水泥生產控制中PLC的替換方法簡介及實例

1 存在的問題
　　在水泥生產線上的各個控制環節，PLC作為局部工藝線核心控制單元的應用已不勝枚舉，比如窯、磨的輔助控制，各類高低壓電動機的控制、各類除塵設備的控制、各類儀表檢測單元的控制等等。但在應用的過程中，不少企業尤其是中小企業經常遇到以下問題：一是控制裝置大多是配套供應商開發的成套裝置，配套的說明書都比較簡陋，操作方面的內容較為詳細，但對PLC的配套原始資料和梯形圖（時序）則往往不予介紹提供，一旦出現問題，企業自身技術人員則往往束手無策；二是所選用的PLC基本上是進口產品，器件出現硬故障后訂購周期較長，容易影響生產，而就近所能購置到的品牌又往往不是原來品牌，受自身設備水平限制難以實現自我替換；三是各企業電氣維護人員水平參差不齊，中小企業的技術人員大多不具備一定的時序編制基礎，沒有相當的調試能力，對軟故障的處理常無可奈何；四是所用PLC品牌較多，難以配齊手操編程器；五是個別供貨商借機敲詐，以站不住腳的“保護知識產權”為由索要數倍的高價，企業難以承受。其實，從PLC本身而言，只不過是一種在當今電氣控制領域運用相當普遍的器件而已，已不再是不可掌握的高技術產品。以下筆者結合自身經歷介紹PLC替換的一些經驗和具體事例。
2 PLC概述及替換基本原則
　　工業用PLC的核心部件是CPU及內存RAM、電源板（DC12/24V）、電池、接口模塊、繼電器（無觸點開關）等，一般還包括發光管/顯示屏、I/O輸入輸出端子、程序模塊和PC電纜的接口、鍵盤等。現在水泥生產線上通常應用的PLC分為兩個大類：一是功能較單一、結構簡單的小型（基本型）PLC，無I/O擴展能力；二是功能強大、點數較多、帶有擴展槽的高性能的中、大型PLC，有I/O擴展能力。在中小型水泥生產線和自動化水平不是很高的自控場合，基本上采用小型PLC，特別是單機除塵器、大風機調速控制、預熱器吹堵清灰等控制功能單一的環節，小型PLC的應用十分普遍。從PLC的品牌來看，西門子、三菱、歐姆龍、AB、ABB等用的比較多；從結構性能來講，大同小異，但互換性存在一定的問題。當確定在用的PLC本體出現故障時，我們要判斷出所出故障是硬件受損還是軟故障，軟故障可采用手操編程器和PC機依照程序（梯形圖）進行診斷恢復，硬件受損必須更換受損部件甚至是整臺PLC。在整臺更換過程中要注意幾個問題：首先要考慮選用同一品牌同型號的，PLC不同于一般開關控制電器，需將所需時序通過PLC通訊口輸入后方能投入使用，這要配備OP（手操編程器）和PC機方能實現，這是普通維護人員辦不到的；其次要考慮在沒有同型號的情況下選用功能相近的同一品牌的替代，若沒有同一品牌的則選用功能相近的不同品牌的，但要特別注意電源電壓等級一致性，I/O口數量不得少于原配PLC，原來應用所編時序可在新換PLC上運行，還有必要的外圍電路的相應改造等等。
3 Φ3.5/3m×60m窯窯尾玻纖袋除塵器PLC的替換實例
　　2001年5月，我廠Φ3.5/3m×60m余熱發電窯窯尾玻纖大布袋除塵器控制柜內核心元件——美國AB公司生產的固定式PLC（SLC5001747－L30C）出現故障，經有關技術人員診斷CPU板損壞，除塵器只能手動操作，經與供貨商聯系，因國內無現貨、供貨周期太長、要價太高而只能作罷。
　　玻纖袋收塵控制PLC原工作順序如下：
　　1)PLC上電自檢完畢后，按照卸灰1室→卸灰2→卸灰3室→卸灰4室，依次類推到8室，卸灰基準值為3min，每室工作間隔5s，卸灰完畢后，反吹風機啟動，持續30s。
　　2)進入清灰狀態
　　第一室排氣反吹閥開啟，然后零閥開啟，反吹基準值為30s，零閥關閉延續1min沉降粉塵，然后第一室排氣反吹閥關閉。
　　第二室排氣反吹閥開啟……依此類推持續到第八室。
　　3)各室清完灰后進入大間隔30min，而后進行再次循環重復以上工作。
　　我們在此情況下決定選用就近可以購買得到的三菱PLC替代，重新編程并對外圍電路加以局部改造，具體改造方案概述如下：
　　1)根據AB公司SLC500的結構特點、供電電壓（AC120/240V雙組）和除塵器控制所用實際I/O口的數量，決定選用三菱公司的MELSECF1－60MR（AC110/220V）取代，其各項指標完全能夠滿足要求。
　　2)重新編制時序（略），并根據車間要求將PLC工作時序加以改動，具體改動如下：卸灰狀態在重復4遍后再進入反吹清灰狀態，清灰完畢后取消大間隔30min而直接再進入卸灰狀態，如此進行工作循環。
　　3)經程序調試和外部線路改造后一次試機成功。
　　自2001年6月初改造完畢投入運行以來，控制功能完全達到設計要求，同時外圍電路接線較改造前更簡潔實用，收到了良好的效果。投資情況：替換AB公司產品廠家要價4萬元，而此次整個改造的花費(含編程調試)只有4800元。