自動化控制在氣流輸送物料系統中的應用

陳立新

摘 要 物料體積的測量是制藥廠的重要控制組成環節。文章介紹了開發物料氣流輸送系統自動化控制，闡述了應用PLC、變頻器及觸摸屏，通過現場IMF的絕對壓力變送器及光電等傳感器，將整個氣流輸送前后系統進行了聯鎖對接集中控制，性能安全可靠，與整個工藝生產過程形成了有機的整體，提高了生產自動化水平及產品質量，減少了勞動力。

關鍵詞 料位測控；PLC；變頻器；人機界面

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0016-02

為了滿足公司生產工藝過程控制的要求，提高產品品質及生產自動化水平，減少勞動力。202車間引進了氣流輸送系統設備，主要用于車間離心機崗向203車間輸送該崗位生產的古龍酸，減少物料暴露在空氣中的機會。工藝流程控制是：上懸式離心機下方卸料口通過皮帶輸送機與料斗相連，料斗下方的輸料管道又與樓頂的旋風料倉相連；料倉上部有羅茨風機與其連接，料倉下部是卸料口。系統開始工作時，羅茨風機首先開始工作，輸料管道內形成由下向上流動、具有一定風速的氣流。古龍酸物料被皮帶輸送機輸送到料斗后，在料斗內刮板的轉動下全部進入輸料管道，隨氣流輸送到樓頂，然后經旋風料倉固氣分離后卸料，實現氣流輸送物料的功能。

1 關鍵設備材質

為了滿足公司產品質量要求，要求與物料接觸的材料必須符合潔凈度要求。故皮帶輸送機上采用了白色食品級履帶輸送物料，系統中與物料接觸的設備、管道采用不銹鋼材質，均不與物料發生化學反應，且表面光滑易清潔，不易積料。整個系統輸送物料處于密閉狀態，保證了產品質量不受周圍環境因素的影響。

2 設備工作原理

設備運轉時，樓頂的羅茨風機開始工作，輸料管道和旋風料倉內形成由下而上流動、具有一定風速的負壓氣流。上懸式離心機物料高速固液分離后的古龍酸物料卸到皮帶輸送機的履帶上，履帶將物料輸送到料斗，在刮板的轉動下物料源源不斷地進入底部的輸料管道，在封閉的管道內被氣流輸送到樓頂，經旋風料倉固氣分離后的古龍酸物料由卸料口卸料交下道工序203車間使用。

3 主要自動化的連鎖控制要求

本控制設計任務需要實現以下連鎖控制目標。

離心機卸料的允許信號：

1）PLC上電，初始條件約束：首先氣流輸送羅茨風機啟動，延時2分鐘后回轉鎖氣閥再啟動。

2）當允許離心機卸料時，在同一時刻只允許離心機（依次）選擇一臺卸料，不允許同時選擇大于等于2臺；一臺離心機卸料復位后才能第二臺卸料。（由于皮帶輸送機帶寬容量限制）

3）時間倒計時允許卸料。倒計時器初值為“0”，每當一臺離心機卸料時，計時器加5分鐘，當計時器數值小于等于5分鐘時，發出離心機卸料允許信號。（基于料斗容量2車物料）

4）皮帶輸送機啟動速度反饋信號滿足需求。（卸料信號發出，皮帶輸送機、一樓回轉鎖氣閥啟動，檢測輸送機速度、回轉鎖氣閥運轉信號，反饋至離心機，允許離心機卸料。）

5）一樓料倉，設置高料位。高料位信號燈亮，不允許卸料；高料位檢測無料，延時6分鐘停止一樓回轉鎖氣閥。

皮帶輸送機啟動信號：

1）皮帶輸送機接到卸料信號時，啟動，收到卸料復位信號后，延時30秒停止。

2）當皮帶輸送機延時期間，接到卸料允許信號，延時信號復位并繼續完成該卸料程序。

4 氣流輸送安全聯鎖控制信號

1）參數設定及顯示作用的觸摸屏放在一樓。方便操作，在一樓就可以方便地啟動和停止氣流輸送。當氣流輸送系統開啟時，在絕對壓力允許范圍內，羅茨風機一直運行。在五樓料倉卸料口旁設置一急停按鈕，可以停止整個輸送系統，作為緊急情況下安全保護用。

