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松下電工PLC在廢煙支煙絲回收設備中的應用

松下電工PLC在廢煙支煙絲回收設備中的應用

2006/5/13 23:43:00
1 引言   廢煙支煙絲回收設備是對卷接機組產生的廢煙支或跑條煙進行回收再利用的設備。當前,此類設備的電氣控制部分仍然采用的是常規(guī)的繼電器、中間繼電器和時間繼電器等,存在著故障率高、維修難、耗能高、噪音大等缺陷,因而生產效率較低、成本高,所以,隨著自動化控制技術的不斷發(fā)展和應用領域的不斷擴大,廢煙支煙絲回收設備的自動化程度亟待提高。本文介紹了基于PLC控制的廢煙支煙絲回收設備,經該設備處理的廢煙不需對回收煙絲做任何工藝處理,就能及時直接地送入卷煙機供料系統(tǒng),在節(jié)省費用的條件下,保證了回收煙絲的質量。 2 設備簡介 2.1 設備的構成簡介 該設備主要由上料電機、梳理篩電機、主電機、上振篩電機、下振篩電機、除塵電機和電磁閥等組成。上料電機驅動上料帶,將廢煙支送到梳理篩上,其速度通過變頻器控制;梳理篩將送來的煙支梳理成一個方向,送給切刀并將其撥開;切刀由主電機驅動和控制,電機的速度通過變頻器調節(jié);上振篩和下振篩將撥開的廢煙支的煙絲、煙紙和過濾嘴等分離開,并通過不同的出口分類入箱;除塵電機用來將工作過程中的粉塵抽出室外,減少室內污染;另外,設備中還有金屬檢測傳感器,用來檢測廢煙支中的金屬物,如果檢測到有金屬物必須及時打開電磁閥控制的門將其排除,以免損壞切刀。 2.2 設備的工作流程   設備工作于兩種方式,即自動控制方式和手動控制方式。自動工作方式滿足了高效率的生產,但由于該設備的運行的特性,即啟動時應該先啟動主機,最后啟動上料電機;停車時應該先停止上料,最后才能停止下振篩;所以也決定了設備在自動控制方式下的啟動順序和停車順序流程也具有特殊性,如圖1所示。手動工作方式主要用于設備的調試,工作流程中的每個動作均可單獨地啟動和停止控制,啟動后也可用于正常生產。這種方式下的控制流程較簡單,不再復述。
3 控制系統(tǒng)的軟硬件設計 3.1 PLC的選擇 在該設備中,產生輸入控制信號的設備有:工作方式轉換開關、每個電機的啟停按鈕、自動方式下的啟停按鈕、急停按鈕、每個交流接觸器的輔助常開觸點、低壓斷路器的輔助常開觸點和金屬檢測傳感器的信號輸入等。輸出設備主要有:每個電機的交流接觸器及其對應的在配電柜上的運行狀態(tài)指示、電磁閥及其狀態(tài)指示、兩個變頻器的控制信號和故障報警等。因此,該設備共需要30多點的輸入信號,20多點的輸出信號,按照選擇可編程序控制器的原則,考慮到以后擴展的需要,I/O點數留有一定的余量,這里選擇了松下電工FP1-C72繼電器輸出類型的PLC,其I/O點數為40/32。 3.2 軟件設計 根據設備的工作流程和用戶的實際要求,由PLC實現的廢煙支煙絲回收設備自動控制系統(tǒng)的流程圖如圖2所示。由于篇幅有限,這里略去了子程序和手動程序的流程圖。
在程序設計中,除了具有設備要求的手動和自動控制功能、急停功能以外,還有以下特點: 1)、奇偶控制特性: 該設備中,除了復位按鈕以外的所有控制按鈕,均具有奇偶控制特性,即奇數次按下按鈕時該按鈕起啟動按鈕的作用,偶數次按下按鈕時該按鈕起停止按鈕的作用。因此,既節(jié)約了硬件費用,又節(jié)約了PLC的I/O資源。 2)、安全保護特性: 在設備正常運行過程中,上料電機、梳理篩電機、主電機、上振篩電機、下振篩電機和電磁閥等必須協調同步運行。一旦由于某路低壓斷路器、交流接觸器及其熔斷器出了故障,該設備必須立即停車。例如上振篩電機回路中的交流接觸器因機械故障卡死而不能吸合,這時PLC雖然有信號輸出,但電機卻不能啟動運行,因而會造成廢煙支積壓,所以必須立即停車。為了滿足這一技術要求,利用交流接觸器的輔助常開觸點、低壓斷路器的輔助常開觸點作為PLC的輸入信號,通過軟件設計合理的安全保護和報警功能。 3)、金屬物檢測: 在要回收的廢煙支中經常會混有一些像螺絲、金屬保險絲和鋁片等金屬物,這些金屬物將會嚴重地損壞切絲刀片,有時會危及到人身安全。所以,在上料過程中必須對金屬物進行檢測,發(fā)現金屬物時將其自動排除。為此設備中裝有金屬檢測傳感器,結合可靠的軟件設計完全滿足了金屬物檢測的需要。 4 結束語   基于PLC設計的廢煙支煙絲回收設備通過運行證明其結構緊湊,操作方便,運行安全可靠;每小時回收廢煙支80多公斤,明顯地提升了此類設備的自動化程度,大大降低了工人的勞動強度,提高了勞動生產率,產生了良好的經濟效益。 參考文獻 [1] 汪曉光,孫曉瑛,王艷丹.可編程序控制器原理及應用[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994。 [2] 張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,200.161-182。
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