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西门子武汉PLC模块总代理
算机监控终端可以监视和控制三个厂的生产情况。所有计算机可采用ADSL方式或数据专线方式接入INTERNET。
5 自控改造的价值评述
5.1 网络通信速度
自控系统技术改造完成后,PLC和上位机采用以太网通讯,PLC与Wago子站采用MODBUS TCP/IP以太网通讯,网络通讯速度最高可达10Mb,而原bbbway网络最高通讯速度只能达到19.2kbps,这使网络通讯速度实现了质的提高。
5.2 监控系统运行速度和安全性
新的监控PC是采用P4处理器,操作系统为bbbbbbs XP SP1的工控机,运行速度和安全性都得到了极大的提高。
5.3 设备监视和控制功能
原系统设备的的手动或自动运行都需通过PLC进行控制,当PLC或相关模块故障时,控制面临“瘫痪”的危险,改造后,新系统保证即使监控PC或PLC故障,可立即转换到手动运行方式,保证生产的不中断;原监控系统只能设置工艺参数和的运行状态,不能通过计算机控制设备的运行和停止,新的监控系统较好地实现通过监控PC设置和调整工艺参数,按不同的自动控制模式控制生产,在出水达标的前提下,降低了电力的消耗;通过监控PC灵活地设置设备处于自动或远程手动控制模式,控制设备的起动和停止。这使设备的监视和控制功能得到了完善。
5.4 远程监视和控制
移动PC,接入互联网,通过VPN虚拟网络,实现了远程监视和控制三个工厂的生产情况。实践表明,通过防火墙设置访问控制的权限和策略,远程监控工厂的生产是稳定可靠的。经过一段时间的实践和试验后,夜间生产可以不需要工人值班,这样就降低了劳动力,提高了工作效率。
5.5 设备故障报警信息
通过使用第三方软件Powermax +和自动拨号装置,使设备故障信息能以短信方式发送到相关的手机用户,这使人员能够及时了解设备的故障情况,迅速采取有效措施,实现生产的不中断及达标排放。
6 结束语
新的控制系统自动化程度高,运行可靠,故障率低,全面反映了全厂的设备状态及生产信息,大大减轻了工人的工作强度,提高了工作效率。由于新的自控系统在PLC故障下能通过手动控制设备,实现生产的不中断,故没有采用Quantum冗余热备系统,如果系统有容错和最高利用率的要求,可考虑QuantumPLC的冗余控制器选项:Quantum热备。热备系统配置简单,安装容易,在部件损坏或电源中断的情况下,它提供无扰动的切换。主控制器和备用控制器的扫描是以同步方式进行的,使得所控制系统的迅速转换并保最大程度的系统完整性。监控计算机采用INTOUCH软件,是美国WonderWare公司的产品,具有许多开发功能,为污水处理厂实现管理和控制一体化提供了方便。
2 电气控制任务分析
A186E型梳棉机电气控制系统主电路图见图1。由图1可知,A186E型梳棉机由5台电动机拖动,其中,M1为清洁辊电机,M2为吹风电机,M3为吸风电机,M4为锡林电机,M5为道夫电机。控制要求:
(1) M1、M2、M3单独控制启/停;
(2) M4起动时不接入热继电器,当锡林升速到一定值后再接入;
(3) M5采用双速电机,2套独立绕组,慢速16极,快速4极,利用慢速升头后,可将道夫转为,快速采用Y-Δ转换接线,以减小起动转矩;快速初始先接成Y型,经一定延时后切换为Δ型,变程中加一飞轮通过电磁离合器与道夫电机连接,以使升、降速时间符合要求,电磁离合器仅在道夫慢速和变速的过程中通电运行,正常停车时,道夫先减慢速后再停止
MZ2015自动磨床是轴承行业广泛使用的加工设备,用于轴承套圈内圆磨削,由于该机床的早期电气系统采用的是继电器─接触器控制和由二极管组成的矩阵顺序控制线路,电气元件较多,且可靠性差,电气故障频繁。故采用FXon-60MR PLC对其控制系统进行了改造。
