PLC在生碎通风系统中的应用

王怀宇 罗洪双

(中钢集团吉林炭素股份有限公司,吉林 132021)

PLC在生碎通风系统中的应用

王怀宇 罗洪双

(中钢集团吉林炭素股份有限公司,吉林 132021)

压型分厂成型三车间是我公司上个世纪九十年代投资建厂的。经长期使用,设备性能有所下降。原生碎除尘系统采用的是回转反吹袋式除尘器,这种除尘系统在实际使用过程中存在以下问题：生碎粉子经常积附在布袋上,排不到灰斗中,使其除尘效果不佳,有时还出现堵料情况,现场环境变的十分恶劣,尽而影响员工的身心健康和劳动积极性。本文通过运用PLC控制原理对回转反吹袋式除尘器进行改造,以实现提高除尘效率,减少堵料,改善现场环境的目的。

PLC 电磁阀

1 生碎通风系统改造的工艺过程

工程技术人员通过查阅大量的技术文件,最终确定把回转反吹袋式除尘器改为脉冲喷吹袋式除尘器,并由可编程控制器(PLC)对清灰控制系统按设定程序进行工作。工作时电磁脉冲阀瞬间得电,打开电磁脉冲阀喷吹口,压缩空气喷吹入滤袋,使滤袋瞬间急剧膨胀。由于反向脉冲气流的冲击作用很快消失,滤袋又急剧收缩,这样产生的震荡效果将贴附在滤袋过滤面上的大部分粉尘剥离下来,落入灰斗中,再由重锤翻板阀排出。另一小部分再次被布袋吸附,并参与下一次除尘过程。改造后,运行效果显著,解决了以上问题。

2 PLC的优点

2.1 功能强,性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件(如计时器,计数器,继电器等),有很强的功能,可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比,具有很高的性能价格比。

2.2 硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强

可编程序控制器产品已经标准化,系列化,模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置,组成不同的功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。

2.3 可靠性高,抗干扰能力强

传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障,PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。

PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

2.4 系统的设计、安装、调试工作量少

图1

PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。

PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,输入信号用小开关来模拟,通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后,在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决,系统的调试时间比继电器系统少得多。

2.5 编程方法简单

梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言,其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。

梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言,可编程序控制器在执行梯形图的程序时,用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。

2.6 维修工作量少,维修方便

PLC的故障率很低,且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时,可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的实时梯形图的状态迅速的查明故障的原因,用修改程序或更换模块的方法可以迅速地排除故障。

2.7 体积小,能耗低

对于复杂的控制系统,使用PLC后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型PLC的体积相当于几个继电器大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的确1/2-1/10。PLC的配线比继电器控制系统的配线要少得多,故可以省下大量的配线和附件,减少大量的安装接线工时,可以减少大量费用。

3 PLC软硬件设计及应用

3.1 PLC的硬件设计

本系统主要由稳压电源、24V电源、PLC、脉冲阀及中间继电器等电气元件组成。其工作过程是通过PLC来控制中间继电器,使14个脉冲阀按工艺要求依次工作,从而实现对生碎除尘器的脉冲喷吹过程的控制。再通过巧妙的构思,合理的布局来设计PLC外部接线图及电磁阀回路图。

3.2 生碎除尘系统的控制过程

生碎除尘器清灰控制由PLC控制,它分为自动控制和手动循环控制两种控制方式。自动控制：风机启动后系统启动,十四个脉冲阀分为两组,按设定时间进行循环喷吹清灰。风机停止一个小时后,系统停止。手动循环控制：按设定时间进行控制,循环喷吹清灰,连续运行。在停止位置时,不工作。

3.3 PLC的软件设计

本系统选用OMRON系列的CPM1AH-40CDR,由于工艺要求要经常用到比较指令(CMP)、传送指令(MOV)、计数指令(CNT)、计时指令(TIM)(如图1)。

4 结语

生碎除尘系统的电气改造,通过程序编译、下载至PLC,进行系统的预调试,设备空载联动调试后进行带料运行,试车一切正常。经过这次电气改造,减少了对计数器、中间继电器、时间继电器、导线、端子等的材料备件的使用。进而减轻了相关电气人员的安装、调试的劳动强度。在系统运行过程中,设备的故障率大幅度降低,设备检修时排除故障的速度明显加快,设备维护量明显减少。

[1]蒋文忠.炭素机械设备[M].冶金工业出版社,2010年7月.

[2]高等职业教育规划教材.电气与PLC综合控制技术[M].苏州大学出版社,2008年7月.

[3]徐荣华.可编程序控制器PLC应用技术[M].电子工业出版社,2012年1月.