淺談利用PLC實(shí)現(xiàn)冷卻水槽液位自動控制系統(tǒng)

何金林

(河南平高電氣股份有限公司 絕緣分廠，河南 平頂山 467001)

0 引言

在環(huán)氧樹脂澆注件的生產(chǎn)過程中，為減緩澆口部位物料的硬化速度，通常要在模具澆口部位設(shè)計(jì)冷卻水槽，通過冷卻水降低澆口部位物料的溫度，以達(dá)到減緩其硬化速度的目的。由于澆注模具需要送入固化烘爐內(nèi)進(jìn)行固化，而固化烘爐內(nèi)的溫度要遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，冷卻水槽內(nèi)的液位會不斷降低。

為了保持水槽內(nèi)液位，需要在環(huán)氧樹脂固化的前期，多次向水槽內(nèi)補(bǔ)充冷卻水。這樣做需要多次開啟爐門，導(dǎo)致烘爐內(nèi)溫度場不穩(wěn)定;若是操作者忘記或延誤了加水的時(shí)間，就可能會使?jié)部诓课晃锪嫌不^快，導(dǎo)致澆注件缺陷。雖然擴(kuò)大水槽容量可以從一定程度上使上述問題得到緩解，但卻不能從根本上解決問題。

因此，有必要開發(fā)一種冷卻水槽液位自動控制系統(tǒng)，使冷卻水液位能夠在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)保持在期望的水平。這樣，就可以在不開啟爐門的情況下，保持冷卻水槽的液位，同時(shí)還避免了人工操作容易出現(xiàn)的失誤情況。

1 冷卻水槽液位控制系統(tǒng)的組成

本文設(shè)計(jì)的冷卻水槽控制系統(tǒng)主要由水槽主體、檢測單元、電氣控制單元、閥門及給水管等幾部份組成。如圖1所示。

圖1 冷卻水槽控制系統(tǒng)

①液位傳感器及固定端子(連接控制單元);②冷卻水槽蓋板及固定螺栓(易拆卸，便于維護(hù));③給水管(硅橡膠管，耐高溫);④冷卻水;⑤環(huán)氧樹脂;⑥模具。

(1)水槽主體：在設(shè)計(jì)水槽時(shí)，要充分考慮到信號傳輸和補(bǔ)水的需求，合理預(yù)留工藝孔。同時(shí)為便于后期調(diào)試和維護(hù)，水槽的頂蓋不能夠焊死，而是要便于拆卸。

(2)檢測單元：由于烘爐內(nèi)的溫度很高，普通的傳感器無法滿足使用需求，應(yīng)采用耐高溫的原件，同時(shí)導(dǎo)線也應(yīng)采用硅橡膠外絕緣的耐高溫導(dǎo)線。如對控制精度的需求不高時(shí)，也可以采用傳統(tǒng)的浮球液位計(jì)，同樣能夠取得較好的效果。

(3)電氣控制單元：電氣控制單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，通過PLC的通信連接接口，可以同時(shí)對多組數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到控制多個(gè)模具冷卻水槽液位的目的。

(4)閥門：本系統(tǒng)的閥門分為手動閥門和自動閥門兩個(gè)部分，手動閥門位于給水管道的前端，可人為調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供水;自動閥門位于給水管道的終端，用于控制向冷卻水槽內(nèi)補(bǔ)水的時(shí)間。

(5)給水管：考慮到烘爐內(nèi)溫度較高，給水管也應(yīng)采用耐高溫的硅橡膠管。

2 冷卻水槽液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過液位傳感器(也可用浮球代替)檢測到的信號，通過數(shù)據(jù)線傳遞到PLC通信端口(如圖2所示)，在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)，PLC根據(jù)檢測信號，控制給水閥門的開閉，達(dá)到控制冷卻水槽內(nèi)液位的目的;如超出預(yù)設(shè)時(shí)間，則給水閥門常閉，停止向冷卻水槽給水。

圖2 PLC結(jié)構(gòu)示意圖

①狀態(tài)指示燈;②通信接口

參照操作手冊，利用PLC自帶的可視化編程模塊，可輕松實(shí)現(xiàn)上述功能;同時(shí)利用可視化標(biāo)準(zhǔn)組件設(shè)計(jì)模塊，還可以制作各水槽的動畫視圖，實(shí)現(xiàn)通過觸摸屏集中監(jiān)控多組模具冷卻水槽液位的目的。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)了冷卻水槽液位自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多模具冷卻水槽內(nèi)液位的集中自動控制，避免了由于向水槽內(nèi)補(bǔ)水而開啟爐門的情況，同時(shí)還避免了人工操作容易出現(xiàn)的失誤情況，提高了環(huán)氧樹脂固化環(huán)節(jié)的技術(shù)含量，具有推廣價(jià)值。