【文章內(nèi)容簡介】 速配料的可靠保證。其維護(hù)量小、精度高等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際工作中顯示了極微小的滯后性和優(yōu)良的線性度，且設(shè)有過載保護(hù)功能。這是配料自控系統(tǒng)中首先要考慮的問題，在設(shè)計(jì)時(shí)采取很多措施對其進(jìn)行保證。此外，上下限的位置保護(hù)，過載保護(hù)，報(bào)警信號處理等。繼電器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性，特別容易受到內(nèi)部配線松脫，觸點(diǎn)壽命及接觸不良等因素影響，生產(chǎn)線規(guī)模大，繼電器數(shù)目愈多，使用時(shí)間愈久，問題愈嚴(yán)重。而PLC既無內(nèi)部配線，不必考慮配線松脫，接觸不良，線路漏電或短路，又無接觸點(diǎn)，既不會(huì)接觸不良，亦不會(huì)由于接觸產(chǎn)生火花干擾電路，可靠性極高。其無故障運(yùn)行時(shí)間達(dá)一萬小時(shí)以上，其壽命為半永久性，因而可大大提高配料控制系統(tǒng)的安全性和可靠性，這是PLC控制配料系統(tǒng)的最大特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。，檢修方便這是生產(chǎn)復(fù)合化肥很重要的要求，從而保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)立即修復(fù)。繼電器線路由于耗電大，電器柜要有良好的通風(fēng)，因此灰塵較多，更容易引起觸點(diǎn)接觸不良，必須經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。而PLC耗電小，產(chǎn)生熱量極少，電氣柜可以密封設(shè)計(jì)，防止灰塵，不必經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)。而在產(chǎn)生故障時(shí)，繼電器線路需要熟練技工根據(jù)復(fù)雜線路圖才能找出故障所在位置，如果更換繼電器則費(fèi)時(shí)費(fèi)工，弄亂了線路還會(huì)造成隱患。而PLC控制系統(tǒng)具有自診斷功能，為積木式結(jié)構(gòu)，其輸入輸出均有信號燈指示，維修人員甚至不必動(dòng)用電表就可以發(fā)現(xiàn)故障。在實(shí)際運(yùn)行中，PLC配料控制系統(tǒng)查找和修復(fù)故障的時(shí)間比同樣功能的繼電器系統(tǒng)要快幾倍，幾十倍。，編程工程化這是PLC控制復(fù)合肥配料和其他微機(jī)控制配料的不同點(diǎn)，特別適合我國化肥廠生產(chǎn)線改型換代的需求。編程工程化，簡單易學(xué)，PLC所采用的助記符配合梯形圖的編程方法，極易為熟悉電器線路的技術(shù)操作人員所掌握，一般10小時(shí)內(nèi)可以清楚了解。40小時(shí)左右即可熟練運(yùn)用，從而避免化肥廠改進(jìn)控制系統(tǒng)而要更換人員。PLC作為標(biāo)準(zhǔn)化工控微機(jī)的這些特點(diǎn)，使化工企業(yè)可以在不增加投資，不更換人員的情況下進(jìn)行生產(chǎn)自動(dòng)控制，大大提高生產(chǎn)效率和精度。綜上所述，PLC的一系列特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，是非常適于復(fù)合化肥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)的使用。 交流變壓變頻:此型的電動(dòng)機(jī)形體小,可以像機(jī)械式變速機(jī)不要變速部的空間,驅(qū)動(dòng)都可以形小而輕；倘再附裝傳動(dòng)裝置(gear),則效果倍增。無電刷或整流子，因而幾乎是免維護(hù)(maintenancefree)的。,在既設(shè)的電路中插入變頻器就可以把一定速的輸送機(jī),可無級調(diào)速。:使用變頻器驅(qū)動(dòng)那1:10至1:20的廣范圍速度控制,是遙控改變周波數(shù)指令就能做出來。所以容易選到最適合工作需要的速度,尤其若采用向量控制變頻方式,則可以達(dá)到1:100的速度控制范圍,附有PG的更高達(dá)1:1000的速度控制范圍之任選運(yùn)轉(zhuǎn)。