技術(shù)頻道

      OMRON小型PLC在食品包裝機(jī)械機(jī)組控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

      概 述

         隨著技術(shù)的進(jìn)步,由可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)在很多行業(yè)和領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,在食品包裝機(jī)械及制冷空調(diào)行業(yè)也不例外。PLC和工業(yè)人機(jī)界面(HMI)被大量地用于包裝機(jī)及冷水機(jī)組上,例如在吸收式冷水機(jī)組上,OMRON的C200Hα、CSl、CJl系列PLC就以其優(yōu)異的性能(運(yùn)算功能、網(wǎng)絡(luò)通訊功能、開放的容易使用的通訊協(xié)議等)獲得了企業(yè)和用戶的贊同而得到了廣泛的使用。它的網(wǎng)絡(luò)功能讓企業(yè)能在自己的服務(wù)中心足不出戶就可以監(jiān)視在全球各地的用戶所使用的機(jī)組的運(yùn)行全部狀態(tài)和數(shù)據(jù),幫助客戶解決運(yùn)行中碰到的問題,提醒客戶維護(hù)和保養(yǎng)機(jī)器,以及幫客戶重新恢復(fù)機(jī)組的控制程序和設(shè)定機(jī)組運(yùn)行參數(shù)等等。這大大提高了服務(wù)的質(zhì)量和效率,也為企業(yè)節(jié)省了大量的開支。但是由于成本的原因,這些系列的PLC無(wú)法在其他冷水機(jī)組如風(fēng)冷冷水機(jī)組、水冷螺桿機(jī)、活塞機(jī)等產(chǎn)品上取得應(yīng)用,為此OMRON推出了另一款機(jī)型CPM2AH,這種機(jī)型體積小,擴(kuò)充能力強(qiáng),性能價(jià)格比高,非常適合在食品包裝機(jī)械及水冷和風(fēng)冷冷水機(jī)組中使用。以下以冷水機(jī)組控制為例進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

      1 控制系統(tǒng)的配置方案

      CPM2AH系列PLC是一款在小機(jī)殼內(nèi)匯聚了先進(jìn)的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)的產(chǎn)品。其基本單元有20、30、40、60點(diǎn)四種,包含了數(shù)字量輸入和高速脈沖輸入、繼電器輸出功能,根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的需要,可以增加擴(kuò)展模塊,擴(kuò)展的模塊包括開關(guān)量輸入輸出模塊,Pt100溫度輸入模塊(TS101/TS102),電流電壓輸入模塊(AD041)和模擬量輸出模塊(DA041)。在通訊功能上可以:

         (1)通過Host link連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng);
         (2)通過1∶1 Link與OMRON其他系列的PLC進(jìn)行通訊;
         (3)通過Compobus/S和Device Net進(jìn)行遠(yuǎn)程模塊擴(kuò)展,從而實(shí)現(xiàn)集散型控制。

        由于OMRON的PLC產(chǎn)品通用性很強(qiáng),很多公司的觸摸屏都可以和它通訊連接,因此可以根據(jù)價(jià)格、功能和技術(shù)特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)的觸摸屏產(chǎn)品與PLC配套使用。

         對(duì)于其他有特殊要求,或設(shè)計(jì)中需要增加模擬量和數(shù)字量的情況,還可以酌情增加其他相應(yīng)的擴(kuò)充模塊以滿足要求。

      2 控制系統(tǒng)功能

      控制系統(tǒng)的功能包括:設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)控制,運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視,能量自動(dòng)調(diào)節(jié),故障報(bào)警記錄和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定等功能:

      (1)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)控制 可以以三種形式啟動(dòng)機(jī)組,本地啟動(dòng)、遠(yuǎn)程信號(hào)啟動(dòng)、定時(shí)啟動(dòng),具體為:1)在遠(yuǎn)程信號(hào)和定時(shí)信號(hào)都屏蔽的情況下以本地方式啟停2)在定時(shí)屏蔽、遠(yuǎn)程信號(hào)允許的情況下以遠(yuǎn)程方式自停3)定時(shí)允許的情況下以定時(shí)方式啟停。在系統(tǒng)無(wú)全局故障情況下,以任何一種方式啟動(dòng)后,輔機(jī)設(shè)備先開啟,然后開啟主機(jī)。當(dāng)機(jī)組中有多臺(tái)壓縮機(jī)時(shí),控制系統(tǒng)將根據(jù)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間來(lái)確定開啟的壓縮機(jī)編號(hào),以使得機(jī)組中各臺(tái)壓縮機(jī)保持相對(duì)平均的運(yùn)行時(shí)間。
      停機(jī)也有三種開工,與機(jī)組的啟動(dòng)方式相對(duì)應(yīng)。停機(jī)時(shí),先將壓縮機(jī)卸載,然后停止運(yùn)行。但無(wú)論在何種啟動(dòng)的模式下,本地停機(jī)均擁有最高的操作優(yōu)先權(quán)。
      (2)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視 控制系統(tǒng)可以監(jiān)視機(jī)組運(yùn)行過程中的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),顯示各重要參數(shù)的變化趨勢(shì)曲線。如冷水出口溫度、壓縮機(jī)的負(fù)載情況等:
      (3)能量自動(dòng)調(diào)節(jié)在機(jī)組輔機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,主機(jī)啟動(dòng)完成后即進(jìn)入能量調(diào)節(jié)過程??梢酝ㄟ^選擇冷水入口溫度控制或冷水出口溫度控制來(lái)決定機(jī)組是根據(jù)入口溫度還是出口溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。
      在入口溫度控制或出口溫度控制下,比較實(shí)際溫度和沒定溫度值,決定機(jī)組的上下載。實(shí)際溫變值大于設(shè)定溫度值時(shí),機(jī)組上載;小于設(shè)定溫變值時(shí),機(jī)組下載。可以根據(jù)兩者間的溫差值來(lái)決定上下載的周期長(zhǎng)短,溫差大則上載或下載周期短,溫差小則上載或下載周期相應(yīng)增長(zhǎng),溫差在0.5℃之間可以停止上下載。
      (4)故障報(bào)警記錄 控制系統(tǒng)可以對(duì)下列情況進(jìn)行報(bào)警和記錄。如果是風(fēng)冷冷水機(jī)組控制系統(tǒng),則沒有冷卻水和冷卻塔風(fēng)機(jī)的相應(yīng)報(bào)警功能,但會(huì)增加融霜和制熱運(yùn)行的故障報(bào)警。
      冷水泵故障:冷水泵啟動(dòng),經(jīng)過延時(shí)時(shí)間后,如冷水泵連鎖信號(hào)仍未到,冷水泵故障報(bào)警。
      斷流故障:冷水泵或冷卻水泵都啟動(dòng)后,水流延時(shí)時(shí)間到后,水流開關(guān)信號(hào)未到,水?dāng)嗔鲌?bào)警。
      防凍開關(guān):防凍延時(shí)時(shí)間到,防凍開關(guān)信號(hào)未到,防凍報(bào)警。
      冷水低溫報(bào)警:延時(shí)時(shí)間后,如冷水出口溫度小于3℃,冷水低溫報(bào)警。
      外部連鎖故障:延時(shí)時(shí)間后,用戶外部連鎖未到,外部連鎖故障。
      壓縮機(jī)過載:延時(shí)時(shí)間后,熱保信號(hào)未到,壓機(jī)熱過載報(bào)警。
      高壓報(bào)警:延時(shí)時(shí)間后,高壓保護(hù)未到,壓機(jī)高壓報(bào)警。
      低壓報(bào)警:延時(shí)時(shí)間后,低壓保護(hù)未到,壓機(jī)低壓報(bào)警。
      油壓報(bào)警:延時(shí)時(shí)間后,油壓保護(hù)未到,壓機(jī)油壓報(bào)警。
      傳感器故障:延時(shí)時(shí)間后,如傳感器顯示溫度值大于200℃.傳感器故障報(bào)警。
      冷卻水泵故障:冷卻水泵啟動(dòng),延時(shí)時(shí)間后,冷卻水泵連鎖未到冷卻水泵故障報(bào)警。
      冷卻塔風(fēng)機(jī)過流:風(fēng)機(jī)啟動(dòng),延時(shí)時(shí)間后,過流保護(hù)信號(hào)未到,風(fēng)機(jī)過流報(bào)警。有任何一故障發(fā)生,開關(guān)量故障輸出,系統(tǒng)聲光報(bào)警。故障排除后,需手動(dòng)復(fù)位。
      (5)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定控制系統(tǒng)可以對(duì)下列參數(shù)進(jìn)行設(shè)定:
         溫度修正值,修正傳感器采集的實(shí)際溫度值,默認(rèn)下修正值為0;
         水流開關(guān)延時(shí)時(shí)間(默認(rèn)為3秒,最小為0.5秒);
         低壓延時(shí)時(shí)間(默認(rèn)為5秒,最小0.5秒);
         油壓延時(shí)時(shí)間(默認(rèn)為50秒,最小0.5秒);
         關(guān)機(jī)延時(shí)時(shí)間(默認(rèn)為120秒);
         壓縮機(jī)最少運(yùn)行時(shí)間(默認(rèn)為120秒);
         允許壓縮機(jī)啟動(dòng)的停機(jī)延時(shí)時(shí)間(默認(rèn)為480秒,最小為300秒);
         冷卻塔風(fēng)機(jī)開溫度(默認(rèn)為28℃,最小25℃,最大30℃);
         冷卻塔風(fēng)機(jī)關(guān)溫度(默認(rèn)為23℃,最小20℃,最大25℃);
         冷水入口溫度(默認(rèn)為12℃,最小為10℃);
         冷水出口溫度(默認(rèn)為7℃,最小為5℃)。
         對(duì)風(fēng)冷熱泵機(jī)組還有強(qiáng)制除霜運(yùn)行時(shí)間,除霜起始條件和結(jié)束條件,制熱運(yùn)行參數(shù)等。
        此外系統(tǒng)還可以修改控制器內(nèi)置時(shí)鐘,從而有效地通過定時(shí)功能實(shí)現(xiàn)控制,可以通過設(shè)定開關(guān)機(jī)時(shí)間,自動(dòng)定時(shí)開啟和關(guān)閉機(jī)組??梢酝?br />   過分別設(shè)定一周每天的開關(guān)機(jī)時(shí)間,經(jīng)過與內(nèi)置的時(shí)鐘比較自動(dòng)運(yùn)行機(jī)組。

