松下電工PLC在廢煙支煙絲回收設(shè)備中的應(yīng)用
2006/5/13 23:43:00
1 引言 廢煙支煙絲回收設(shè)備是對卷接機(jī)組產(chǎn)生的廢煙支或跑條煙進(jìn)行回收再利用的設(shè)備。當(dāng)前,此類設(shè)備的電氣控制部分仍然采用的是常規(guī)的繼電器、中間繼電器和時間繼電器等,存在著故障率高、維修難、耗能高、噪音大等缺陷,因而生產(chǎn)效率較低、成本高,所以,隨著自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,廢煙支煙絲回收設(shè)備的自動化程度亟待提高。本文介紹了基于PLC控制的廢煙支煙絲回收設(shè)備,經(jīng)該設(shè)備處理的廢煙不需對回收煙絲做任何工藝處理,就能及時直接地送入卷煙機(jī)供料系統(tǒng),在節(jié)省費(fèi)用的條件下,保證了回收煙絲的質(zhì)量。 2 設(shè)備簡介 2.1 設(shè)備的構(gòu)成簡介 該設(shè)備主要由上料電機(jī)、梳理篩電機(jī)、主電機(jī)、上振篩電機(jī)、下振篩電機(jī)、除塵電機(jī)和電磁閥等組成。上料電機(jī)驅(qū)動上料帶,將廢煙支送到梳理篩上,其速度通過變頻器控制;梳理篩將送來的煙支梳理成一個方向,送給切刀并將其撥開;切刀由主電機(jī)驅(qū)動和控制,電機(jī)的速度通過變頻器調(diào)節(jié);上振篩和下振篩將撥開的廢煙支的煙絲、煙紙和過濾嘴等分離開,并通過不同的出口分類入箱;除塵電機(jī)用來將工作過程中的粉塵抽出室外,減少室內(nèi)污染;另外,設(shè)備中還有金屬檢測傳感器,用來檢測廢煙支中的金屬物,如果檢測到有金屬物必須及時打開電磁閥控制的門將其排除,以免損壞切刀。 2.2 設(shè)備的工作流程 設(shè)備工作于兩種方式,即自動控制方式和手動控制方式。自動工作方式滿足了高效率的生產(chǎn),但由于該設(shè)備的運(yùn)行的特性,即啟動時應(yīng)該先啟動主機(jī),最后啟動上料電機(jī);停車時應(yīng)該先停止上料,最后才能停止下振篩;所以也決定了設(shè)備在自動控制方式下的啟動順序和停車順序流程也具有特殊性,如圖1所示。手動工作方式主要用于設(shè)備的調(diào)試,工作流程中的每個動作均可單獨(dú)地啟動和停止控制,啟動后也可用于正常生產(chǎn)。這種方式下的控制流程較簡單,不再復(fù)述。 3 控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計 3.1 PLC的選擇 在該設(shè)備中,產(chǎn)生輸入控制信號的設(shè)備有:工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)、每個電機(jī)的啟停按鈕、自動方式下的啟停按鈕、急停按鈕、每個交流接觸器的輔助常開觸點(diǎn)、低壓斷路器的輔助常開觸點(diǎn)和金屬檢測傳感器的信號輸入等。輸出設(shè)備主要有:每個電機(jī)的交流接觸器及其對應(yīng)的在配電柜上的運(yùn)行狀態(tài)指示、電磁閥及其狀態(tài)指示、兩個變頻器的控制信號和故障報警等。因此,該設(shè)備共需要30多點(diǎn)的輸入信號,20多點(diǎn)的輸出信號,按照選擇可編程序控制器的原則,考慮到以后擴(kuò)展的需要,I/O點(diǎn)數(shù)留有一定的余量,這里選擇了松下電工FP1-C72繼電器輸出類型的PLC,其I/O點(diǎn)數(shù)為40/32。 3.2 軟件設(shè)計 根據(jù)設(shè)備的工作流程和用戶的實(shí)際要求,由PLC實(shí)現(xiàn)的廢煙支煙絲回收設(shè)備自動控制系統(tǒng)的流程圖如圖2所示。由于篇幅有限,這里略去了子程序和手動程序的流程圖。 在程序設(shè)計中,除了具有設(shè)備要求的手動和自動控制功能、急停功能以外,還有以下特點(diǎn): 1)、奇偶控制特性: 該設(shè)備中,除了復(fù)位按鈕以外的所有控制按鈕,均具有奇偶控制特性,即奇數(shù)次按下按鈕時該按鈕起啟動按鈕的作用,偶數(shù)次按下按鈕時該按鈕起停止按鈕的作用。因此,既節(jié)約了硬件費(fèi)用,又節(jié)約了PLC的I/O資源。 2)、安全保護(hù)特性: 在設(shè)備正常運(yùn)行過程中,上料電機(jī)、梳理篩電機(jī)、主電機(jī)、上振篩電機(jī)、下振篩電機(jī)和電磁閥等必須協(xié)調(diào)同步運(yùn)行。一旦由于某路低壓斷路器、交流接觸器及其熔斷器出了故障,該設(shè)備必須立即停車。例如上振篩電機(jī)回路中的交流接觸器因機(jī)械故障卡死而不能吸合,這時PLC雖然有信號輸出,但電機(jī)卻不能啟動運(yùn)行,因而會造成廢煙支積壓,所以必須立即停車。為了滿足這一技術(shù)要求,利用交流接觸器的輔助常開觸點(diǎn)、低壓斷路器的輔助常開觸點(diǎn)作為PLC的輸入信號,通過軟件設(shè)計合理的安全保護(hù)和報警功能。 3)、金屬物檢測: 在要回收的廢煙支中經(jīng)常會混有一些像螺絲、金屬保險絲和鋁片等金屬物,這些金屬物將會嚴(yán)重地?fù)p壞切絲刀片,有時會危及到人身安全。所以,在上料過程中必須對金屬物進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)金屬物時將其自動排除。為此設(shè)備中裝有金屬檢測傳感器,結(jié)合可靠的軟件設(shè)計完全滿足了金屬物檢測的需要。 4 結(jié)束語 基于PLC設(shè)計的廢煙支煙絲回收設(shè)備通過運(yùn)行證明其結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便,運(yùn)行安全可靠;每小時回收廢煙支80多公斤,明顯地提升了此類設(shè)備的自動化程度,大大降低了工人的勞動強(qiáng)度,提高了勞動生產(chǎn)率,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) [1] 汪曉光,孫曉瑛,王艷丹.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994。 [2] 張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,200.161-182。
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