:以變頻器操作,則因?yàn)樗堑椭懿〝?shù)起動(dòng),所以震蕩小,再經(jīng)柔順操控(softstartstop)而調(diào)整,整定時(shí)間則真的會(huì)平滑柔順地變更速度,全程都可安穩(wěn)如意,。、停機(jī)。變頻器從低域周波數(shù)及電壓出發(fā),徐徐地上升周波數(shù)及電壓值,因此較之商用電源直接起動(dòng)的起動(dòng)效率佳,電流小而產(chǎn)生的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。結(jié)果電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱小,得較頻繁的開機(jī),停機(jī)而無害。,供應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出頻率下降,電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn)超越同步速度的可能。發(fā)生這種狀態(tài)時(shí),電機(jī)回升的能量是會(huì)被變頻器直流電源部的電容器所吸收(直流電壓升高)；但當(dāng)它上升到某標(biāo)準(zhǔn)時(shí),晶體管就作動(dòng)開閉動(dòng)作(switching)而放電使電氣的能量就在電阻器部位消耗掉。這樣地把負(fù)載旋轉(zhuǎn)能量透過電動(dòng)機(jī)回生為發(fā)電機(jī)作用而變換為電氣能量驅(qū)入電阻器轉(zhuǎn)化為熱能量而消耗掉。即使不使用電阻器,電動(dòng)機(jī)仍可有內(nèi)部損失為20%程度的制動(dòng)力作用。輸送機(jī)的形狀關(guān)系到搬送量,當(dāng)它引起電動(dòng)機(jī)負(fù)值轉(zhuǎn)矩時(shí),啟動(dòng)剎車來防止電動(dòng)機(jī)可能發(fā)生的大幅度速度上升的危害。只要提高供應(yīng)電動(dòng)機(jī)的頻率,輸送機(jī)速度就上升；對于既有的輸送設(shè)備,也是增加其10～20%程度的輸送能力是簡單容易做到的事。應(yīng)注意的事項(xiàng)是需要電動(dòng)機(jī)的容量有余量,并且需要遵守“不超過齒輪允許的轉(zhuǎn)數(shù)為約束的條件”。 邏輯控制設(shè)計(jì)，速度傳感器輸出的速度信號通過在 S7200型PLC中加裝一塊 420mA 模擬輸出接口板進(jìn)行A/D信號轉(zhuǎn)換，將信號接至可編程控制器 (PLC) 的模擬量輸入模塊中，使 PLC 程序控制變頻器來實(shí)現(xiàn)對配料系統(tǒng)三條輸送帶電機(jī)的調(diào)速。其中，選用的 PLC 模擬量輸入模塊的輸出精度電壓為滿程的，電流為，分辨率為12位A/D轉(zhuǎn)換器，以確保在生產(chǎn)中的配料精度。由于三臺(tái)秤的電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，只需設(shè)一個(gè)啟動(dòng)按鈕，即主電機(jī)正轉(zhuǎn)由正向啟動(dòng)按鈕QA1控制。按下QA1時(shí)，三個(gè)電機(jī)的接觸器KMKMKM3首先得電動(dòng)作，它們的主接觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)得電起動(dòng)。設(shè)置停止按鈕TA1，這時(shí)接觸器失電而動(dòng)作，它們的主接觸點(diǎn)斷開，電機(jī)失電停止。、物料輸送帶電機(jī)啟動(dòng)在配料電機(jī)啟動(dòng)后，混合運(yùn)料系統(tǒng)電機(jī)的接觸器KMKM5在配料接觸器工作后才能工作。保證了配料電機(jī)工作后混合運(yùn)料電機(jī)才能工作的要求、?？刂圃O(shè)置一個(gè)啟動(dòng)按鈕SB1來控制電源的通、斷電。在變頻器電源接通后，設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)按鈕SB2來控制變頻器的正轉(zhuǎn)。系統(tǒng)設(shè)有超載裝置，PLC控制系統(tǒng)具有超載電路。當(dāng)皮帶秤超載時(shí)，發(fā)出超載信號，超載報(bào)警，電機(jī)無法啟動(dòng)運(yùn)行。PLC控制鼠籠式電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能，不僅滿足自動(dòng)化控制還保證復(fù)合肥生產(chǎn)精度（即準(zhǔn)確配料），并能節(jié)約大量電能。PLC控制電梯系統(tǒng)的接線如圖41所示。