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PLC在真空压力设备控制系统中的应用

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2015-12-17 8:59:27 人气: 标签:

  1原理及工艺过程在浸漆过程中,浸漆罐和储漆罐的压力温度曲线及系统的结构简图见。由于被浸漆的电机以及漆的型号不同,温度和压力等数据要视具体情况而定。

  浸漆罐和储漆罐抽真空。抽真空时储漆罐真空阀9浸漆罐真空阀2打开。对储漆罐抽真空是为了排除浸渍漆中的杂质。浸漆罐和储漆罐的压力是由压力控制器5 7通过PLC来控制的。同时为了下一步输漆做准备还要为浸漆罐中的浸渍漆加热,目的是为了漆的流动性好。浸漆罐的罐壁有蛇形管道以便加热液和冷却液流过,对漆进行加热冷却。漆的温度是由温度控制器14通过PLC控制的。在加热冷却时,为了使温度均匀,还要利用搅拌电机13搅拌。

  储漆罐加压。利用浸漆罐与储漆罐的压力差使浸渍漆流入浸漆罐中。压缩空气是由空气压缩机12将空气压缩然后干燥而存到储气罐的。输漆时,输漆阀19打开,回漆阀18关闭。当浸漆罐中液面到达一定高度时,液面控制器1发出信号给PLC,由PLC控制输漆停止。输漆后浸漆罐漆面一般高出待浸电机10厘米。之所以没有采用泵将漆抽到浸漆罐,是因为漆的粘度比较大,当漆干燥后会粘附在叶片上。

  加压浸漆(P):浸漆罐加压阀3给浸漆罐加压,使其压力达到一定值,然后保压一段时间。同时储漆罐大气阀8打开,通过排气管道6排走压缩空气,使储漆罐中压力达到大气压,然后再将储漆罐抽到一定程度的真空。因为浸渍漆要在低压下保存,这一步还要给储漆罐降温。

  回漆(D):因为这时浸漆罐的压力高达7Bar压力太高不宜于直接回漆,所以打开先浸漆罐大气阀4使浸漆罐的压力降低到一定压力值,一般降到2Bar即可。然后还是利用浸漆罐与储漆罐之间的压力差使漆从浸漆罐流回储漆罐。回漆时打开回漆阀18关闭输漆阀19.回漆结束时液面控制器会给PLC控制信号,停止回漆。浸渍漆通过过滤器16过虑掉杂质流回到储漆罐。

  通风(E):将浸漆罐大气阀4打开,使浸漆罐压力达到大气压。浸漆后浸漆罐里有大量有害气体,所以先要打开通风机17排放有害气体,才能打开浸漆罐。,屯间继电器限位开关自动予动开关液面控制器压力控制器温度控制器加热冷却开关IT-'艺过枵开关报冲指示灯,时间继屯器各个阀与泵加热冷却设备电机2控制系统设计2.1控制系统的组成本系统控制器选用西门子S7~300系列可编程控制器,CPU型号为314S1300型PLC具有扩展方便、速度快、编程简单等特点。本系统需要控制的对象如下:搅拌电机1个;通风设备1套;加热系统1套;冷却系统1套;外部时间继电器9个;温控器1套;压力控制器2套;液面控制器2套;系统指示灯51个;液压系统1套;空气压缩系统1套;报警警报1个;空气干燥系统1套;泵3个;控制阀15个。整套系统需要数字量输入输出共224点。程序语句数量大约在2 000条左右。由以上可见,整个系统是一个比较复杂的逻辑顺序控制系统,其中各个被控对象都是按照工艺顺序进行动作的。

  2.2控制方式压力浸漆系统中涉及到温度压力的控制,但是由于压力浸漆设备对温度压力的要求并不是十分精确,而是在一个范围内即可。这样就采用给压力和温度控制器设定一个范围的方法,比如说在某一温度范围内,控制器的内部开关闭合,而PLC的输入模块与控制器开关连接,这样就可以给PLC输入一个数字信号,既满足了控制要求,又节省了模拟量输入输出模块,还简化了控制系统。控制系统的组成如*图中编程PG/PC设备通过适配器将程序下载到CPU模块的存储器中。由于已经将一些模拟量控制转化为数字量控制,所以只用到数字量输入输出。

  控制系统的组成开关量的输入信号经过PLC处理后得到相应的数字量输出信号。数字量输出信号驱动各执行元件,如接触器等。这里选用的输入输出模块全部使用24V直流电源。其输出电路如*当输入电路开关闭合时就给输入模块输入信号,即相应的位置1.通过CPU的程序处理就有相应的输出信号,当输出信号为1时,输出回路通电,回路上制外部设备。

  (b)交流输入电路输入输出电路2.3PLC的选型S7~300型PLC采用模块式结构,分为CPU模块、I/O模块、接口模块和电源模块等。CPU模块的选择主要考虑存储容量、运行速度、I/O模块扩展能力以及计时器和计数器的数量等指标。综合分析所要控制的对象及其要求,选用CPU314电源模块主要是为CPU及接口模块供电,所以I/O模块、接口模块和CPU模块所需电流之和要小于电源模块的额定电流。这里选用PS307额定电流为5A.I/O模块的选择主要根据控制对象,同时还要留有一定的余量。本系统最终全部转化为数字量控制,最终选择32点数字量输入模块(5块),32点数字量输出模块(4块),16点数字量输出模块(1块)。I/O模块额定电压均为直流24V.PLC的硬件组态见由于一块底板最多只能带8块I/O模块,所以需要扩展,扩展单元通过接口模块M36(、M 361进行通信,模块间通过背板总线传递数据。SM1-SM10是数字量输入输出模块。所有模块都安装再底板上。

  2.4程序设计由于本系统的I/O点数比较多,编程量比较大,所以要用到STEP7的一种编程方法,即结构化编程。所谓结构化编程是与线性化相对的一种编程方式。线性化编程中,所有的程序都写在主程序OB1中,而在结构化编程中,将自动化任务分解为能够反映某种过程工艺、功能或可以反复使用的任务块。OB1通过调用它来完成自动化控制任务。结构化编程主要有以下优点。

  有利于对常用功能进行标准化,减少重复劳动。

  由于可以分别测试各个程序块,因此差错、修改和调试都更容易。

  根据工艺要求,控制系统的操作分为自动和手动,即被控对象分为自动和手动,这样也为程序调试带来方便。本系统的控制程序编程思路是:首先明确浸漆的工艺过程,因为被控对象是跟据工艺过程动作的。然后在程序中通过这些工艺过程的置位与复位来控制外部负载。所以在第一个程序块里主要是代表各工艺过程中间继电器的置复位。在第二个程序块里是通过这些中间继电器来控制外部负载,如电机,泵等。例如到抽真空(V)这一步工艺时,在FC1中相应的中间继电器置1而在FC2中用这个中间继电器作为真空泵动作的一个条件。在工艺过程里还有许多地方要求对时间的控制,所以第三个程序块是对时间继电器进行控制。第四个程序块是报警程序。最后一个程序块是控制开盖关盖的液压系统。整体工艺流程及程序结构如。FC1-FC5是功能程序块,OB1为主程序。

  3结束语浸漆作为电机生产的最后一道工艺,直接影响到产品的质量。传统的浸漆设备浸漆质量差,工人劳动强度大,而自动控制的浸漆设备克服了上述缺点。作为整套设备的控制核心,PLC以其可靠性高、抗干扰性强、编程灵活、开发周期短等优点为安装调试带来了很大的方便。本控制系统已经成功运用在浸漆设备上,运行状况良好。

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