2）五樓等料回轉鎖氣閥可以手動控制。但受五樓料倉低料位計控制。

3）五樓料倉高料位時一樓回轉鎖氣閥停止匯料；低料位五樓回轉鎖氣閥停止出料。

一樓料倉內刮板必須與一樓回轉鎖氣閥安全聯動。

5 硬件配置及實現方法

為了提高控制系統的可靠性與靈活性，系統采用了SIEMENS公司的S7-200系列的PLC，2個模擬輸入口及RS485通訊口，性價比高，滿足了本系統的所有控制編程要求。

為了連續測量系統管道內絕對壓力，傳感器采用了IFM公司的PF2609絕對壓力變送器，輸出標準的二進制4～20 mA電流信號，現場顯示人機界面也選擇了西門子公司的TP270，可以方便地顯示和設定參數。通過RS485通訊協議，利用紫色通訊線將PLC和觸摸屏有機地結合。這樣在一樓觸摸屏上可以實時監控料位、管道內絕對壓力，同時可人工設定自動控制絕對壓力保護報警的限制值。可以用自動/手動切換方式控制該系統。實現通過人機界面上限制值，經PLC內置PID運算，控制變頻輸出的皮帶機速度及調節物料在管道內的絕對壓力。使輸送系統的前后工序形成有機的整體。

6 結束語

本文介紹的氣流輸送系統設計方案和控制原理，經過實踐證明是確實可行的，提高了生產自動化水平，保證了物料的產品質量，而且性能穩定可靠。作者認為本方案不僅適用于工業生產老設備的工藝連續自動集中控制，為公司的節能降耗，對中小型的系統工程集中控制也具有參考價值。

參考文獻

[1]西門子S7-300 PLC[M].機械工業出版社.

[2]西門子人機界面（觸摸屏）組態與應用技術[M].機械工業出版社.endprint

摘 要 物料體積的測量是制藥廠的重要控制組成環節。文章介紹了開發物料氣流輸送系統自動化控制，闡述了應用PLC、變頻器及觸摸屏，通過現場IMF的絕對壓力變送器及光電等傳感器，將整個氣流輸送前后系統進行了聯鎖對接集中控制，性能安全可靠，與整個工藝生產過程形成了有機的整體，提高了生產自動化水平及產品質量，減少了勞動力。

關鍵詞 料位測控；PLC；變頻器；人機界面

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0016-02

為了滿足公司生產工藝過程控制的要求，提高產品品質及生產自動化水平，減少勞動力。202車間引進了氣流輸送系統設備，主要用于車間離心機崗向203車間輸送該崗位生產的古龍酸，減少物料暴露在空氣中的機會。工藝流程控制是：上懸式離心機下方卸料口通過皮帶輸送機與料斗相連，料斗下方的輸料管道又與樓頂的旋風料倉相連；料倉上部有羅茨風機與其連接，料倉下部是卸料口。系統開始工作時，羅茨風機首先開始工作，輸料管道內形成由下向上流動、具有一定風速的氣流。古龍酸物料被皮帶輸送機輸送到料斗后，在料斗內刮板的轉動下全部進入輸料管道，隨氣流輸送到樓頂，然后經旋風料倉固氣分離后卸料，實現氣流輸送物料的功能。

1 關鍵設備材質

為了滿足公司產品質量要求，要求與物料接觸的材料必須符合潔凈度要求。故皮帶輸送機上采用了白色食品級履帶輸送物料，系統中與物料接觸的設備、管道采用不銹鋼材質，均不與物料發生化學反應，且表面光滑易清潔，不易積料。整個系統輸送物料處于密閉狀態，保證了產品質量不受周圍環境因素的影響。

2 設備工作原理

設備運轉時，樓頂的羅茨風機開始工作，輸料管道和旋風料倉內形成由下而上流動、具有一定風速的負壓氣流。上懸式離心機物料高速固液分離后的古龍酸物料卸到皮帶輸送機的履帶上，履帶將物料輸送到料斗，在刮板的轉動下物料源源不斷地進入底部的輸料管道，在封閉的管道內被氣流輸送到樓頂，經旋風料倉固氣分離后的古龍酸物料由卸料口卸料交下道工序203車間使用。

3 主要自動化的連鎖控制要求

本控制設計任務需要實現以下連鎖控制目標。

離心機卸料的允許信號：

1）PLC上電，初始條件約束：首先氣流輸送羅茨風機啟動，延時2分鐘后回轉鎖氣閥再啟動。

2）當允許離心機卸料時，在同一時刻只允許離心機（依次）選擇一臺卸料，不允許同時選擇大于等于2臺；一臺離心機卸料復位后才能第二臺卸料。（由于皮帶輸送機帶寬容量限制）