圖41 PLC控制變頻調(diào)速配料、混合系統(tǒng)接線圖PLC控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本功能如下：開機(jī)狀況：系統(tǒng)在聯(lián)鎖狀態(tài)下按下配料系統(tǒng)起動(dòng)按鈕、變頻器的電源啟動(dòng)按鈕和正轉(zhuǎn)按鈕。配料系統(tǒng)的 3號輸送機(jī)起動(dòng)，經(jīng)15s延時(shí)起動(dòng)螺旋輸送機(jī)機(jī)的電動(dòng)機(jī)和運(yùn)料輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)整個(gè)起動(dòng)過程。停機(jī)狀況：配料、混合輸料系統(tǒng)同時(shí)停止，最后按下變頻器的停止按鈕。配料系統(tǒng)的三臺(tái)電子皮帶秤一開始運(yùn)行時(shí)，通過給料斗下料。系統(tǒng)通過測速傳感器檢測到改向滾筒的轉(zhuǎn)速情況。轉(zhuǎn)速帶動(dòng)磁鋼旋轉(zhuǎn)，通過霍爾電路將磁場變化轉(zhuǎn)換為脈沖信號，經(jīng)放大整形，輸出電壓信號，LM2917封裝形式的集成測速傳感器內(nèi)部電路框圖見圖42所示。圖42 LM2917的引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖由上圖看出，被測頻率信號經(jīng)過電位器RP接LM2917的第一腳。由RP構(gòu)成輸入分壓器，調(diào)節(jié)RP滑動(dòng)觸頭的位置可改變輸入頻率信號的幅度。+12V電源經(jīng)過R二極管VD分壓后，向比較器A1的反相輸入端提供+。R2是輸出電壓的負(fù)載電阻，～10ＫΩ。0～10V直流電壓表并聯(lián)在R2兩端，用來指示被測頻率值。R4是內(nèi)部穩(wěn)壓管的限流電阻，取R4=470Ω時(shí)，穩(wěn)定電流該轉(zhuǎn)換器輸出電壓的計(jì)算公式是 （41）式中，表示充電泵的時(shí)間常數(shù)：=。由上式可見，除與有關(guān)之外，還與電源電壓、充電泵時(shí)間常數(shù)值確定后，只取決于，這就是利用LM2917測量頻率的原理。在控制系統(tǒng)中，PLC通過模擬量I/O模塊來進(jìn)行模擬量的輸入/輸出。將測速傳感器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送到CPU模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制。內(nèi)部控制原理框圖見圖43所示。圖43 模擬量輸入模塊內(nèi)部控制框圖電壓信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，光電耦合電路后送入內(nèi)部電路，然后經(jīng)過內(nèi)部電路處理后存入指定的寄存器。PLC自帶的模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行A/D信號處理后，按照一定的配料要求，PLC進(jìn)行信號處理，通過變頻器的變頻來實(shí)現(xiàn)對各臺(tái)電子皮帶秤的運(yùn)行速度。PLC在輸入接口有三個(gè)分別控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的旋鈕。PLC控制電子皮帶秤配料過程的流程如圖4—4所示：圖44 皮帶秤給料調(diào)節(jié)框圖接線圖的輸入、輸出點(diǎn)分配表格41所示。 表格41 PLC接線圖對應(yīng)輸入輸出點(diǎn)輸入點(diǎn)對應(yīng)信號輸出點(diǎn)對應(yīng)信號配料電機(jī)起動(dòng)按鈕 M1正轉(zhuǎn)接觸器混料電機(jī)起動(dòng)按鈕 M2正轉(zhuǎn)接觸器所有電機(jī)停止按鈕 M3正轉(zhuǎn)接觸器報(bào)警復(fù)位 M4正轉(zhuǎn)接觸器 變頻器電源起動(dòng)按鈕 M5正轉(zhuǎn)接觸器 三臺(tái)變頻器正轉(zhuǎn)按鈕 UF1電源接觸器 變頻器電源停止按鈕 UF2電源接觸器UF1變速段X1按鈕 UF3電源接觸器UF1變速段X2按鈕 UF1速度段X1UF1變速段X3按鈕 UF1速度段X2UF2變速段X1按鈕 UF1速度段X3UF2變速段X2按鈕 UF2速度段X1UF2變速段X3按鈕 UF2速度段X2UF3變速段X1按鈕 UF2速度段X3UF3變速段X2按鈕 UF3速度段X1UF3變速段X3按鈕 UF3速度段X2 UF3速度段X3在第三章中，已經(jīng)對變頻器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的說明，下面對本系統(tǒng)進(jìn)行針對性論述。