可編程控制器在骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)中的應(yīng)用

王　毅　劉　星

摘要：三峽工程右岸高程84m混凝土拌和系統(tǒng)骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)采用了PLC控制技術(shù)，主機(jī)選用OMRONC200α。系列，CPU采用C200HG—CPU63，上位機(jī)采用研華工控機(jī)，通過計(jì)算機(jī)與PLC之間的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的操作。PLC系統(tǒng)控制加上位機(jī)管理取代了原有的繼電器回路控制，系統(tǒng)的安全性、可靠性得到了較大提高，通過上位機(jī)還可與84系統(tǒng)中的其他分系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化網(wǎng)絡(luò)管理，提高系統(tǒng)運(yùn)行的自動化程度。通過實(shí)踐證明，系統(tǒng)生產(chǎn)取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；骨料加工；應(yīng)用；三峽工程

三峽工程右岸高程84m混凝土拌和系統(tǒng)(以下簡稱84系統(tǒng))由拌和樓、骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)、膠凝材料儲運(yùn)系統(tǒng)、空壓站、給排水系統(tǒng)、供配電和控制系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、汽車識別系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)等部分組成。骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)主要為拌和樓提供合格的、不同級配的粗骨料和砂。為確保84系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，我們在骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)中采用了PLC控制技術(shù)，具有故障率低、可靠性高、維護(hù)方便等特點(diǎn)，取得了良好的效果。

1 控制系統(tǒng)的組成

由于84系統(tǒng)是在原左岸高程82m混凝土拌和系統(tǒng)的基礎(chǔ)上搬遷改造而新建的，故84系統(tǒng)的PLC主機(jī)依然采用 OMRON主機(jī)。由于系統(tǒng)中受控設(shè)備較多，系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)約 900多點(diǎn)，為配合使用原PLC控制系統(tǒng)的部分I/O模塊，主機(jī)與I/O模塊本著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的原則進(jìn)行選型。主機(jī)選用OMRON C200a系列，CPU采用C200HG—CPU63，該機(jī)型最多可使用三個擴(kuò)展機(jī)架，最高1/O點(diǎn)可達(dá)1184點(diǎn)，足以滿足該系統(tǒng)的控制要求及備用富余；C200HG—CPU63自身帶有RS232接口，在PLC與上位機(jī)的連接時無需再進(jìn)行端口配置就足已滿足系統(tǒng)間的通訊要求。

上位機(jī)采用研華工控機(jī)，通過計(jì)算機(jī)與PLC之間的數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的操作。上位機(jī)操作系統(tǒng)選用WIN—DOWS2000，控制軟件采用SYNALL2000工控軟件進(jìn)行開發(fā)。通過鼠標(biāo)即可對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行手動、自動操作，并根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求建立運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)的建立可實(shí)現(xiàn)報表功能，方便生產(chǎn)管理人員在生產(chǎn)過程中對系統(tǒng)的管理及維護(hù)，提高了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見圖1。

2 系統(tǒng)控制原理

在84系統(tǒng)骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)中主要被控對象為膠帶機(jī)、篩分機(jī)、洗砂機(jī)、水處理水泵、閥門、給料機(jī)及氣動弧門。根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程，系統(tǒng)可分為骨料受料、砂受料、I組骨料分料、Ⅱ組骨料分料、1#拌和樓上料、2#拌和樓上料、砂罐送砂、一、二次風(fēng)冷等8個子系統(tǒng)。系統(tǒng)控制采用邏輯順序控制，遵循逆料流啟動，順料流停機(jī)的原則。停機(jī)延時時間根據(jù)膠帶的運(yùn)行速度和膠帶機(jī)長度計(jì)算確定，確保正常停機(jī)后膠帶機(jī)上不堆積物料，避免重車啟動，確保膠帶機(jī)安全運(yùn)行。