3）時間倒計時允許卸料。倒計時器初值為“0”，每當一臺離心機卸料時，計時器加5分鐘，當計時器數值小于等于5分鐘時，發出離心機卸料允許信號。（基于料斗容量2車物料）

4）皮帶輸送機啟動速度反饋信號滿足需求。（卸料信號發出，皮帶輸送機、一樓回轉鎖氣閥啟動，檢測輸送機速度、回轉鎖氣閥運轉信號，反饋至離心機，允許離心機卸料。）

5）一樓料倉，設置高料位。高料位信號燈亮，不允許卸料；高料位檢測無料，延時6分鐘停止一樓回轉鎖氣閥。

皮帶輸送機啟動信號：

1）皮帶輸送機接到卸料信號時，啟動，收到卸料復位信號后，延時30秒停止。

2）當皮帶輸送機延時期間，接到卸料允許信號，延時信號復位并繼續完成該卸料程序。

4 氣流輸送安全聯鎖控制信號

1）參數設定及顯示作用的觸摸屏放在一樓。方便操作，在一樓就可以方便地啟動和停止氣流輸送。當氣流輸送系統開啟時，在絕對壓力允許范圍內，羅茨風機一直運行。在五樓料倉卸料口旁設置一急停按鈕，可以停止整個輸送系統，作為緊急情況下安全保護用。

2）五樓等料回轉鎖氣閥可以手動控制。但受五樓料倉低料位計控制。

3）五樓料倉高料位時一樓回轉鎖氣閥停止匯料；低料位五樓回轉鎖氣閥停止出料。

一樓料倉內刮板必須與一樓回轉鎖氣閥安全聯動。

5 硬件配置及實現方法

為了提高控制系統的可靠性與靈活性，系統采用了SIEMENS公司的S7-200系列的PLC，2個模擬輸入口及RS485通訊口，性價比高，滿足了本系統的所有控制編程要求。

為了連續測量系統管道內絕對壓力，傳感器采用了IFM公司的PF2609絕對壓力變送器，輸出標準的二進制4～20 mA電流信號，現場顯示人機界面也選擇了西門子公司的TP270，可以方便地顯示和設定參數。通過RS485通訊協議，利用紫色通訊線將PLC和觸摸屏有機地結合。這樣在一樓觸摸屏上可以實時監控料位、管道內絕對壓力，同時可人工設定自動控制絕對壓力保護報警的限制值。可以用自動/手動切換方式控制該系統。實現通過人機界面上限制值，經PLC內置PID運算，控制變頻輸出的皮帶機速度及調節物料在管道內的絕對壓力。使輸送系統的前后工序形成有機的整體。

6 結束語

本文介紹的氣流輸送系統設計方案和控制原理，經過實踐證明是確實可行的，提高了生產自動化水平，保證了物料的產品質量，而且性能穩定可靠。作者認為本方案不僅適用于工業生產老設備的工藝連續自動集中控制，為公司的節能降耗，對中小型的系統工程集中控制也具有參考價值。

參考文獻

[1]西門子S7-300 PLC[M].機械工業出版社.

[2]西門子人機界面（觸摸屏）組態與應用技術[M].機械工業出版社.endprint

摘 要 物料體積的測量是制藥廠的重要控制組成環節。文章介紹了開發物料氣流輸送系統自動化控制，闡述了應用PLC、變頻器及觸摸屏，通過現場IMF的絕對壓力變送器及光電等傳感器，將整個氣流輸送前后系統進行了聯鎖對接集中控制，性能安全可靠，與整個工藝生產過程形成了有機的整體，提高了生產自動化水平及產品質量，減少了勞動力。

關鍵詞 料位測控；PLC；變頻器；人機界面

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0016-02

為了滿足公司生產工藝過程控制的要求，提高產品品質及生產自動化水平，減少勞動力。202車間引進了氣流輸送系統設備，主要用于車間離心機崗向203車間輸送該崗位生產的古龍酸，減少物料暴露在空氣中的機會。工藝流程控制是：上懸式離心機下方卸料口通過皮帶輸送機與料斗相連，料斗下方的輸料管道又與樓頂的旋風料倉相連；料倉上部有羅茨風機與其連接，料倉下部是卸料口。系統開始工作時，羅茨風機首先開始工作，輸料管道內形成由下向上流動、具有一定風速的氣流。古龍酸物料被皮帶輸送機輸送到料斗后，在料斗內刮板的轉動下全部進入輸料管道，隨氣流輸送到樓頂，然后經旋風料倉固氣分離后卸料，實現氣流輸送物料的功能。

