西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8技术介绍

西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8技术介绍

  1、前言
       
        1250离心机是立式刮刀卸料自动过滤离心机，主要用于固相为颗粒状 悬浮物料 固液相分离，也可用于纤维状物料 固液相分离。 矿物、环保、医药、化工等行业中广泛应用。目前多数离心机仍由继电器控制，采用有级调速，离心机工作转速调节单一、设备故障率较高，生产效率低下。为克服这些问题，我们对制药厂1250离心机电控系统进行技术改造，采用PLC控制和变频器调速，该系统自动化程度高、稳定性好，运行可靠，现已成功应用于多家制药厂。
       
            2、系统原理
       
        离心机工作原理是将待分离 物料经进料管送入高速旋转 离心机转鼓内， 离心机力场 作用下，物料 滤布(滤网)实现过滤，液相经出液管排出，固相则截留 转鼓内，待转鼓内滤饼达到机器规定 装料量，停止装料，对滤饼进行洗涤，同时将洗涤液滤出，达到分离要求后，离心机低速运转，刮刀装置动作，将滤饼刮下，完成一次工作循环。图1为1250离心机结构图。
       
        
       
        图1 1250离心机结构图。
       
        离心机离心工艺过程：1）进料：当变频器速度达到20Hz时，首先打开进料阀、料层检测阀，当检测到料层满时，关闭进料阀并延时10S，料层满信号消失再次打开进料阀连续执行上述动作2次。2）离心：当第三次料满信号产生时，关闭进料阀变频器升速至50Hz进行高速分离，离心时间可由触摸屏设置，时间到后变频器降速至40Hz。3）清洗甩干：打开清洗阀进行清洗，清洗时间、暂停时间和清洗次数 所分离药物品种由触摸屏设置。清洗工艺完成后进入甩干过程，变频器升至50Hz，甩干时间由触摸屏设置。时间到后进入卸料状态。4）卸料： 甩干后料层过厚，刮刀采用分段定时旋转卸料，即刮刀旋转（时间可设置）→ 停2秒 → 刮刀下降（下降高度可设置），重复上述动作，直至后一次刮刀下降至下限感器动作，然后上升到顶部至上限位停止动作。
       
            3、系统设计
       
        3.1 硬件设计
       
        系统采用三菱公司FX2N-40MR型可编程序控制器（PLC）控制，当程序设定好后可进行无人看护 自动化操作或选择手动控制，并对加料、初过滤、洗涤、精过滤、卸料等进行全过程监护。离心机调速采用PLC D/A模块、变频器进行调速， 电压（0-10V）来控制变频器 频率，变频器采用德国伦茨公司EVF系列变频器，功率22KW。触摸屏采用EASYVIEW 5.7英寸4灰度触摸屏。
       
        PLC共有20个输入点，15个输出点。图2为PLC外部硬件配置图。控制系统主回路及变频器外部接线如图3所示。
       
        
       
        图2 PLC外部硬件配置图
       
        
       
        图3 控制系统主回路及变频器外部接线图
       
        其中为消抖防信号干扰，输入点X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20分别经4个隔离栅接入PLC输入。
       
        3.2 软件设计
       
        编程采用编程软件MELSECMEDOC软件包，它基于个人计算机，适用于三菱公司PLC 用户程序编制和监控， SC-09RS232/RS422接口与PLC编程口相连，可用梯形图或指令编程。本系统PLC梯形图程序 控制要求采用STL和SET步进指令编制。主要有初始化设定，进料、分离、清洗、甩干控制程序、自动控制程序等。程序设计中采取 安全保护有:转速检测，过振动保护，开盖保护，电机过载过热保护，刮刀旋转，升降机械电气双重控制，刮刀与转鼓 联动锁定。程序流程图4所示。
       
        
       
        图4 程序流程图
       
            4、结束语
       
        该系统 多家药厂现场运行，结果令人满意各项指标满足现场技术要求。系统启动平稳，分离因数可调，操作简洁方便，自改造投入运行以来，运行稳定调速方便，免维护，为现场操作人员创造了一个高效率 工作环境，实现了1250离心机较为先进 控制技术。

     1、引 言
       
            可编程控制器（简称PLC）以其强大的功能、很高的可靠性、抗干扰性、编程简单、使用方便、体积小巧等优点，在工业陶瓷生产过程控制中得到了普遍使用。但是当陶瓷生产工艺发生变化或有特殊要求以及生产过程出现新问题时，PLC控制系统或编程方案就应作相应的改变和优化。本文就一条年产100万m2釉面砖生产线关键设备之一的PLC自动入坯控制系统的改造，作以探讨。
       
