用PLC控制真空吸砂機的電氣控制設計

王賢浩

遼寧錦州渤海大學工學院

用PLC控制真空吸砂機的電氣控制設計

王賢浩

遼寧錦州渤海大學工學院

隨著社會的進步，科技的發展，自動化控制技術在工業生產之中占據著越來越重要的作用，傳統的自動化控制技術運用了繼電器實現。在自動化控制技術的發展推動下，繼電器可編程控制器，也就是PLC所替代，這是工業生產的必然趨勢。在后期的遠程操控機器中普遍選擇了組態監控軟件，工作現場中不需要有任何工作人員的參與，自動化遠程操作機器的過程中，可以避免來自噪音以及灰塵的干擾。本文主要是采用組態軟件通過PLC方法對真空吸砂機進行遠程控制，和闡述了制作組態軟件中的元素。結尾部分實現了遠程控制真空吸砂機。

PLC 遠程控制 真空吸砂機

1 遠程控制原理

真空吸砂機遠程控制采用的技術是PLC，實現過程具體總結為：先把PLC編程軟件以及組態王軟件安裝在電腦里面，按照PLC程序，對真空吸砂機進行仿真實現，接著以圖形的方式將真空吸砂機遠程控制展現出來。遠程控制系統結構圖如圖1所示。

圖1 遠程控制系統結構圖

2 確定重要部件

2.1 真空泵

本文選擇的真空泵是來自德國GM系列的，國外很多的輸送設備都有用到該系列的真空泵，相比于該類產品，本文采用的GM系列真空泵，在結構設計方面簡潔，外觀精美，小巧，同時產生的風量比較大。

2.2 電動機

本文選擇的電動機是三相異步電動機，而且選擇了SKF軸承。該電動機的安裝簡潔，不受外部環境的影響，無論外部的環境是有風有雨還是大霧茫茫，都具備了防護的功能。本文的電動機產生的噪音比較低，同時達到了節能環保的功效。

2.3 三級除塵器

在除塵器設計方面，選擇的是脈沖袋式除塵器，本文選擇了耐用，耐抗，透氣功能強的材質。當灰塵不斷積累后，會增大壓力損失，所以為了防止這種情況的發生，本文將測壓孔安裝在過濾器的前面與后面部分，從而盡量減少壓力損失，為了能夠盡可能地掌握詳情，將停機延時功能附加到電氣控制中。保證脈沖袋式除塵器脈沖所承受的風壓是從5Pa到6×110Pa之間變化，而且所需要承受的風量也比較小，除塵器設計時尺寸設計較大。與此同時反吹風濾芯式的除塵器也需要按照用戶自己的需求進行設計，其中風壓所能夠承受的范圍是7Pa到7.5×10Pa之間變化，濾材可以用高壓進行洗滌，而且也具有高效的除塵率。

2.4 確定吸砂機參數

因為吸砂機吸嘴的過程中采用的方式是移動式以及氣力輸送的，同時在艙室作業中運用極其廣泛，而輸送濃度和吸砂管的長度之間有一定的關系，吸砂管長度在10米到40米范圍內變化，當氣力在運輸的時候，容易造成脈動流，氣流無法作用相同的作用力給全部的顆粒。從而造成了有的顆粒出現沉降、停頓的現象，顆粒發生運動時過程繁瑣，然而當保持風量和真空泵所承受的壓力是不變的條件下，最終最大化吸砂量，盡量減少系統每一個部分所承受的壓力。吸砂膠管的長度和吸砂管所受的壓力之間是正比的關系。所以，為了得到適宜的吸砂量，需要匹配風量與吸砂管徑。真空吸砂機參數設置如表1所示。

表1 真空吸砂機參數設置

3 設計步驟

（1）通過PLC專用線連接起電腦的COM1與PLC。同時將電源值是220V加到PLC。

（2）運用CX-PROGREAMMER9.0軟件對“真空吸砂機”進行仿真，同時運行PLC程序的結果，最后把結果保存到PLC里面。

（3）運用組態王6.53軟件新建工程名字為“測試用例”，設置PLC中需要的參數，接著按照“真空吸砂機”遠程自動化控制的原理進行設計，根據指示燈等具體的狀態，設計程序中需要的數據詞典。

（4）當畫面新建以后，繪制“按鈕”、“砂位升降開關”的重要元件。

（5）按照遠程控制自動化的相關原理，連接數據詞典。

（6）最后再點擊保存按鈕。真空吸砂機的組合圖如圖2所示。

圖2 真空吸砂機的組合圖

4 遠程操控真空吸砂機

遠程操作的軟件選擇組態王6.53，創建工程名字為“遠程控制真空吸砂機”，程序界面圖如圖3所示。

圖3 監控界面實現圖

（1）在還沒有按下啟動的操作時，紅燈不會出現點亮的功能，電腦上顯示的時間是和“日歷”顯示的時間是完全同步的，時間格式是XX年XX月XX日--時：分：秒。

（2）開始計時時需要啟動“開始”按鈕，時間的精確度可以保證在0.1小時以內，當該操作停止的時候，紅燈就會熄，當該操作運行的時候綠燈就會閃亮，KM2與KM4各自的綠燈會點亮，真空泵皮帶輪會在馬達皮帶輪的影響下進行逆時針的運作。而且“卸荷控制電磁閥”出現斷電，與此同時打開“氣動卸荷閥”。10秒鐘以后，馬達出現“星—三角”之間轉換的現象，KM2的綠燈會被點亮，KM3的電被熄。如果燈是被點亮，這說明了在20秒的時間以后，真空表逐中顯示的數值是0.06MPa，此時停止運作1#管道、流動2#管道，啟動代表旋風除塵的吸砂進口的5#管道，此時真空泵進入正常的運作當中。提升集砂罐中的砂位，采用%的形式將砂位顯示出來，此時，集砂罐內中的砂位就會出現慢慢地運作。

（3）當按下“噴吹”按鈕，接著噴吹電磁閥中的幾個燈就會各自出現點亮的現象，這說明正式啟動噴吹電磁閥，燈光點亮的時間是0.5秒，每隔7秒鐘燈光就會點亮，燈光會不斷地循環閃亮，當機器停止之后該循環就會結束。

（4）啟動機器：當按下“停止運行”的按鈕時，“卸荷控制電磁閥”中就會出現綠燈熄的現象，啟動“氣動卸荷閥”，就會啟動馬達，與此同時真空泵的進口1#管道以及出口2#就會出現流動，這說明已經啟動了真空泵卸載；另外濾筒出口3#、吸砂進口4#以及入口5#和就會停止；而真空表中的數字是0；過了10秒鐘之后就會出現機器停止運作的結果。當按下“停止”的按鈕時候，機器就會馬上停止，如果時間超過了10秒后就會出現延遲的結果，表示故障的燈就會被點亮。按下“過載”開關，表示過載的燈就會被點亮，而機器如期運行。按下“低壓”開關時，表示低壓的燈就會閃亮，同時機器停止工作。按下“料滿”開關時，表示料滿的燈就會閃亮，機器停止工作。當裝滿集砂罐的時候，這個時候的砂位的位置就不會發生變化，而且砂位計也停止運作，當砂位顯示的值是100%，就會出現清空砂罐通知的警示，完成報警操作。

結束語：自動化控制領域中PLC可編程控制器取得了極其普遍的運用，本文通過結合組態技術以及PLC技術，畫面的操作都是通過具體的機器圖片完成的，從而通過相關軟件遠程控制PLC。

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