1 關鍵設備材質

為了滿足公司產品質量要求，要求與物料接觸的材料必須符合潔凈度要求。故皮帶輸送機上采用了白色食品級履帶輸送物料，系統中與物料接觸的設備、管道采用不銹鋼材質，均不與物料發生化學反應，且表面光滑易清潔，不易積料。整個系統輸送物料處于密閉狀態，保證了產品質量不受周圍環境因素的影響。

2 設備工作原理

設備運轉時，樓頂的羅茨風機開始工作，輸料管道和旋風料倉內形成由下而上流動、具有一定風速的負壓氣流。上懸式離心機物料高速固液分離后的古龍酸物料卸到皮帶輸送機的履帶上，履帶將物料輸送到料斗，在刮板的轉動下物料源源不斷地進入底部的輸料管道，在封閉的管道內被氣流輸送到樓頂，經旋風料倉固氣分離后的古龍酸物料由卸料口卸料交下道工序203車間使用。

3 主要自動化的連鎖控制要求

本控制設計任務需要實現以下連鎖控制目標。

離心機卸料的允許信號：

1）PLC上電，初始條件約束：首先氣流輸送羅茨風機啟動，延時2分鐘后回轉鎖氣閥再啟動。

2）當允許離心機卸料時，在同一時刻只允許離心機（依次）選擇一臺卸料，不允許同時選擇大于等于2臺；一臺離心機卸料復位后才能第二臺卸料。（由于皮帶輸送機帶寬容量限制）

3）時間倒計時允許卸料。倒計時器初值為“0”，每當一臺離心機卸料時，計時器加5分鐘，當計時器數值小于等于5分鐘時，發出離心機卸料允許信號。（基于料斗容量2車物料）

4）皮帶輸送機啟動速度反饋信號滿足需求。（卸料信號發出，皮帶輸送機、一樓回轉鎖氣閥啟動，檢測輸送機速度、回轉鎖氣閥運轉信號，反饋至離心機，允許離心機卸料。）

5）一樓料倉，設置高料位。高料位信號燈亮，不允許卸料；高料位檢測無料，延時6分鐘停止一樓回轉鎖氣閥。

皮帶輸送機啟動信號：

1）皮帶輸送機接到卸料信號時，啟動，收到卸料復位信號后，延時30秒停止。

2）當皮帶輸送機延時期間，接到卸料允許信號，延時信號復位并繼續完成該卸料程序。

4 氣流輸送安全聯鎖控制信號

1）參數設定及顯示作用的觸摸屏放在一樓。方便操作，在一樓就可以方便地啟動和停止氣流輸送。當氣流輸送系統開啟時，在絕對壓力允許范圍內，羅茨風機一直運行。在五樓料倉卸料口旁設置一急停按鈕，可以停止整個輸送系統，作為緊急情況下安全保護用。

2）五樓等料回轉鎖氣閥可以手動控制。但受五樓料倉低料位計控制。

3）五樓料倉高料位時一樓回轉鎖氣閥停止匯料；低料位五樓回轉鎖氣閥停止出料。

一樓料倉內刮板必須與一樓回轉鎖氣閥安全聯動。

5 硬件配置及實現方法

為了提高控制系統的可靠性與靈活性，系統采用了SIEMENS公司的S7-200系列的PLC，2個模擬輸入口及RS485通訊口，性價比高，滿足了本系統的所有控制編程要求。

為了連續測量系統管道內絕對壓力，傳感器采用了IFM公司的PF2609絕對壓力變送器，輸出標準的二進制4～20 mA電流信號，現場顯示人機界面也選擇了西門子公司的TP270，可以方便地顯示和設定參數。通過RS485通訊協議，利用紫色通訊線將PLC和觸摸屏有機地結合。這樣在一樓觸摸屏上可以實時監控料位、管道內絕對壓力，同時可人工設定自動控制絕對壓力保護報警的限制值。可以用自動/手動切換方式控制該系統。實現通過人機界面上限制值，經PLC內置PID運算，控制變頻輸出的皮帶機速度及調節物料在管道內的絕對壓力。使輸送系統的前后工序形成有機的整體。

6 結束語

本文介紹的氣流輸送系統設計方案和控制原理，經過實踐證明是確實可行的，提高了生產自動化水平，保證了物料的產品質量，而且性能穩定可靠。作者認為本方案不僅適用于工業生產老設備的工藝連續自動集中控制，為公司的節能降耗，對中小型的系統工程集中控制也具有參考價值。

參考文獻

[1]西門子S7-300 PLC[M].機械工業出版社.

[2]西門子人機界面（觸摸屏）組態與應用技術[M].機械工業出版社.endprint