當(dāng)S7200CPU224和變頻器進(jìn)行配合工作后，運(yùn)行信號通過PLC的處理輸入變頻器內(nèi)，包括對配料、混合和輸送機(jī)電機(jī)的運(yùn)行/停止的控制，而省去了繼電器控制電機(jī)的過程中，防止電流過大而進(jìn)行的Y△聯(lián)接。對配料電機(jī)的調(diào)速運(yùn)行，通過接點(diǎn)的組合使變頻器按事先設(shè)定的頻率進(jìn)行調(diào)速，而這些運(yùn)行頻率則可以通過變頻器內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。同時(shí)這種方式的設(shè)定精度高，也不存在漂移和噪聲帶來的各種問題。在工作過程中，若出現(xiàn)過載時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，也相應(yīng)地設(shè)置了復(fù)位按鈕。第5章 設(shè)計(jì)的可行性分析 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性物料由閘門落在輸送皮帶上形成連續(xù)物料流，檢測裝置感測到皮帶線速度，再將其轉(zhuǎn)換成電量信號，信號經(jīng)檢波，對比校正、放大等綜合處理后，PLC控制變頻器來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而來調(diào)節(jié)皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，以保證物料以一定比例被輸送。物料從皮帶上落下后，被螺旋輸送機(jī)進(jìn)行混合，再轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工序。自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理周密，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制精確度好。用PLC技術(shù)對復(fù)合肥的配料控制系統(tǒng)是可行的，更是優(yōu)選的方案。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性配料生產(chǎn)的集中控制通過一系列新技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，大大提高了復(fù)合肥料生產(chǎn)的產(chǎn)能和合格率，延長了電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，縮短了故障護(hù)理時(shí)間，降低生產(chǎn)成本和崗位操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，強(qiáng)化生產(chǎn)管理。該系統(tǒng)的開發(fā)是 PLC 在生產(chǎn)實(shí)際中的成功應(yīng)用，系統(tǒng)顯示畫面豐富、直觀，現(xiàn)場運(yùn)行可靠，不僅各項(xiàng)指標(biāo)滿足技術(shù)要求，同時(shí)系統(tǒng)的效益也有很大提高，主要表現(xiàn)在管理成本的降低、崗位的縮減、系統(tǒng)檢修周期的延長和檢修費(fèi)用的降低等。由于可以自由自在控制電機(jī)，因此輸送帶、混合輸送機(jī)等速度，可簡單地變化。另外，根據(jù)變頻器的功能可實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行，提升機(jī)械等級就這么簡單。再次，由于PLC采用軟件編制程序來完成控制任務(wù)，使用靈活，因此，可以隨時(shí)變更程序來適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來了很大方便。相比繼電器等其它控制方式更簡單，在成本上相應(yīng)降低了。同時(shí)，PLC控制多臺(tái)變頻器，成本明顯低于D/A控制方式。