基于PLC控制清洗機加熱系統改造

謝邦榆，吳柳寧

（東風柳州汽車有限公司，廣西柳州 545005）

基于PLC控制清洗機加熱系統改造

謝邦榆，吳柳寧

（東風柳州汽車有限公司，廣西柳州 545005）

發動機缸體最終清洗機的蒸汽加熱系統改進。給出電加熱系統技術方案，程序設計注意事項和實施效果。

清洗機；加熱系統；清潔度

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.52

1 問題

柳州汽車有限公司的發動機缸體線最終清洗機于2005年投入生產，使用超過10 a，清洗液加熱方式為蒸汽加熱。現在因為生產車間無蒸汽供應，導致清洗機無法加熱清洗液，清洗液溫度為常溫，而液溫過低會降低清洗機清洗能力，導致缸體清洗效果降低，偶爾有缸體清潔度超標情況發生。因為該設備為發動機缸體的最終清洗機，所以必須對其進行改造，以保證成品缸體的清潔度和外觀合格。

2 加熱系統

2.1 技術方案

經論證后，確定技術方案：①拆除原蒸汽加熱系統，改為加熱棒電加熱方式；②加熱時間滿足1 h內達到設定溫度的要求；③能設定加熱數值30～50℃可調，具備到達溫度后自動斷開功能；④加熱系統具有溫度檢測、液位檢測、自動斷開功能。

控制流程如圖1所示，硬件配置見表1。

圖1 控制流程圖

表1 硬件配置表

2.2 改造實施

人機界面和PLC系統采用西門子12英寸KP1200系列按鍵式屏幕，如圖2所示，可進行溫度設定和顯示，可顯示加熱狀態、系統故障、水箱實際溫度等，還有手動操作加熱功能等。PLC的CPU采用原設備自帶S7-300系列PLC控制，硬件主要增加模擬量輸入模塊和數字量輸入輸出模塊SM321，SM322進行控制：模擬量模塊采集液位和液溫傳感器傳送的信號，根據信號值控制加熱系統通斷；數字量輸入輸出模塊采集加熱系統過載、過流、通斷控制信號。

圖2 人機界面和PLC系統屏幕

2.2.1 程序設計

程序設計時需注意5個事項：①電氣操作箱界面有旋鈕選擇開關，在界面有功能開啟功能，兩者需同時開啟才能啟動加熱系統，防止誤操作開啟加熱系統；②系統開啟后在界面和操作箱面板上有顯示狀態的信號燈，并顯示水溫和設置水溫，水溫有最高和最低值顯示；③程序對實時采集的溫度進行對比，到達設定溫度后控制加熱系統自動斷開；④水箱液面溫度過低時，程序能可自動斷開加熱功能；⑤在滿足使用功能前提下，程序設計應保證安全使用設備。

2.2.2 程序設計加熱方式

以電加熱管的方式加熱清洗劑：①清洗劑有腐蝕性，采用不銹鋼材料的電加熱管；②由于加熱管發熱量較大，接頭采用全銅接頭，每根加熱管分3組加熱棒，接頭絕緣良好，帶防護，杜絕安全隱患；③加熱管安裝方式選擇頂部安裝可方便更換，如采用水箱側面安裝需排空水箱，不方便維護；④因水箱上部無水，為防止上部加熱管干燒，加熱管采用只有底部有加熱功能的L形加熱管（該管需根據水箱高度定做）；⑤根據水箱容積3300 L和加熱時間為1 h內達到40℃，加熱管功率為100 kW，采用10根加熱管，每根10 kW，每組5根、分兩組加熱；⑥電氣控制系統采用施耐德空開、接觸器等原件控制。

2.2.3 液位檢測功能

采用IFM品牌LK7023液位傳感器實時監控液位高度，可實時顯示液位高度，具有水位低位、水位下限、水位高位、水位上限的警示功能，并有PLC程序根據液位高度進行控制加熱系統。溫度檢測則采用上海徠賽的熱電偶檢測并輸送給PLC模擬量輸入模塊處理（PLC模擬量模塊與原系統PLC程序兼容）,當液位低于加熱棒加熱高度時，禁止加熱或斷開加熱功能可起到安全防護作用。

3 改造效果

經過改造，設備可在1 h內加熱溫度達到40℃，實時顯示液箱溫度和液位高度，并能自動斷開控制。抽查缸體清潔度合格，表面無油痕，達到工藝要求，保證產品質量。

TM921.51

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〔編輯 吳建卿〕