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2006/5/13 11:39:00

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摘要︰本文介紹了利用OMRON公司的可編程控制器,在不改變原控制原理的前提下,替代我公司一台Dds滲出器故障率高的控制系統。新系統的投入確保了安全正常的生產,達到預期的目的。



一、前言
  我公司是甜菜制糖企業,在生產、加工設備中,有一台日處理3000噸甜菜的Dds滲出器,此設備是上世紀80年代丹麥制造的。經過多年的使用,加之生產環境濕度大,使控制系統的部分電子元器件呈現老化狀態,造成控制系統故障率高,影響生產的正常進行。為解決這一問題,公司選用了集成化程度高、邏輯功能及抗干擾能力強的可編程控制器PLC,代替原有的控制系統。

二、Dds滲出器結構及傳動原理
  如圖1、圖2所示︰ Dds滲出器是一種與地平面呈 8度角的斜槽式連續滲出器,槽體內設有兩條平行的螺旋輸送器。甜菜絲進入後,雙螺旋輸送器通過滲出器首尾兩端的傳動裝置均衡地將甜菜絲由頭端推向尾端,甜菜廢絲由尾端的廢粕輪排出。
  此設備是以油壓泵輸出的一次油壓為源動力,經油壓馬達—變速器以1100︰1的速率帶動攪攏進行傳動的。在一次油壓輸出的總管上安裝了一個油量調節門,通過伺服電機調節油門的開度,達到調速的目的。




三、PLC控制簡述
  在不改變原控制原理的前提下,利用PLC對滲出器的控制必須滿足以下幾點控制要求︰
(1)轉速的測量
  在最高一次油壓下,油壓馬達的最高轉速為900轉/分鐘,經計算知︰1轉/66毫秒,遠大于本控制程序的6個掃描周期。因此我們將油壓馬達輸出軸分為6等份,在不相鄰的3個等份上按裝3個金屬塊。在馬達轉速小于900轉/分鐘的任一轉速下,油壓馬達每轉動一周,傳感器就可為PLC提供3個開關量測量信號,達到轉速計量的目的。

(2)累計超差、瞬間超差的問題
  由于四個油壓馬達軸在傳動時,其轉速不可能絕對的相等,相互間必然存在累計轉速差和瞬間轉速差的問題。
當油壓馬達間累計轉速差大于550轉,即兩攪攏轉差大于0.5轉時,兩攪攏就會打架(相撞)。為解決這一問題,控制程序利用PLC內部CNT00計數器、CNTR01、CNTR02可逆計數器實現累計轉速差的計量及超差故障的輸出。
在滲出器正常運行時,如果某一傳感器在同一時間段內,比其它傳感器連續少計量3個信號,說明此傳感器所對應軸少轉一周,出現了瞬間轉速超差。為避免出現瞬間轉速超差後,對變速器內各齒輪的損壞,程序設計中利用PLC內部計數器CNT03在消除機械誤差後,將CNT04、CNT05、CNT06、 CNT07四個計數器投入,用于判斷瞬間轉速是否超差,並在超差時做出相應的故障輸出。

(3)油門及一、二次油壓的作用
  油門開度最大位的作用,在空載時防止飛車,在重載時同一次最高油壓一樣防止因過載損壞機械傳動設備。
油門開度最小位,並非是指將一次油路關死。其作用是當油門開度在最小位時,才能停止及起動油壓泵。油泵起動後,待油路充滿最低二次油壓到時,才能通過伺服電機進行調速。

(4)先起動廢絲電機,再起動油壓電機,停止時則相反。並且根據不同的輸入信號做出相應的輸出。
  另外, 在操作時,為避免傳動機械因沖擊力過大帶來的損壞以及瞬間油壓分配不均造成轉速超差;程序中使用TIM11、TIM12兩個時間繼電器,將每次連續加速、減速的時間控制在2秒,確保雙螺旋輸送器能夠均衡的轉動。
四、可編程器I/O端口分配



五、梯形圖及程序表
(1)梯形圖






五、結束語
此系統的投入,杜絕了原控制系統在正常情況下誤動作,非正常情況下不動作的現象,確保了生產的均衡。提高了勞動生產率,取得一定的經濟效益。

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