系統(tǒng)中的輸入點(diǎn)類型為數(shù)字量輸入和模擬量輸入兩種；由操作按鈕、交流接觸器助觸點(diǎn)、各個子系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)信號及模擬量數(shù)值信號組成了本系統(tǒng)中輸入點(diǎn)。該系統(tǒng)的輸出點(diǎn)類型為數(shù)字量輸出點(diǎn)，由程控系統(tǒng)中的出口隔離繼電器、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)指示、聲光報警信號等構(gòu)成。

設(shè)備正常運(yùn)行紅燈亮。當(dāng)工藝線上某一設(shè)備發(fā)生故障時 (包括電氣及現(xiàn)地機(jī)械故障)，前線設(shè)備緊急停機(jī)，后線沒備繼續(xù)運(yùn)行等待停機(jī)(料源為前，物料落點(diǎn)為后)，同時，模擬屏發(fā)出聲光報警信號，上位機(jī)也在同一時刻發(fā)出報警信號和報警設(shè)備提示。上位機(jī)數(shù)據(jù)庫記錄報警設(shè)備名稱及故障時間，以方便運(yùn)行人員以系統(tǒng)安全運(yùn)行的管理。

上位機(jī)主要對整個系統(tǒng)的各工藝設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，同時也是整個系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理中心。它應(yīng)完成對系統(tǒng)所有測點(diǎn)、電氣參數(shù)檢測、計(jì)算、報警記錄等任務(wù)。上位機(jī)對所有設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)動和自動操作。生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表有班報表、日報表、月報表、運(yùn)行設(shè)備故障啟示報表等，并能對報表實(shí)現(xiàn)打印功能。

PLC的程序編制采用專用梯形圖軟件，按工藝流程進(jìn)行編制，編制好的PLC邏輯控制程序存儲在PLC內(nèi)存中。上位機(jī)采用SYNALL2000作為工控系統(tǒng)的開發(fā)平臺，軟件畫面注解、信息提示均采用中文注釋，動態(tài)顯示系統(tǒng)工藝流程、各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。模擬量信號通過PLC模擬量模塊采集，經(jīng)

PLC與上位機(jī)之間的通訊連接后以數(shù)字形式顯示在屏幕上。使操作人員能及時、準(zhǔn)確、直觀地了解系統(tǒng)的運(yùn)行工況。

三峽大壩夏季需要生產(chǎn)低溫混凝土，在骨料進(jìn)入拌和樓前需經(jīng)過—次風(fēng)冷處理。該風(fēng)冷系統(tǒng)的骨料倉料位也并入骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)，進(jìn)行集中控制。由于風(fēng)冷系統(tǒng)只作季節(jié)性運(yùn)行，即僅在夏季工作，系統(tǒng)控制中為保證系統(tǒng)能按工藝流程正確運(yùn)行，同時又要保證系統(tǒng)控制的完整性，在FLC程序編制時為風(fēng)冷系統(tǒng)設(shè)置一跳轉(zhuǎn)，即在冬季運(yùn)行時程序運(yùn)行跳出風(fēng)冷系統(tǒng)子程序。

由于水電工程工地環(huán)境與設(shè)備運(yùn)行工況與其他一般工程不同，施工、運(yùn)行環(huán)境較差，因此，PLC與各個低壓啟動柜之間的連接采用屏蔽電纜連接，以保證控制信號的準(zhǔn)確性，消除誤信號引起的設(shè)備誤動作，確保系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。

84系統(tǒng)的骨料儲運(yùn)篩分系統(tǒng)以PLC系統(tǒng)控制加上位機(jī)管理取代了原有的繼電器回路控制，系統(tǒng)的安全性、可靠性得到了較大提高，通過上位機(jī)還可與84系統(tǒng)中的其他分系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化網(wǎng)絡(luò)管理，提高系統(tǒng)運(yùn)行的自動化程度。采用這種控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，運(yùn)行維護(hù)簡單方便，通過實(shí)踐證明，系統(tǒng)生產(chǎn)取得了良好的效果。