PLC自动控制系统基于PLC控制的压滤机自动控制系统研究

PLC自动控制系统基于PLC控制的压滤机自动控制系统研究 摘要：压滤机是一种固液分离的设备，PLC这种可编程逻辑控制器的引用是对压滤机控制系统的完善。本文对压滤机的工作流程及其控制要求进行相应的分析，进行了基于PLC控制的压滤机自控控制系统设计，旨在解决压滤机系统线路复杂、故障率高等问题。 关键词：PLC控制；压滤机；自动控制系统 ： Q944 ： A ： 按照板框驱动方式的不同，压滤机可以划分为机械式和液压式两类。在工艺流程方面，机械式与液压式压滤机并没有本质的区别，但是由于机械式压滤机在生产过程中出现过滤效果较低、闭合装置容易卡死、设备维护成本高等问题，机械式压滤机逐渐被液压式压滤机所代替。所以，液压式压滤机也就成为当前压滤机的主流，不断改进和完善液压式压滤机成为一种必然现象。当然，由于PLC可以通过内部存储运行各种运算操作的指令，并能通过数字式的输入输出，控制各种类型的机械设备，使得PLC应用到液压式压滤机中成为理所当然，而PLC的高性能，高抗干扰能力、编程简单易学、高可靠性、体积小、质量轻、灵活性好以及价格便宜等优点，使得基于PLC控制的压滤机控制系统相得益彰。 一、压滤机的工作流程及其控制要求 1.压滤机的工作流程 压滤机的最终目的是实现固液分离，而实现途径则是通过压力固液的重力以及外加气压或水压的作用，在滤布两侧产生压强差。在实际生产过程中，根据生产需要可以将压滤机的工作流程分为两种模式：初次挤压模式和再次挤压模式。其中，初次挤压模式共有4个步骤，具体步骤依次为闭合滤板、进料、加压滤板、干燥和拉板卸料，如图1所示；再次挤压模式共有6个步骤，依次为闭合滤板、进料、初次挤压、滤饼洗涤、再次加压滤板、干燥和拉板卸料。 图1 初次挤压模式 2.压滤机的控制要求 压滤机的自动控制系统除了要满足稳定的基础性能外，还必须具有其他方面的功能。首先，全面可靠的数据、状态监测功能以及显示功能，包括液压系统以及元件、工作阀门的状态和电气系统的参数也包括在内；其次，包括急停按钮、逻辑及故障限制条件的安全控制功能；再次，参数的设定功能，通过授权的操作员可以根据生产需要对工艺参数进行的调整，但设备参数的调整只能通过压滤机生产制造商进行；最后，故障报警和故障诊断功能，压滤机的故障按危害程度可以划分为三种类型，潜在故障、显性非危险性故障与显性危险性故障，对于潜在故障只做记录但不报警，设备正常运行。对于显性非危险性故障，设备停止在故障状态但不停机，记录并报警，而显性危险性故障则是因故障而停机，记录且停机。针对以上故障，要求压滤机在操作运行中，当出现故障时针对故障类型做出相应的报警信号，以防止压滤机的附属设备受到损坏，同时，在显示屏上显示出具体的故障点。 二、基于PLC控制的压滤机的自动控制系统设计 主要从三个方面进行压滤机的控制系统设计，具体包括压滤机的自动控制系统的硬件设计，自动控制系统的软件设计以及显示系统的设计。 1.自动控制系统硬件设计 压滤机的自动控制系统硬件主要由PLC控制器、触摸屏、外围电路和HNC四部分构成。PLC控制器和触摸屏均采用罗克韦尔公司的产品，PLC采用Micro Log ix 系列，触摸屏则采用Panel View Standard系列的人机界面产品。压滤机控制系统的输入信号包括5 3个开关量信号，输出信号则包括2 8个开关量信号。根据系统I/O数量和类型，并考虑到系列产品备件的通用性及扩展需要，系统，所选择的系统硬件如表1。 表1 系统硬件表 外围电路共包括3种电路：控制电路、检测电路和安全保护电路。控制电路是传输控制指令的通道，其构成部件为：接触器、中继器、控制线圈；检测电路的作用主要是用于检测压滤机的工作状态，并提供检测信息便于控制操作，其组成部件为：接触器、开关、断路器的辅助触点、温度和压力传感器等元器件；安全保护电路是压滤机的第一层安全控制，其构成部件为：接触器、断路器、急停按钮构成。HNC则是指处于液压4缸的同步控制系统，接收PLC发出的指令但较独立于PLC，主要是用于控制板框组水平的开闭，便于定位与封闭。 2.自动控制系统的软件设计 针对液压式压滤机在运行中所遇到的限制条件多，控制逻辑复杂的情况，本系统根据压滤机工作时序及控制要求，在编程环境下采用模块化的方式，进行控制程序的设计，弥补压滤机这方面的不足。控制程序主要由5个模块组成，主控程序、信号采集、工艺流程、手动流程、输出控制等5个模块构成。 2.1主程序设计 对控制功能相同的设备进行模块化编程，压滤机控制是一个三态控制系统，通过控制柜面上带灯的开关按钮的选择，可以在手动、自动和测试3种运行模式中进行自由切换，控制柜面上所设置的按钮是用来选中程序模式工作流程并指示其运行状态，触摸屏的按钮可 _切换初次和再次挤压程序，这一功能可以大大的压缩再次挤压模式的工序，主程序梯形图如图2。 图2 主程序梯形图 2.2带指示灯的按钮 压滤机的控制系统均采用指示灯、柜面按钮、选择开关和触摸屏画面双控制的模式。在进行柜面控制时，可以采用对应的带灯按钮来完成压滤机的工作流程模式选择及指示，并且，可用同一指示灯4种不同状态来标识对应的工作流程，例如：指示灯熄灭时表示压滤机在此工作区的运营停止，指示灯缓慢闪动时表示此工作区处于手动模式下，指示灯快速闪动时表示压滤机在此工作区间运行过程中出现故障，指示灯常亮时代表压滤机在此工作区正常运行。 2.3复位按钮 在控制面板上设置3种复位功能的按钮，即初始状态复位、报警复位以及区间复位，并通过按钮持续时间区分复位指令。按下复位按钮持续时间为1s，会输出复位报警，所有的报警状态复位；按下复位按钮持续时间为3s，同时输出报警复位和区间复位，此时，报警状态和区间选中状态同时被复位；按下复位按钮持续时间为5s，报警复位、区间复位和初始状态复位三种状态同时开