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当用PLC实现立式压滤机的全自动控制

发布时间:2021-09-11 18:34:26 阅读: 来源:建筑模板厂家

用PLC实现立式压滤机的全自动控制

压滤机是固液分离设备的一种。其中立式压滤机由于具有占地面积小、过滤面积大、过并丈量放大器单元的输出情况滤能力可调节以及对物料的适应能力较强等诸多优点,被广泛应用于矿山、冶金、化工、医药和食品等行业中。金川集团公司下属的机械制造公司参照芬兰LAROX 公司的压滤机设备,在1992 年成功仿制出25 m2BAZG25 型自动压滤机,在使用中不断进行改进和完善,逐步形成定型产品,不仅在金川集团大量投入使用,还销往国内其他冶金、化工企业,近年来更是远销俄罗斯等周边国家。其全自动立式压滤机采用PLC控制、触摸屏操作,相比老式压滤机效率大为提高,作业强度大大降低。

1 压滤机工艺流程及控制要求

1.1 工艺流程

全自动立式压滤机属于板框式压滤机,是分离悬浮液中固体与液体的设备,其工作原理是靠泵的压力、固液的重力、气压或水压的作用,在滤布(过滤介质)两侧产生压差,来实现固液分离,达到生产要求。全自动压滤机可分为2种工艺模式,即长程序控制工作模式和短程序控制工作模式。长程序控制工作模式有6个过程(见图1):过滤,泵入物料悬浮液;一次隔膜挤压,挤压成形滤饼;滤饼洗涤,清水洗滤;二次隔膜挤压,重新挤压滤饼;滤饼吹干,高压风吹干,带走少量水分;滤饼排出与滤布洗涤,两侧落下滤饼、卸料,同时洗涤滤布。

短程序控制工作模式有4个过程(见图2):过滤、隔膜挤压、滤饼吹干、滤饼排出与滤布洗涤。

1.2 控制要求

全自动压滤机控制系统的主要功能包括测试、手动、自动、参数设定、显示和报警故障诊断等。测试功能要求转换开关置位在测试位时,通过BCD拨码开关选择要测试的执行机构(如水泵、阀门等),可以单独测试选择的设备动作是否正常。手动功能要求当转换开关置位在手动位时,按压闭合、过滤、洗涤、挤压、吹干、卸料按钮启动相应的生产工序。自动功能要求转换开关置位在自动位时,按压程序启动按钮,压滤机从初始位置开始运行并自动连续工作。参数设定功能要求由操作人员控制的各个工艺时间,可以通过触摸屏进行调整,程序内部的时间控制,技术人员在授权的条件下可以进行调整。显示功能要求在压滤机闭合、过滤、洗涤、挤压、吹干、卸料等工序过程中,显示屏上显示相应的工作状态和工艺参数。报警、故障诊断功能要求在压滤机操作、运行过程中,当出现故障时发出报警信号并防止过滤机及其附属设备受到损坏,同时在显示屏上显示具体的故障点。

2 控制系统硬件组成

全自动压滤机控制系统主要由PLC与触摸屏HMI组成,配备以太接口模块,可以方便地接入工厂控制络。本系统PLC采用罗克韦尔公司的MicroLogix系列,触摸屏采用罗克韦尔公司的PanelView Standard系列人机界面产品。

全自动压滤机控制系统的输入信号包括操作选择、接触器和热继电器状态、阀门状态、接近开关、保护等53个开关量信号,输出信号包括报警输出、阀门开闭、电机控制、指示输出等28个开关量信号。

通过对检测、控制对象的分析和统计,系统硬件选择如表1所示 。

表1 系统硬件表

名称 型号 数量

控制器底座 BWA 1块

控制器 1764-LRP 1块

数字量输入模块 1769-IQ32 2块

数字量输出模块 1769-OB16 2块

通信扩展模块 1761-NET-ENI 1块

右终端 1769-ECR 1块

触摸屏 2711P-T10C4D1 1块

附件 通信电缆等

3 控制系统软件设计

3.1 主程序设计

根据全自动压滤机的控制要求,按照不同的功能要求把程序区分开来,在主程序中加以调用。对控制功能相同的一类设备进行模块化编程,在程序中需要时反复调用。模块化设计使程序的调试和维护简单方便,并使软件具有良好的可移植性和可扩展性。更重要的是,由于只有选中子程序时,才激活子程序,这样就可以减少扫描时间。根据控制要求,压滤机控制包含手动/自动运行模式,是一个典型的三态控制系统,通过控制柜面上的选择开关可以选中手动/自动/这样就可以真实的看下我们的机器包括厂家包括团队是不是属实测试3种运行模式。控制柜面上设置了7个带灯按钮,用来选中长程序模式包含的各工作流程阶段并指示其运行状态。长短程序可以通过触摸屏上的按钮进行切换,程序中通过有条件的跳过清洗、二次压缩阶段来实现这一功能。主程序梯形图如图3所示。

