用PLC控制真空吸砂機(jī)的電氣控制設(shè)計(jì)

王賢浩

遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

用PLC控制真空吸砂機(jī)的電氣控制設(shè)計(jì)

王賢浩

遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)之中占據(jù)著越來越重要的作用，傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制技術(shù)運(yùn)用了繼電器實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下，繼電器可編程控制器，也就是PLC所替代，這是工業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢(shì)。在后期的遠(yuǎn)程操控機(jī)器中普遍選擇了組態(tài)監(jiān)控軟件，工作現(xiàn)場(chǎng)中不需要有任何工作人員的參與，自動(dòng)化遠(yuǎn)程操作機(jī)器的過程中，可以避免來自噪音以及灰塵的干擾。本文主要是采用組態(tài)軟件通過PLC方法對(duì)真空吸砂機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，和闡述了制作組態(tài)軟件中的元素。結(jié)尾部分實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制真空吸砂機(jī)。

PLC 遠(yuǎn)程控制 真空吸砂機(jī)

1 遠(yuǎn)程控制原理

真空吸砂機(jī)遠(yuǎn)程控制采用的技術(shù)是PLC，實(shí)現(xiàn)過程具體總結(jié)為：先把PLC編程軟件以及組態(tài)王軟件安裝在電腦里面，按照PLC程序，對(duì)真空吸砂機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，接著以圖形的方式將真空吸砂機(jī)遠(yuǎn)程控制展現(xiàn)出來。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 確定重要部件

2.1 真空泵

本文選擇的真空泵是來自德國GM系列的，國外很多的輸送設(shè)備都有用到該系列的真空泵，相比于該類產(chǎn)品，本文采用的GM系列真空泵，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面簡(jiǎn)潔，外觀精美，小巧，同時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)量比較大。

2.2 電動(dòng)機(jī)

本文選擇的電動(dòng)機(jī)是三相異步電動(dòng)機(jī)，而且選擇了SKF軸承。該電動(dòng)機(jī)的安裝簡(jiǎn)潔，不受外部環(huán)境的影響，無論外部的環(huán)境是有風(fēng)有雨還是大霧茫茫，都具備了防護(hù)的功能。本文的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音比較低，同時(shí)達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的功效。

2.3 三級(jí)除塵器

在除塵器設(shè)計(jì)方面，選擇的是脈沖袋式除塵器，本文選擇了耐用，耐抗，透氣功能強(qiáng)的材質(zhì)。當(dāng)灰塵不斷積累后，會(huì)增大壓力損失，所以為了防止這種情況的發(fā)生，本文將測(cè)壓孔安裝在過濾器的前面與后面部分，從而盡量減少壓力損失，為了能夠盡可能地掌握詳情，將停機(jī)延時(shí)功能附加到電氣控制中。保證脈沖袋式除塵器脈沖所承受的風(fēng)壓是從5Pa到6×110Pa之間變化，而且所需要承受的風(fēng)量也比較小，除塵器設(shè)計(jì)時(shí)尺寸設(shè)計(jì)較大。與此同時(shí)反吹風(fēng)濾芯式的除塵器也需要按照用戶自己的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中風(fēng)壓所能夠承受的范圍是7Pa到7.5×10Pa之間變化，濾材可以用高壓進(jìn)行洗滌，而且也具有高效的除塵率。

2.4 確定吸砂機(jī)參數(shù)

因?yàn)槲皺C(jī)吸嘴的過程中采用的方式是移動(dòng)式以及氣力輸送的，同時(shí)在艙室作業(yè)中運(yùn)用極其廣泛，而輸送濃度和吸砂管的長(zhǎng)度之間有一定的關(guān)系，吸砂管長(zhǎng)度在10米到40米范圍內(nèi)變化，當(dāng)氣力在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，容易造成脈動(dòng)流，氣流無法作用相同的作用力給全部的顆粒。從而造成了有的顆粒出現(xiàn)沉降、停頓的現(xiàn)象，顆粒發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)過程繁瑣，然而當(dāng)保持風(fēng)量和真空泵所承受的壓力是不變的條件下，最終最大化吸砂量，盡量減少系統(tǒng)每一個(gè)部分所承受的壓力。吸砂膠管的長(zhǎng)度和吸砂管所受的壓力之間是正比的關(guān)系。所以，為了得到適宜的吸砂量，需要匹配風(fēng)量與吸砂管徑。真空吸砂機(jī)參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 真空吸砂機(jī)參數(shù)設(shè)置

3 設(shè)計(jì)步驟

（1）通過PLC專用線連接起電腦的COM1與PLC。同時(shí)將電源值是220V加到PLC。

（2）運(yùn)用CX-PROGREAMMER9.0軟件對(duì)“真空吸砂機(jī)”進(jìn)行仿真，同時(shí)運(yùn)行PLC程序的結(jié)果，最后把結(jié)果保存到PLC里面。

（3）運(yùn)用組態(tài)王6.53軟件新建工程名字為“測(cè)試用例”，設(shè)置PLC中需要的參數(shù)，接著按照“真空吸砂機(jī)”遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)指示燈等具體的狀態(tài)，設(shè)計(jì)程序中需要的數(shù)據(jù)詞典。

