1引言

某廠(chǎng)擠塑設(shè)備上的一種真空抽料送料系統(tǒng)使用80年代進(jìn)口的烘干送料系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)陳舊且部分維修圖紙丟失，不宜維護(hù)。因此立項(xiàng)采用plc來(lái)改造原電氣控制系統(tǒng)。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該抽料系統(tǒng)是利用大氣壓力將固體塑料顆粒吸入真空罐，然后再回吹到下方的罐體中以實(shí)現(xiàn)原料的運(yùn)送。本系統(tǒng)由同一個(gè)氣泵完成三個(gè)料罐的原料輸送，三個(gè)料罐各有自己的功能，第一個(gè)料罐是儲(chǔ)料罐，用于存儲(chǔ)原料，第二個(gè)料罐是干燥罐，用于接原料干燥系統(tǒng)去除原料中的水份以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，第三個(gè)料罐是放在擠塑機(jī)上，直接輸送到擠出機(jī)膛中加熱，進(jìn)入下一道工序，如圖1所示。

原設(shè)備氣泵逐一吸吹三個(gè)料罐，完成原料在三個(gè)料罐之間的運(yùn)送，控制系統(tǒng)通過(guò)吸料的時(shí)間來(lái)控制每次運(yùn)送原料的量，由人工監(jiān)測(cè)料位的高低。原控制系統(tǒng)效率低下，而且設(shè)備一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)才能滿(mǎn)足原料輸送的生產(chǎn)速度，不但氣泵的工作時(shí)間增加，而且不利于減少電能的使用以節(jié)約能源。

3自動(dòng)化硬件與工藝自動(dòng)化

3.1plc硬件變量定義

原控制系統(tǒng)由西門(mén)子的s7-200替代，硬件變量定義參見(jiàn)附表所示。

3.2工藝自動(dòng)化

由該plc控制氣閥的開(kāi)合，接受料位開(kāi)關(guān)的信號(hào)。k4與k5共同控制氣泵對(duì)主管道的吹和吸動(dòng)作，當(dāng)k4接通主管，k5斷開(kāi)主管，接到大氣中時(shí)，主管道是回吹的氣流，反之則是吸入的氣流。k1、k2、k3分別控制三個(gè)料罐的吸吹動(dòng)作。而xwk1、xwk2、xwk3是檢測(cè)罐中的原料是否滿(mǎn)的狀態(tài)，此處檢測(cè)必須在回吹時(shí)才能采集信號(hào)。而xwk4則是檢測(cè)擠塑機(jī)料罐中原料的料位最低值，當(dāng)擠塑機(jī)料罐的原料達(dá)到xwk4處時(shí)氣泵開(kāi)始工作，當(dāng)擠塑機(jī)料罐中xwk3檢測(cè)到該料罐已滿(mǎn)，則停止氣泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，復(fù)位所有氣閥狀態(tài)。若檢測(cè)到儲(chǔ)料罐已滿(mǎn)，則跳過(guò)“為儲(chǔ)料罐吸料”的動(dòng)作，繼續(xù)回吹下一個(gè)料罐。若檢測(cè)到干燥罐已滿(mǎn)，則跳過(guò)“為干燥罐吸料”的動(dòng)作，繼續(xù)回吹下一個(gè)料罐。如此往復(fù)吸料以滿(mǎn)足運(yùn)料要求。由于以前的鋼絲纏繞管工作年限較短，而且易老化漏氣，所以由無(wú)縫鋼管予以替代，接縫處應(yīng)做好密封，如圖2所示。

4軟件設(shè)計(jì)

4.1控制流程圖設(shè)計(jì)

軟件的控制流程圖如圖3所示。初始化動(dòng)作是將各閥門(mén)設(shè)置初始狀態(tài)，k1、k2、k3都接通主管道，k4、k5都接通大氣，然后判斷擠塑機(jī)料罐中的原料是否已經(jīng)低于xwk4的位置，如果是的話(huà)，啟動(dòng)氣泵，回吹儲(chǔ)料罐，即：k1接通主管道，k2、k3斷開(kāi)主管道，k4接通主管道，k5接通大氣，持續(xù)3秒，完成回吹動(dòng)作，同時(shí)采集xwk1值，判斷是否抽滿(mǎn)儲(chǔ)料罐，如果沒(méi)有，則為儲(chǔ)料罐抽料，即：k1、k2、k3不變，k4接通大氣，k5接通主管道，為儲(chǔ)料罐抽料10秒。接著在回吹干燥罐等動(dòng)作。

4.2梯形圖編程設(shè)計(jì)

部分plc程序如下：

network1//啟動(dòng)與停止互鎖

ldi0.0//啟動(dòng)按鈕

om10.0

ani0.1//停止按鈕

=m10.0//互鎖

network2//準(zhǔn)備狀態(tài)

ldnm10.0//啟動(dòng)標(biāo)志位

rq0.0，1//氣泵停止

sq0.1，3//氣閥1、2、3接通主管道

rq0.4，2//氣閥4、5接通大氣

rm10.1，3

movw0，t37

network3//判斷擠塑機(jī)料位是否達(dá)到低位，若是啟動(dòng)氣泵，開(kāi)始計(jì)時(shí)

ldm10.0//啟動(dòng)標(biāo)志位

ai0.5//料位是否達(dá)到低位

sq0.0，1//啟動(dòng)氣泵

tont37，1//啟動(dòng)定時(shí)器

network4//回吹儲(chǔ)料罐3秒，判斷是否裝滿(mǎn)

ldm10.0//啟動(dòng)標(biāo)志位

aw》=t37，1//當(dāng)定時(shí)器大于1

aw《=t37，30//當(dāng)定時(shí)器小于3s

該系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)擠塑機(jī)料罐中的原料料位，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的低點(diǎn)時(shí)，氣泵開(kāi)始工作，自動(dòng)的完成原料的輸送，同時(shí)檢測(cè)各料罐狀態(tài)，如果其中某一料罐已經(jīng)裝滿(mǎn)料的話(huà)，則自動(dòng)跳出該料罐的吸料動(dòng)作，避免因?yàn)闈M(mǎn)料罐再吸料引起的意外，有效地保證設(shè)備的良好運(yùn)行。

5結(jié)束語(yǔ)

對(duì)本抽料系統(tǒng)改造后，規(guī)避了以前的效率低、耗能等一系列弊端，能夠高效準(zhǔn)確的控制固體顆粒原料的運(yùn)送量和運(yùn)送速度，降低了電機(jī)和氣泵的工作時(shí)間，從而減少了設(shè)備的故障頻率，精確的控制抽吸時(shí)間，避免不必要的能源浪費(fèi)，提高了工作效率，使設(shè)備更具智能化。同時(shí)為工廠(chǎng)節(jié)約了很大一部分人力成本和維修成本。