        2、入坯工艺流程简介
       
       
       
        如图1所示，图1中：M1、M2为皮带电机，M4、 M5为辊台为电机，G1-G6为光电检测管，YV1为电磁阀，BX1为操作盒。当施釉线或素坯线的坯体经M1电机的传送带送至光电检测管G1位置时，G1动作，M2电机转动，由其传送带将坯体向窑前的辊台上传送，若G1处无坯体时，M2则停止；当坯体送至G2时，M1停止，送至G3时M2停止，同时电磁阀YV1得电，M2的皮带支撑架下落，坯体由窑前的辊台变速电机M4、M5驱动，由辊子传动送向窑内；至G4时，YV1失电，皮带被升起，M1电机启动，重复上述过程。
       
        
       
        图1 入坯工艺流程
       
        3、存在的问题与改进
       
       
       
        原控制系统的梯形图如图2所示。采用了OMRON SP10小型机，从试运行几个月的情况来看，该机可靠性高，基本能满足使用要求。但从生产工艺、控制方式以及实际使用过程来看，其控制系统还存在下述缺陷。
       
        3.1 生产工艺方面
       
       
       
        该单层辊道窑既可作为产品的釉烧，又可作为素烧。当作为素烧时，传送带上的坯体是素坯，机械强度低于釉坯，工艺要求无碰伤等;当作为釉烧时，工艺上还要求严禁坯体层叠等。因此在传送过程中，应运行平稳，衔接处过渡自然，皮带升降缓慢。这些要求可以从调整传送带和对电机的控制方式（如采用变频调速）、以及对电磁阀的改造来解决。但是由电机M4、M5控制的辊台辊子，由于长期工作在较高的温度环境下，不可避免地会产生弯曲变形等，使入窑坯体排列紊乱，甚至层叠粘连而产生废品。通常这一现象由人工来监控，费时费力，笔者在图1中增加了两个光电检测管G5、G6，与报警电路及PLC相连，成功地实现了自动监控，如图2所示。
       
        
       
        图2 坯体排列监控图
       
        3.2 控制方面
       
        （1）PLC自停故障
       
            该机在试运行时，时常出现停机现象。究其原因主要是环境温度太高，导致PLC自动保护系统动作所致。工业陶瓷窑炉的环境温度高，是一个很普遍的问题。却未引起设计者的足够重视，PLC控制柜虽然距辊道窑低温段有一定距离，但PC机与控制电机的磁力等电气元件，同时被控制面板封在一个较小的空间内，且柜内无风扇，散热不良。夏季环境温度的升高，加之生产车间通风条件有限，导致PC机停机频繁。当增设柜内风扇后，再无停机现象。
       
        （2）急停按钮的设置问题
       
       
       
        原系统急停按钮SB3设置在控制柜上，不便于实现两地控制，常造成半成品的大量损坏。因此在图1上增加按钮盒BX1,与施釉线急停按钮及SB3串联，使停机、开机方便自如。
       
        （3）电机M2频繁点动影响寿命
       
            本生产线未设置大型储坯器，当坯体供应不连续时，电机M2的等待时间太短，频繁启动而发热，曾烧坏一台。其问题出在编程上，从原梯形可以看出（如图3所示），G1处一有坯体M2便动作一次。应改为若坯体到达G2处，且G1处有坯体时，停M1;否则M1继续转动，使坯体供应连续。
       
        
       
        图3 原梯形图
       
        （4）控制系统的进一步优化
       
       
       
        原系统电磁阀YV1是通过中间继电器KA1来控制的。现已去掉KA1，直接由PC控制。
       
        从图1可以看出，光电检测管G4控制M2传送带支撑架的升降，若坯体排队不整齐时，有的坯体先到达G4处，有的还未完全脱离M2传送带，而支撑架却开始升起，损坏坯体。且G4一旦失灵，将造成整个系统的混乱。去掉G4，由PC内部时间继电器代替，不但节省费用、调节方便，而且增加了系统的可靠性。
       
        4、改进后系统的编程
       
       
       
        改进后的梯形图如图4所示。
       
        
       
        图4 改进后的梯形图
       
        5、结束语
       
       
       
        经多年的实际运行证明，改进后的控制系统稳定可靠、合理，提高了生产效率。因此笔者体会到，只有熟练掌握PLC的特点及其应用方法，并且熟悉具体的生产实际情况，才能充分发挥PLC的优势，使之很好的服务于工业生产。