(jī)；加熱系統(tǒng)；清潔度

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.52

1 問題

柳州汽車有限公司的發(fā)動機(jī)缸體線最終清洗機(jī)于2005年投入生產(chǎn)，使用超過10 a，清洗液加熱方式為蒸汽加熱。現(xiàn)在因?yàn)樯a(chǎn)車間無蒸汽供應(yīng)，導(dǎo)致清洗機(jī)無法加熱清洗液，清洗液溫度為常溫，而液溫過低會降低清洗機(jī)清洗能力，導(dǎo)致缸體清洗效果降低，偶爾有缸體清潔度超標(biāo)情況發(fā)生。因?yàn)樵撛O(shè)備為發(fā)動機(jī)缸體的最終清洗機(jī)，所以必須對其進(jìn)行改造，以保證成品缸體的清潔度和外觀合格。

2 加熱系統(tǒng)

2.1 技術(shù)方案

經(jīng)論證后，確定技術(shù)方案：①拆除原蒸汽加熱系統(tǒng)，改為加熱棒電加熱方式；②加熱時(shí)間滿足1 h內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度的要求；③能設(shè)定加熱數(shù)值30～50℃可調(diào)，具備到達(dá)溫度后自動斷開功能；④加熱系統(tǒng)具有溫度檢測、液位檢測、自動斷開功能。

控制流程如圖1所示，硬件配置見表1。

圖1 控制流程圖

表1 硬件配置表

2.2 改造實(shí)施

人機(jī)界面和PLC系統(tǒng)采用西門子12英寸KP1200系列按鍵式屏幕，如圖2所示，可進(jìn)行溫度設(shè)定和顯示，可顯示加熱狀態(tài)、系統(tǒng)故障、水箱實(shí)際溫度等，還有手動操作加熱功能等。PLC的CPU采用原設(shè)備自帶S7-300系列PLC控制，硬件主要增加模擬量輸入模塊和數(shù)字量輸入輸出模塊SM321，SM322進(jìn)行控制：模擬量模塊采集液位和液溫傳感器傳送的信號，根據(jù)信號值控制加熱系統(tǒng)通斷；數(shù)字量輸入輸出模塊采集加熱系統(tǒng)過載、過流、通斷控制信號。

圖2 人機(jī)界面和PLC系統(tǒng)屏幕

2.2.1 程序設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)時(shí)需注意5個(gè)事項(xiàng)：①電氣操作箱界面有旋鈕選擇開關(guān)，在界面有功能開啟功能，兩者需同時(shí)開啟才能啟動加熱系統(tǒng)，防止誤操作開啟加熱系統(tǒng)；②系統(tǒng)開啟后在界面和操作箱面板上有顯示狀態(tài)的信號燈，并顯示水溫和設(shè)置水溫，水溫有最高和最低值顯示；③程序?qū)?shí)時(shí)采集的溫度進(jìn)行對比，到達(dá)設(shè)定溫度后控制加熱系統(tǒng)自動斷開；④水箱液面溫度過低時(shí)，程序能可自動斷開加熱功能；⑤在滿足使用功能前提下，程序設(shè)計(jì)應(yīng)保證安全使用設(shè)備。

2.2.2 程序設(shè)計(jì)加熱方式

以電加熱管的方式加熱清洗劑：①清洗劑有腐蝕性，采用不銹鋼材料的電加熱管；②由于加熱管發(fā)熱量較大，接頭采用全銅接頭，每根加熱管分3組加熱棒，接頭絕緣良好，帶防護(hù)，杜絕安全隱患；③加熱管安裝方式選擇頂部安裝可方便更換，如采用水箱側(cè)面安裝需排空水箱，不方便維護(hù)；④因水箱上部無水，為防止上部加熱管干燒，加熱管采用只有底部有加熱功能的L形加熱管（該管需根據(jù)水箱高度定做）；⑤根據(jù)水箱容積3300 L和加熱時(shí)間為1 h內(nèi)達(dá)到40℃，加熱管功率為100 kW，采用10根加熱管，每根10 kW，每組5根、分兩組加熱；⑥電氣控制系統(tǒng)采用施耐德空開、接觸器等原件控制。

2.2.3 液位檢測功能

采用IFM品牌LK7023液位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控液位高度，可實(shí)時(shí)顯示液位高度，具有水位低位、水位下限、水位高位、水位上限的警示功能，并有PLC程序根據(jù)液位高度進(jìn)行控制加熱系統(tǒng)。溫度檢測則采用上海徠賽的熱電偶檢測并輸送給PLC模擬量輸入模塊處理（PLC模擬量模塊與原系統(tǒng)PLC程序兼容）,當(dāng)液位低于加熱棒加熱高度時(shí)，禁止加熱或斷開加熱功能可起到安全防護(hù)作用。

3 改造效果

經(jīng)過改造，設(shè)備可在1 h內(nèi)加熱溫度達(dá)到40℃，實(shí)時(shí)顯示液箱溫度和液位高度，并能自動斷開控制。抽查缸體清潔度合格，表面無油痕，達(dá)到工藝要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

TM921.51

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〔編輯 吳建卿〕