称运控制系统

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  中图分类号: TH211 文献标识码: A
  
  随着化学合成品与人们的日常生活越来越密切,在化学合成产品的生产过程中称运系统的运用越显重要。在电子产品飞速发展的今天,由继电器控制的称运系统已经跟不上时代的步伐,取而代之的是可编程序控制器为核心,以继电器作为辅助设备的现代化自动控制系统。PLC在性能上比继电器控制逻辑优异,特别是可靠性高、通用性强、设计施工周期短、调试修改方便,而且体积小、功耗低、使用维护方便。但在很小的系统中使用时,价格要高于继电器系统。
  一、稱运系统
  (一) 基本结构:
  称运机大体可以分为五个部分:升降机、升降传送机、称传送机、称运机继电控制柜、升降机及升降传送机控制柜。
  (二)基本功能
  1、升降机
  其主要作用是将原料提升到称传送机的水平高度。它是一台集液压传动机构与电器控制传动于一体的升降系统,其主要是由一台液压油泵电动机、一个两位四通电磁阀、一个节流阀、两个接近开关及一个行程开关组成。
  2、升降传送机
  升降传送机是位于升降机的顶端与升降机连在一起的履带式水平传动系统,是升降机与传送机连接的中间过渡系统。升降传送机是由一台0.4千瓦电动机拖动的,是一个长1米、宽60公分的长方形传动平台。用于将货物转移到称传机上。
  3、称传送机
  称传送机位于升降机的右侧,在继电控制柜的正前方,靠近继电控制柜,便于人工操作控制称传送机移动货物。称传送机是由一台0.4千瓦电动机拖动的。主要作用是接收升降传送机输送来原料,等待称重员称量原料的重量,调整原料比例,准备将原料倒进搅拌器中。
  4、称运机控制继电柜
  称运机控制继电柜是这套设备的核心,在继电柜内是控制这套自动化设备的主要电器电路。它包括主电路、控制电路及辅助电路。下面逐一介绍:
  (1)主电路
  主电路是由三条支路组成,分别控制着三台作用不同的电动机。三台电动机分别控制升降传送机、称传送机、液压油泵电动机。在三条支路的每一条支路上都分别装有自动空气开关及热继电器,这样可以使整个主回路具有过流保护、短路保护、断相保护、欠电压保护,确保了电动机的正常运行,以免烧毁电动机。
  (2)控制回路
  控制回路主要是负责控制升降机、升降传送机、称传送机的启动、运行、停止。
  (3)辅助回路
  辅助电路包括门灯控制电路及称的控制面板的供电线路。在称运机控制继电柜的内部为了检查维修的方便特意在柜体的内部顶端安装了一支灯管。称的控制面板的供电线路的主要作用是为称的控制面板提供电能,使其得电运行。
  (4)称运系统继电控制柜面板的器件组成
  由五个指示灯、八个按钮、一个蜂鸣器组成。
  5、升降机及升降传送机控制柜
  它的主要功能是控制升降机及升降传送机的启动、运行、停止。控制柜的控制面板上装有六个按钮,它们分别是控制升降机上升和下降及升降传送机水平传动的。
  (三)工作原理
  1、升降机的工作原理
  当按下升降机上升的按钮时,液压油泵电动机开始工作,油槽内的油抽到油缸内增加油量,通过电磁阀控制升降机的上升和下降,油通过电磁阀的上升支路从进油口进入油缸依靠油的压力将升降机顶起。升降机上升和下降的速度通过调整节流阀来控制,但只能在设备停机以后调节,调整好后设备以这个调整好速度匀速运行。当升降机上升到一定位置后,上升限位接近开关起作用,使升降机在规定的高度停止,为方便货物转移到称传送机上进行称重,升降机顶端的升降传送机必须与称传送机在一条水平线上。
  下降的时候,电磁阀中的电磁线圈得电将电磁阀打到泄油支路,然后升降机依靠自身的重力和电磁阀将油缸中的油排出,油经过油缸的出油口和电磁阀的排油支路流回到槽内,升降机也随之下降,升降机整个运行过程完毕。
  2、升降传送机的工作原理
  由可编程序控制器来控制升降传送机的拖动电机,当按下升降传送机运行的按钮时,电动机带动升降机平台内的滚轴转动,滚轴带动履带将原料传送到称传送机上,然后按下停止按钮升降传送机停止运行。
  3、称传送机的工作原理
  由可编程序控制器来控制称传送的拖动电机,当按下升降传送机的按钮时,电动机带动升降机平台内的滚轴转动,滚轴带动履带将原料在称传送机的平台上移动,同时称重员也可称重。
  二、 系统主要硬件
  系统的主要硬件包括:接触器、热继电器、自动空气断路器、电动机、滤波器、开关电源、继电器。
  三、系统的软件
  (一)PLC的结构
  从结构上分,PLC分为固定式和组合式两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等。组合式PLC包括CPU模块、I/O模快内存、电源模块、底板或机架等。
  1、CPU
  CPU是PLC的核心,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
  CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成。
  2、I/O模块
  PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。
  3、 电源模块
  PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。电源输入类型有:交流电源,直流电源。
  4、 底板或机架
  大多数组合式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块;机械上实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
  5、 PLC 其它设备
  PLC的其他设备还包括编程设备、人机界面机输入输出设备。
  (二)系统方案及控制流程
  整个系统运行分为自动模式和手动模式两种。
  首先拨动钥匙开关给控制电路通电,24V的控制电路得电,指示灯发光;按下启动按钮,继电器线圈吸合,常开触头闭合,继电器线圈得电,其常开触头闭合自锁,并使220V控制回路得电,同时它们的常闭触头断开,指示灯熄灭。
  手动模式:
  (1)将拨动开关拨到手动位置后,按下升降机上升按钮,升降机开始上升,当上升到高位时接近开关闭合,升降机停止上升。
  (2)按下升降传送机按钮和称传送机按钮,升降传送机和称传送机同时运行,将货物从升降传送机上转移到称传送机上。
  (3)当货物全部转移到称传送机上以后,这时原料在称传送机上,称重员可以对原料进行称重,按下升降机下降按钮升降机开始下降,下降到低位后,接近开关闭合升降机停止运行。
  最后将货物倒进搅拌机里进行搅拌,有时原料距离搅拌机较远,就需要按下称传送机运行按钮,称传送机就会将原料向靠近搅拌机的方向传送,当到达搅拌机附近时,按下称传送机停止按钮,称传送机停止运行。
  自动模式:
  (1)当拨动开关扳到自动运行时,按下升降机上升按钮,升降机开始上升,当上升到高位时接近开关感应到升降机的存在,接近开关的常开按钮闭合,升降机停止上升运行。
  (2)在按下升降传送机按钮后,升降传送机与称传送机同时运行,两台电动机在同一水平面上按同一方向转动,将升降传送机上的原料转移到称传送机上,运行10秒后升降传送机与称传送机同时停止,在此传送过程中如需调整原料在称传送机上的位置可按下称传送机运行按钮,此时称重员可以对原料进行称重。
  (3)再按下升降机下降按钮,升降机开始下降,下降到低位时,接近开关感应到升降机的存在,常开按钮闭合,使升降机的断电停止转动,升降机停止下降,原料传送的自动运行过程完成。
  最后将货物倒进搅拌机里进行搅拌,有时原料距离搅拌机较远,就需要按下称传送机运行按钮,称传送机就会将原料向靠近搅拌机的方向传送,当到达搅拌机附近时,按下称传送机停止按钮,称传送机停止运行。
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