當(dāng)然，由于PLC自身的接線靈活性，該系統(tǒng)是對三臺(tái)配料輸送帶進(jìn)行控制，在生產(chǎn)過程中系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需要來對控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，控制可以實(shí)時(shí)增加配料輸送帶，方便可靠，PLC的邏輯運(yùn)算功能完全可以代替繼電器滿足系統(tǒng)的控制要求。按國外資料統(tǒng)計(jì)，使用繼電器30個(gè)以上的線路，采用PLC代替繼電器控制可以得到很好的性能價(jià)格比，配料系統(tǒng)所需原料愈多，使用PLC控制的優(yōu)越性就愈顯著。根據(jù)分析如果用最小I/0點(diǎn)的方案，由于在配料過程中根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)可以將三臺(tái)輸送帶的電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，這樣相比分別設(shè)啟動(dòng)開關(guān)減少了三個(gè)輸入端，而在系統(tǒng)停止運(yùn)行后只需設(shè)置一個(gè)停止開關(guān)就行，本身西門子的S7200的產(chǎn)品價(jià)格較低，這樣在大大降低了I/O點(diǎn)數(shù)后，成本大大降低?？梢奝LC的一系列特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，是非常適于配料控制系統(tǒng)的使用。在實(shí)際的使用過程中，是根據(jù)復(fù)合肥的化工配料要求來設(shè)定速度的，而改變速度是通過變頻器對電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)。（1）高度128毫米小型化容易安裝在控制柜內(nèi)。符合國際標(biāo)準(zhǔn)：符合UL/CUL和CE標(biāo)準(zhǔn)，備有200V級（三相，單相），400V（三相）系列產(chǎn)品。并妥善地抑制了電源高次諧波，因此是可以安心使用的變頻器。（2）使用簡單主回路端子上下排列，像接觸器一樣的接線。運(yùn)行只要求轉(zhuǎn)一下頻率電位器。冷卻風(fēng)扇只要按一下即可交換，細(xì)微之處也要精益求精，讓您用起來得心應(yīng)手。（3）全面提升機(jī)械等級在滿足系統(tǒng)功能要求的前提下，BT40變頻器在同類產(chǎn)品中性價(jià)比較高?？傊捎肞LC控制交流變壓變頻(VVVF)調(diào)速配料混合系統(tǒng)，無論在性價(jià)比還是在操作過程中的安全性、以及安裝維修方面都具有不可替代的優(yōu)點(diǎn)，在目前化工生產(chǎn)發(fā)展的方向方面具有廣闊的市場發(fā)展前景！結(jié) 論由于PLC引入，替代較復(fù)雜的繼電—接觸器控制。配料混合系統(tǒng)在保證工藝控制要求的情況下，大大的提高了生產(chǎn)效率，改善了設(shè)備的電器性能，提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平。該系統(tǒng)具有操作簡單、可靠性高、工藝參數(shù)修改方便的特點(diǎn)，同時(shí)還克服了手動(dòng)操作所帶來的一些人為干擾因素。在生產(chǎn)規(guī)模較大的場合，還可以將多臺(tái)由PLC的設(shè)備與上位計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“集中管理、分散控制”，在現(xiàn)代工業(yè)控制中，將具有廣闊的應(yīng)用前景，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。，不僅滿足自動(dòng)控制的先進(jìn)性還保證生產(chǎn)配料的精度。，能獲得十分精確的配料比；能明顯的降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。其性能最好，運(yùn)行效率最高。，人機(jī)界面豐富、友好、控制方便靈活。本系統(tǒng)選用的硬件設(shè)備和軟件平臺(tái)具有包容整個(gè)復(fù)合肥生產(chǎn)流程輸送設(shè)備自動(dòng)控制能力。另外，隨著PLC技術(shù)水平的提高，其計(jì)算能力、響應(yīng)速度、靈活性和可維護(hù)性已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高水平，性能價(jià)格比有了更大的提高，從而進(jìn)一步推動(dòng)了PLC控制系統(tǒng)在中小型化肥廠的應(yīng)用。