PLC在錦綸廠聚合工藝中的實際應用

分類：技術教程日期：2008-02-01 00:00:00

1、引言
　　錦綸廠聚合車間粒料輸送裝置是整個錦綸生產裝置中的一套重要的設備。隨著微處理器，大規模和超大規模集成電路的迅速發展，過程控制領域中，傳統的常規儀表監控設備、繼電邏輯控制器很大程度上被PLC所取代。如何充分利用PLC硬件、軟件資源，用較低費用獲得高性能的自控系統便是自動化人員面臨的現實問題。由于錦綸廠原系統采用繼電邏輯控制，控制系統性能不穩定，故障多，維護困難，因此須對原設備進行改造。本文應用SIEMENS公司生產的SIMATIC S7-200型可編程控制器，研制了一套符合錦綸廠聚合車間生產工藝要求的PLC控制裝置。設計過程中，充分利用PLC本身資源，大大減少設各故障率和設備占地面積，發揮系統的高性能。
　　2、工藝流程
　　錦綸化纖生產過程中的聚合車間，是整個生產過程中的一道關鍵工序，當上道工序把其加工出來的粒料送入聚合車間的下料罐后（如圖1），通過控制下料閥，使物料進入輸送罐，然后利用壓縮空氣把加工好的粒料輸送至下一道工序。整個工藝過程中須考慮到與上、下道工序的協調控制問題：1.檢測空壓機是否正常運行，壓縮空氣壓力是否正常，以便加工后的物料迅速送走。2.檢測下一道工序所要求的氮氣壓力是臺正常，在系統無故障時，控制裝置可工作于手動或自動工況，否則以聲光報警，提示操作人員，以便進行處理。

　　3、PLC控制系統硬件設計及工作原理
　　按系統要求，保證操作人員的現場控制能力，設計“手動”和“自動”兩種控制方式進行控制，用一個方式轉換開關進行轉換。
　　“手動”方式時，需采用對應的按鈕“手動下料”、“手動”輸送去控制相應的電磁閥。“自動”方式時，要求系統在啟動后按規定的時間與順序，依次進行“下料”與“輸送”。即EV1閥得電，開啟“下料”閥，一定時間后關閉，啟動EV2進行“輸送”，再過一定時間后再啟動EV1，如此周而復始，直至接到“停止”指令。同時系統在EV1得電時，EV5亦得電，EV2得電時，EV3亦在｝電，以便同時進行氮氣的“充氣”與“排氣”（如圖1）。
　　按系統要求，為便于整個工藝流程操作管理的集中性，我們設計了既可在現場進行近地“啟動”與“停止”的方式，也可遠地進行“啟動”與“停止”。
　　該方案配置體現了分散控制系統的優點，即控制功能分散，操作管理集中。控制功能分散意味著實時響應快，操作管理集中，便于集中管理。
　　控制系統框圖如圖2所示，PLC通過系統的現場狀態輸入、控制面板和外部輸入指令決定系統運行方式，并能顯示系統狀態。

　　4、PLC軟件程序流程圖與梯形圖設計
　　我們選用的SIMATIC S7-200型可編程控制器I/0點數多，編程指令豐富，程序內存大，并配有相應的編程軟件STEP7-Micro/WIN，可通過PC進行編程，然后下載輸入PLC，這種軟件還能在PLC運行時監控其運行狀況。指令系統具有很強的通訊功能，可與上位機或PLC之間進行通訊。
　　根據系統要求，編寫了系統軟件。程序流程圖和梯形圖分別如圖3、圖4所示。程序由主程序和兩子程序組成，主程序實現系統初始化、檢測、判斷，子程序分別實現手動和自動控制。程序中編寫了定時程序，使內部定時器按規定的時間動作，去控制下料閥和輸送閥以及脈沖和旁路閥的開通和關斷時間。為了方便現場人員調整下料時間和輸送時間，本文利用CPU215主機配置的模擬電位器作為下料和輸送時間的設定，軟件編程時將模擬電位器對應的特殊存儲器內容送入相應定時器。調節電位器可調整定時器定時值。
　　在程序的編寫過程中，充分考慮到PLC的特殊的程序執行方式。由于PLC采取的是順序掃描方式，因此PLC語句放置的順序將會影響到輸出結果，有時會偶爾出現與平常不一致的結果，甚至可能會出現與設計邏輯結果完全不同的結果。本文所討論的程序充分考慮到這種情況。