PLC在錦綸廠聚合工藝過程中的實(shí)際應(yīng)用

1、引言
　　
錦綸廠聚合車間粒料輸送裝置是整個(gè)錦綸生產(chǎn)裝置中的一套重要的設(shè)備。隨著微處理器，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，過程控制領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的常規(guī)儀表監(jiān)控設(shè)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(fèi)用獲得高性能的自控系統(tǒng)便是自動(dòng)化人員面臨的現(xiàn)實(shí)問題。由于錦綸廠原系統(tǒng)采用繼電邏輯控制，控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，故障多，維護(hù)困難，因此須對(duì)原設(shè)備進(jìn)行改造。本文應(yīng)用SIEMENS公司生產(chǎn)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(chǎn)工藝要求的PLC控制裝置。設(shè)計(jì)過程中，充分利用PLC本身資源，大大減少設(shè)各故障率和設(shè)備占地面積，發(fā)揮系統(tǒng)的高性能。

2、工藝流程

錦綸化纖生產(chǎn)過程中的聚合車間，是整個(gè)生產(chǎn)過程中的一道關(guān)鍵工序，當(dāng)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(jìn)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(gè)工藝過程中須考慮到與上、下道工序的協(xié)調(diào)控制問題：1.檢測(cè)空壓機(jī)是否正常運(yùn)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(cè)下一道工序所要求的氮?dú)鈮毫κ桥_(tái)正常，在系統(tǒng)無故障時(shí)，控制裝置可工作于手動(dòng)或自動(dòng)工況，否則以聲光報(bào)警，提示操作人員，以便進(jìn)行處理。

3、PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及工作原理

按系統(tǒng)要求，保證操作人員的現(xiàn)場(chǎng)控制能力，設(shè)計(jì)“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種控制方式進(jìn)行控制，用一個(gè)方式轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
　　
“手動(dòng)”方式時(shí)，需采用對(duì)應(yīng)的按鈕“手動(dòng)下料”、“手動(dòng)”輸送去控制相應(yīng)的電磁閥。“自動(dòng)”方式時(shí)，要求系統(tǒng)在啟動(dòng)后按規(guī)定的時(shí)間與順序，依次進(jìn)行“下料”與“輸送”。即EV1閥得電，開啟“下料”閥，一定時(shí)間后關(guān)閉，啟動(dòng)EV2進(jìn)行“輸送”，再過一定時(shí)間后再啟動(dòng)EV1，如此周而復(fù)始，直至接到“停止”指令。同時(shí)系統(tǒng)在EV1得電時(shí)，EV5亦得電，EV2得電時(shí)，EV3亦在｝電，以便同時(shí)進(jìn)行氮?dú)獾摹俺錃狻迸c“排氣”（如圖l）。
　　
按系統(tǒng)要求，為便于整個(gè)工藝流程操作管理的集中性，我們?cè)O(shè)計(jì)了既可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行近地“啟動(dòng)”與“停止”的方式，也可遠(yuǎn)地進(jìn)行“啟動(dòng)”與“停止”。

該方案配置體現(xiàn)了分散控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，即控制功能分散，操作管理集中。控制功能分散意味著實(shí)時(shí)響應(yīng)快，操作管理集中，便于集中管理。
　　
控制系統(tǒng)框圖如圖2所示，PLC通過系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)輸入、控制面板和外部輸入指令決定系統(tǒng)運(yùn)行方式，并能顯示系統(tǒng)狀態(tài)。

4、PLC軟件程序流程圖與梯形圖設(shè)計(jì)

我們選用的SIMATIC S7-200型可編程控制器I/0點(diǎn)數(shù)多，編程指令豐富，程序內(nèi)存大，并配有相應(yīng)的編程軟件STEP7-Micro/WIN，可通過PC進(jìn)行編程，然后下載輸入PLC，這種軟件還能在PLC運(yùn)行時(shí)監(jiān)控其運(yùn)行狀況。指令系統(tǒng)具有很強(qiáng)的通訊功能，可與上位機(jī)或PLC之間進(jìn)行通訊。
　　
根據(jù)系統(tǒng)要求，編寫了系統(tǒng)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?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)初始化、檢測(cè)、判斷，子程序分別實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)控制。程序中編寫了定時(shí)程序，使內(nèi)部定時(shí)器按規(guī)定的時(shí)間動(dòng)作，去控制下料閥和輸送閥以及脈沖和旁路閥的開通和關(guān)斷時(shí)間。為了方便現(xiàn)場(chǎng)人員調(diào)整下料時(shí)間和輸送時(shí)間，本文利用CPU215主機(jī)配置的模擬電位器作為下料和輸送時(shí)間的設(shè)定，軟件編程時(shí)將模擬電位器對(duì)應(yīng)的特殊存儲(chǔ)器內(nèi)容送入相應(yīng)定時(shí)器。調(diào)節(jié)電位器可調(diào)整定時(shí)器定時(shí)值。
　　
在程序的編寫過程中，充分考慮到PLC的特殊的程序執(zhí)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?qū)?huì)影響到輸出結(jié)果，有時(shí)會(huì)偶爾出現(xiàn)與平常不一致的結(jié)果，甚至可能會(huì)出現(xiàn)與設(shè)計(jì)邏輯結(jié)果完全不同的結(jié)果。本文所討論的程序充分考慮到這種情況。

5、結(jié)論

實(shí)際結(jié)果證明，將PLC應(yīng)用聚合工藝輸送裝置可大大減少設(shè)備占地面積和設(shè)備故障率。具有功能完備、操作簡(jiǎn)便和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，符合生產(chǎn)工藝要求。