PDF《PLC在二氧化钛离心机中的应用》

22002、冲洗电磁阀XV

22005、四通 阀XV

22003、流量开关FL

22001、FL

22021、压力开关PH22031 和供料泵22-P01,这些设备的信号也需要参于程序控制.四通 阀XV22003阀体是一入三出的结构,由带两个电磁阀的气缸驱 动,A电磁阀得电使C与A 相通为离心状态,B电磁阀得电使C 与B相通为冲洗状态,都不得电时C与D相通.22-TA04液位高 报信号LH22004由DCS系统的逻辑点送到PLC. 由交流变频器来控制主电机,实现转鼓转速的无级调节. 变频器的各项参数根据实际情况设置完成后,在运行中是通过 PLC进行自动控制的.控制信号有离心机正转、反转、离心频 率、冲洗频率、加减速时间这几个数字量,通过对这几个量的 控制来控制主电机根据工艺流程进行转速、转向的变化.离心 时正转且达到离心速度,冲洗时进行4次正反转冲洗,并且控制 在冲洗速度. 螺旋推料器与转鼓之间的差转速通过电涡流制动器和通用 数字器UDC1500来实现.由数字转速表通过测速探头将转速差 转换为4-20mA信号,在UDC1500U内与设定值比较得到偏差, 对偏差按预置的PID参数运算,输出4-20mA信号去控制程控稳 压稳流电源输出电流在0-3A之间变化,此电流作为电涡流制动 器的励磁电流,从而对螺旋推料器的轴产生制动作用,使差转 速稳定在设定值附进.本控制系统的差转速部分是独立于PLC 的单独控制部分,实际应用中只要控制电源投用,此控制部分 就按照差转速设定值起控制作用.在差速很小时由UDC1500送到PLC一个同步故障信号,所以在PLC程序中检测同步故障信 号是在程序已运行、控制电源投用且转速升到分离速度以后再 检测此信号. 4.PLC控制系统

2 OMRON 欧姆龙征文集2007 此离心机系统的核心控制部分即为PLC.为了实现TiO2悬 浮液的离心分离,通过离心机本体和相应的配套设备,由PLC 进行自动控制,二者密切配合实现了物料的自动分离. PLC选用的是性价比高和扩展性较好的欧姆龙的C200HE, 其硬件配置如下(PLC布置如图2): ID212 ID212 OC225 OC221 OC224 空空空C200HE-CPU42 PA204 图2 PLC布置 4.1 硬件配置 (1)CPU选用SYSMAC C200HE-CPU 42-E,程序容量为7.2K 字. (2)数字量输入卡件(DI)共有2个.型号均为B型ID212的DC输入单元,此卡件支持16点直流电压输入.共使用了26个输 入量,包括按钮、旋钮、联锁报警信号、四通阀阀位、供料泵 状态等信号的输入. (3)数字量输出卡件(DO)共有3个.全部为继电器输出单 元,分别为型号为B型OC225的1个,此卡件支持16点继电器输 出,本系统使用了15点,分别控制10个信号灯、1个蜂鸣器和4 个电磁阀;

A型OC221的1个,此卡件支持8点继电器输出,本系 统使用了5点,用来控制变频器,分别为离心机正转、反转、离 心频率、冲洗频率和加减速时间这5个信号.型号为OC224的1 个,此卡件支持8点独立接点输出,本系统使用了6点,用来将 离心机的运行、冲洗、停车、故障和供料泵启停信号送入DCS. 所以本系统共使用用了26个数字输出量. (4)电源和底板.电源选用PA204-S,底板选用C200HW- BC081的8槽底板. 4.2 PLC的程序 C200HE的程序用易于理解的梯形图来表示,当使用普通编 程器时需把梯形图转换为助记符来输入.程序按照配制系统离 心分离与EG冲洗的工艺流程编制,能够满足工艺要求.由于使 用了PLC内部的保持继电器区来存储数据,这个数据区的数据 即使在电源故障时数据也能保持.所以在运行过程中,在发生 掉电事故、紧急停车、过载、变频器报警等异常故障时,现场 的数据将保存起来,待电源恢复、故障排除后,从发生中断时 的数据继续运行,保证了工艺流程的连续性和稳定性.本工艺 流程是时序性很强的步进流程,涉及到步进关系的计时器,并 未直接使用PLC内部的计时器,而是使用了由PLC系统内部时 钟脉冲触发计数器进行计数来计时的,从而保证了时序关系的 精确性.程序编制了自动和手动两种控制方式,在自动无法实 现时,可在现场通过控钮、旋钮进行手动控制.另外,PLC将 主电机的运行状态、工作状态以及一个总故障状态送入DCS. 变频器通过信号转换器将主电机电流信号也送入DCS,这些信 号在DCS操作站流程图画面中实时显示,使中央控制室操作人 员能够及时了解离心机系统的运行情况,便于工业过程管理. 下面结合部分PLC语句来说明一下此离心机系统正常工况 (期间不发生联锁)下自动离心和自动冲洗过程各动设备的工作 情况,并与由PLC程序画出的时序关系图来对照说明.用到的 变量表如附表所示.其中地址号的内容是其状态为1时的解释. 用到的程序梯形图语句如图3所示. (1)自动离心过程 在现场确认完毕后,按下起到按钮,先进行自检,各信号 均正常后自检结束,同时自动离心过程开始.自动离心时序图 如图4所示.离心机按照离心频率开始运转,先升速5min,然 后再稳速3分钟,此时开始检测同步故障,正常后打开进料阀可 以进料,阀开后延时4s启动进料泵22-P01将悬浮液泵入已达到 离心转速的离心机,待22-P01运转4min后四通阀的A电磁阀得 电打到A位离心位,即开始正常的离心分离,分离后的悬浮液 进入消光剂中间槽22-TA04,持续此过程直到22-P01入口流 量低报或22-TA04液位高报,此时0.5s后立即停止供料泵22- P01,四通阀的A电磁阀失电阀位到D,2s后再关闭进料阀,同 前面开泵一样可防止泵出口憋压,流量低报或液位高报后离心 机再运转1min将转鼓内剩余物料彻底分离完后停止离心机的运 转,同时四通阀的B电磁阀得电达打B位冲洗位,待离心机停止 时间7分钟到后此时离心机已完全停止转动可以开始自动冲洗过 程. (2)自动冲洗过程 自动冲洗时序图如图5所示.自动冲洗过程共进行4此冲 洗,一次、三次为正向冲洗,此时离心机按照冲洗频率正向转 动;