1、系统的硬件设计
任何一种继电器系统都有三个部分组成,即输入部分,逻辑部分和输出部分。系统输入部分由所有行程开关、仪表触点、方式选择开关、控制按钮等组成。逻辑部分是指由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路,输出部分包括电磁阀线圈,指示灯和接通各种负载的接触器线圈。在控制系统中使用PLC 就是代替继电器控制系统中的逻辑线路部分。原MZ2015磨床的电气系统,所有行程开关(SQ1~SQ17),选择开关(SA3),仪表触点 (KA1~KA4),控制按钮(SB2,SB5)等为系统的输入信号;而电磁阀线圈(YV1~YV13),指示灯,充磁信号等为系统的输出信号。系统的硬件构成如图1所示,为了节省输出点数,各电磁阀的状态指示灯并联在其线圈两端;系统的调整操作采用由PLC的Y1和Y2输出调整信号在外部经相应开关控制。同时为了保护PLC输出继电器,在电磁阀两端各并联一只二极管,防止在电感性负载断开时产生很高的感应电动势或浪涌电流对PLC输出点及内部电源的冲击,二极管的额定电流通常选为1A,额定电压大于电源电压的3倍
1原电气系统存在的问题
三相异步电动机,启动采用了典型的晶体管时间继电器延时的Y-Δ启动方式,故障率较高。冷去风机380VAC、550W电动机,直接空气断路器启动。直流电源采用的是变压器加整流滤波电路,故障率也很高。采用继电器控制电磁阀的换向方式,可靠性低。采用行程开关换向检测元件,故障率非常高,经常影响混凝土泵正常工作。控制电路采用以步进继电器为核心的逻辑电路,步进继电器是西班牙和匈牙力产的,备件难找且非常昂贵(1只K1继电器价格达1500元,1只K2继电器价格达700元),而其中的K2继电器极易损坏。因此,改造该泵旧的继电器系统是非常必要的。
2改造设计方案
原系统所用的核心控制部件步进继电器为西班牙和匈牙力产的,国内应用较少,市面上很难买得到,且控制线路复杂,维修不方便。此次改造采用SIEMENS(西门子公司)的S7-200系列可编程序控制器作为控制核心部件。S7-200系列产品技术成熟,在国内应用非常普遍,许多代理商备有现货,采购方便。电气接线简单明了,程序编制调试也很方便,在计算机上用西门子公司的Step7-Micro/Win32编程软件将程序编制调试好后下载到PLC,装机调试即可。
主电动机启动仍采用Y-Δ启动,取消故障率较高的晶体管时间继电器,直接由PLC控制启动、Y-Δ转换和停止。冷去风机电动机也由PLC控制启动、停止。
由于混凝土泵工作时的工况非常恶劣,施工中混凝土输送不能中断,所以系统的可靠性非常重要。为提高电气系统的可靠性,直流电源一定要可靠,故将原变压器加整流滤波电路的电源改为24VDC开关稳压电源,以提高整个直流电路部分工作的可靠性。
原行程开关为普通触点式,可靠性极差、寿命短,代之以感应式接近开关。接近开关的工作温度范围宽、频响高、防护等级高,并带有发光二极管指示功能,由于采用无触点、非接触式工作方式,所以寿命比行程开关长得多。目前国产的接近开关已与进口产品质量很接近,而价格却要低得多,国产产品完全可以满足要求。
有线远控器面板上的控制开关依次为:正泵启/停开关S1、反泵启/停开关S2、搅拌反转控制开关S3、急停开关S4。操作者可以在不同的位置进行操作,便于随时观察机器的工作状况。为了方便更换混凝土缸活塞头,特增加了主液压缸点动开关2SA。且增加了搅拌压力控制自动反转功能,当搅拌系统液压油压力超过8MPa后,压力继电器P输出信号给PLC,PLC输出反转信号给电磁阀Y6,控制搅拌系统反转2分钟后再自动恢复正转。
3控制系统原理图
采用PLC改造的部分控制系统原理图如图1所示。交流部分控制原理比较简单,这里不再赘述