（4）當(dāng)畫面新建以后，繪制“按鈕”、“砂位升降開關(guān)”的重要元件。

（5）按照遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化的相關(guān)原理，連接數(shù)據(jù)詞典。

（6）最后再點(diǎn)擊保存按鈕。真空吸砂機(jī)的組合圖如圖2所示。

圖2 真空吸砂機(jī)的組合圖

4 遠(yuǎn)程操控真空吸砂機(jī)

遠(yuǎn)程操作的軟件選擇組態(tài)王6.53，創(chuàng)建工程名字為“遠(yuǎn)程控制真空吸砂機(jī)”，程序界面圖如圖3所示。

圖3 監(jiān)控界面實(shí)現(xiàn)圖

（1）在還沒有按下啟動(dòng)的操作時(shí)，紅燈不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)亮的功能，電腦上顯示的時(shí)間是和“日歷”顯示的時(shí)間是完全同步的，時(shí)間格式是XX年XX月XX日--時(shí)：分：秒。

（2）開始計(jì)時(shí)時(shí)需要啟動(dòng)“開始”按鈕，時(shí)間的精確度可以保證在0.1小時(shí)以內(nèi)，當(dāng)該操作停止的時(shí)候，紅燈就會(huì)熄，當(dāng)該操作運(yùn)行的時(shí)候綠燈就會(huì)閃亮，KM2與KM4各自的綠燈會(huì)點(diǎn)亮，真空泵皮帶輪會(huì)在馬達(dá)皮帶輪的影響下進(jìn)行逆時(shí)針的運(yùn)作。而且“卸荷控制電磁閥”出現(xiàn)斷電，與此同時(shí)打開“氣動(dòng)卸荷閥”。10秒鐘以后，馬達(dá)出現(xiàn)“星—三角”之間轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，KM2的綠燈會(huì)被點(diǎn)亮，KM3的電被熄。如果燈是被點(diǎn)亮，這說明了在20秒的時(shí)間以后，真空表逐中顯示的數(shù)值是0.06MPa，此時(shí)停止運(yùn)作1#管道、流動(dòng)2#管道，啟動(dòng)代表旋風(fēng)除塵的吸砂進(jìn)口的5#管道，此時(shí)真空泵進(jìn)入正常的運(yùn)作當(dāng)中。提升集砂罐中的砂位，采用%的形式將砂位顯示出來，此時(shí)，集砂罐內(nèi)中的砂位就會(huì)出現(xiàn)慢慢地運(yùn)作。

（3）當(dāng)按下“噴吹”按鈕，接著噴吹電磁閥中的幾個(gè)燈就會(huì)各自出現(xiàn)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，這說明正式啟動(dòng)噴吹電磁閥，燈光點(diǎn)亮的時(shí)間是0.5秒，每隔7秒鐘燈光就會(huì)點(diǎn)亮，燈光會(huì)不斷地循環(huán)閃亮，當(dāng)機(jī)器停止之后該循環(huán)就會(huì)結(jié)束。

（4）啟動(dòng)機(jī)器：當(dāng)按下“停止運(yùn)行”的按鈕時(shí)，“卸荷控制電磁閥”中就會(huì)出現(xiàn)綠燈熄的現(xiàn)象，啟動(dòng)“氣動(dòng)卸荷閥”，就會(huì)啟動(dòng)馬達(dá)，與此同時(shí)真空泵的進(jìn)口1#管道以及出口2#就會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)，這說明已經(jīng)啟動(dòng)了真空泵卸載；另外濾筒出口3#、吸砂進(jìn)口4#以及入口5#和就會(huì)停止；而真空表中的數(shù)字是0；過了10秒鐘之后就會(huì)出現(xiàn)機(jī)器停止運(yùn)作的結(jié)果。當(dāng)按下“停止”的按鈕時(shí)候，機(jī)器就會(huì)馬上停止，如果時(shí)間超過了10秒后就會(huì)出現(xiàn)延遲的結(jié)果，表示故障的燈就會(huì)被點(diǎn)亮。按下“過載”開關(guān)，表示過載的燈就會(huì)被點(diǎn)亮，而機(jī)器如期運(yùn)行。按下“低壓”開關(guān)時(shí)，表示低壓的燈就會(huì)閃亮，同時(shí)機(jī)器停止工作。按下“料滿”開關(guān)時(shí)，表示料滿的燈就會(huì)閃亮，機(jī)器停止工作。當(dāng)裝滿集砂罐的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候的砂位的位置就不會(huì)發(fā)生變化，而且砂位計(jì)也停止運(yùn)作，當(dāng)砂位顯示的值是100%，就會(huì)出現(xiàn)清空砂罐通知的警示，完成報(bào)警操作。

結(jié)束語：自動(dòng)化控制領(lǐng)域中PLC可編程控制器取得了極其普遍的運(yùn)用，本文通過結(jié)合組態(tài)技術(shù)以及PLC技術(shù)，畫面的操作都是通過具體的機(jī)器圖片完成的，從而通過相關(guān)軟件遠(yuǎn)程控制PLC。

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