3.2 报警保护

压滤机运行过程中,每一步动作都有其限制条件,并且存在许多连锁环节。为了防止压滤机及其附属设备受到损坏,在程序中考虑了各种故障状态,并根据故障的重要性,把报警情况分为3种级别:压滤机立即停车并报警;在预定的延时后,如果故障仍然没有消除,压滤机便停车并报警;压滤机不停车,只发出报警信号。

3.3复位按钮

压滤机控制柜面板上设置有复位按钮,通过这一个按钮实现3种复位功能,即报警复位、区间复位及初始状态复位。在程序中,通过按压复位按钮持续的时间来区分3种复位指令。按下复位按钮1s将复位报警输出,此时所有的报警状态位将被复位;按下复位按钮持续3s,将同时选中报警复位和区间复位,此时除报警状态位被复位之外,动作区间选中状态也将被复位;按下复位按钮持续6s,将同时选中报警复位、区间复位和初始状态复位,此时系统除执行报警复位功能和区间复位外,还将启动初始状态复位程序,机器将回到初始状态。梯形图见图 4 。

3.4 带灯按钮

为了提高系统运行的可靠性与安全性,压滤机控制系统采用柜面按钮、指示灯、选择开关与触摸屏画面双控制模式,形成了互为冗余的控制指令输入系统。柜面控制时,压滤机的工作流程阶段选择及指示是用对应的带灯按钮来完成的。在程序中用同一个指示灯标识对应工作流程阶段的4种不同的状态,即熄灭时表示设备不在此工作区间,常亮时表示设备正在此工作区间正常运行,慢闪时表示手动模式下选中此工作区间,快闪时表示设备正在此工作区间运行,但是有故障出现。梯形图见图 5 。

4 HMI显示系统

罗克韦尔公司开发的RSVicw MERSView Machine Edition 是RSView Enterprise系列中的第一个产品,运行于Windows XP/2000操作系统平台上。RSVicw Machine Edition功能强大,全功能的图形、绘制、预制操作设备及动画能力,在开发过程中可以方便地进行测试运行,模仿运行效果,提供趋势图、数据记录、85%的纤维能够依照设计取向排列报警、安全限制、表达式等功能,与罗克韦尔自动化设备无缝连接,支持ActiveX和OPC技术。用它可以在触摸屏和上位机上建立动态显示窗口。在画面窗口中,通过对多种图形对象的组态设置,建立相应的动画连接,用清晰生动的画面反映机器控制过程。

监控系统主要实现的功能:

(1)显示功能:工艺流程、测量值、设备运行状态、操作模式、报警等显示、画面调用。

(2)报警处理与故障诊断功能:纪录报警发生时间、故障内容等信息,并直观地显示在画面上,方便设备维护与故障排除。

(3)画面系统对系统料位参数进行修改,实现对系统自动/手动的切换。

(4)管理权限:实现不同级别的系统管理权限,普通操作员可以选择操作模式,控制机器运行,设置工艺参数等,管理员在身份确认后可以对特殊参数进行修改。

(5)操作控制功能:根据界面上的按钮可以对各条皮带进行操作,比如:启动、停止,对料位按工艺要求进行设定并对其进行选择。

5 结语

本系统使用性能优异的罗克韦尔公司PLC及HMI产品实现压滤机的全自动控制,使压滤机整个运行过程连续、稳定、可靠,该方案可以使胶粘剂活化温度可以由90度降落到45度通过触摸屏能监测到所有的工艺参数、设备的工作状况、阀门的开关状态,并且具备完善可靠的报警保护与故障诊断功能,控制系统展现出人性化的设计思想,在实际使用中深受用户的好评。

参考文献

[1] 何军.BLZG38 型全自动立式压滤机的开发设计[J] .过滤与分离,2007,( 02)

[2] David ller.可编程序控制器原理与设计[M] .北京:清华大学出版社,2006

[3] 宋伯生.PLC编程实用指南[M] .北京:机械工业出版社,2006(end)

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