      3 技術(shù)特點(diǎn)
         OMRON小型CPM2AH系列PLC具有優(yōu)異的性能價(jià)格比,所組成的控制系統(tǒng)具有如下技術(shù)特點(diǎn):
         (1)穩(wěn)定的性能CPM2AH系列PLC外型小巧結(jié)構(gòu)緊湊,OMRON公司長(zhǎng)期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)和嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)保證了其可靠穩(wěn)定的性能,即使在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍然能正常運(yùn)行。更經(jīng)過高低溫的考驗(yàn),使得該P(yáng)LC可以適用在特殊的場(chǎng)合。
         (2)模擬量功能CPM2AH使用專用的TS101/TS102溫度控制模塊,直接連接PT100溫度傳感器,提升溫度測(cè)量的精度和可靠性。
         (3)通訊功能增強(qiáng)CPM2AH提供內(nèi)置的RS232C端口和RS422端口。OMRON完全開放的通訊協(xié)議可以方便的實(shí)現(xiàn)上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,用戶可以隨心所欲自己定制開發(fā)通訊監(jiān)控系統(tǒng)。
         (4)高速的程序執(zhí)行速度更快的程序指令執(zhí)行速度,使得控制過程精確無(wú)誤。
         (5)很強(qiáng)的擴(kuò)充能力 模擬量可以增加到12路;系統(tǒng)支持Device Net協(xié)議,具有強(qiáng)大的擴(kuò)充能力,通過遠(yuǎn)程端子,可以擴(kuò)充到256點(diǎn),方便組成集散控制系統(tǒng)。

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