PLC可编程控制器的应用.docx
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PLC可编程控制器的应用
PLC可编程控制器的应用
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１、前言
现今，在工业生产自动化程度普遍提高的企业当中，人虽然仍然占据着主导地位，但人员在操作中存在着许多不确定的因素，已是不争的事实，因此，自动化控制的实施仍然是我们现今乃至今后一段时间着力发展的方向，PLC控制器的不断长足的发展，及日常化应用，为我们实现自动化控制搭建了一个良好的应用平台，通过PLC控制器，我们可以方便的实现自动控制及改变控制方式，使之各项功能最大限度的服务于我们的企业。
2、 概述
涂装×××前处理工艺，由预脱脂、主脱脂、纯水冲洗、磷化、电泳、U/F喷淋等工艺部分组成，其中在大部分工艺环节中，都需要对处理液进行加温处理，车间的热水循环系统是生产工艺中的重要环节，是车间产品品质的重要保障。
因此，本课题围绕热水循环系统展开，针对一些影响系统正常运行的因素，展开研究。
长期以来，在对车间热水循环系统的补水作业中，一直是操作人员目测管道压力，对系统的回水管路进行“手动”补水，对补水量及补水时间无法准确把握，常常因补水不足或过量补水，使加压泵进口压力过低或上水压力过高现象，造成加压泵进口“软连接”破损及换热设备（板式交换器）泄漏故障，给车间的生产造成巨大的影响。
以2008年为例，1~10月，共更换软连接备件43个，每个价值2900元，共计发生维修费用12.47万元，造成的设备故障947分钟，生产停线335分钟，给工厂带来了巨大的损失。
本文针对上述问题，根据车间的生产现状，就如何实现自动控制，避免发生上述故障展开研究。
3、 现状调查及对策方案的提出
3.1 现状调查
3.1.1工艺参数
车身厂涂装二车间于2002年底投入生产使用。
其中热水循环系统为前处理设备提供７０～９０℃循环水，供前处理换热设备工作使用，换热设备（板式交换器）的额定工作压力（水压）在0.25~0.6MP。
管网加压设备由两台离心式清水泵组成，最大提升压力为0.4MP，清水泵型号为××××，补水管网压力为0.4MP，由手控阀（DN80蝶阀）控制补水，补水压力（循环水回水压力）为0.15~0.25MP。
3.1.2课题的提出
在对循环水管网补水作业中，由于不能对管网压力及时进行监控、补水，致使在管网回水压力下降至于0.15MP以下时，在加压泵进口出现局部负压现象，造成泵口吸力（负压）过大，使连接管网的橡胶材质软连接变形、扭曲、破损。
在由于操作不当，补水压力（循环泵进口压力）过高（大于0.25MP）的情况下，经过泵体加压，管网中的工作压力超过换热设备的额定压力（达到0.8MP以上），使换热设备因超压，造成泄漏故障。
综上述故障现象，都是因为操作失误，使管网压力波动过大（低压或高压）造成的，给我们的生产及设备带来极大的损害，由此确定本次课题，《通过安装压力控制系统 稳定前处理热水循环管道压力》。
3.2 设想方案的提出
设想方案：
通过PLC控制器控制外围硬件设施，在低于补水压力时，通过控制，打开补水阀门，对循环管网进行补水，当管网压力高于换热设备的额定压力时，通过电磁阀控制泄压，稳定循环管网的压力，达到保护设备设施的目的。
控制流程图：
1管网补水控制设想方案
管网补水系统控制流程图（图1）
2管网泄压控制设想方案
管网泄压控制流程图（图2）
4．改造设想方案的实施
4.1可编程控制器（PLC）的选取
本车间现场使用中的可编程控制器（PLC）品牌有两种：
A-B可编程控制器、OMRON可编程控制器。
考虑设备的通用性及经济投入，选择OMRON可编程控制器为改造系统的控制部件。
现场实现的控制需要的I/O点数为24点，考虑今后控制系统的扩大及无特殊功能需要的特点，最终选取可编程控制器型号为：
CPM2AH-40COD-A
基本功能：
CPM2AH-40COD-A（CPU单元类型）是设有40个内装I/O端子端子的PC，有三种输出可用（继电器输出，漏型晶体管输出和源性晶体管输出）和2种电源可用（100/240VAC或24VDC）。
4.2阀门电动装置型号的选取
4.2.1选取条件
1）阀门电动装置执行机构可以电动操作和手动操作；
2）当电机过热时，具有过热保护功能；
3）当阀门发生卡阻等异常现象时，通过转矩限制机构，可以及时切断电机电源，保护设备及防止事故发生。
4）电源：
380VAC/三相/50Hz或220VAC/单相/50Hz；
5）可配套安装ND50不锈钢蝶阀。
4.2.2选取控制器型号：
LQA10-1（天津市北方阀门控制设备公司）
控制器输出参数及接线图：
型号规格
输出
转矩
操作
时间
最大阀
杆直径
电机参
考功率
电机额定电流A
手轮
圈数
参考
重量
Nm
s/90°
mm
W
三相380V
kg
LQA10-1
100
15
20
30
0.22
73
17
4.2.3其它配套元器件的选取
1）电接压力表：
YX-150测量范围0~0.6MP/0~1MP（各1块）
2）输出继电器：
P52型电压24VDC
3）转换开关：
4）
指示灯：
5.根据控制流程图（图1、图2）设计梯形图
5.1PLC输入点设计分配
PLC输入点分配及接线图（图3）
输入点分配汇总表：
阀门电动装置内部接线图
5.2PLC输出点设计分配
输出点分配接线图（图五）
输出点分配汇总表：
5.3主回路及控制回路设计
阀门控制装置主回路及控制回路（图六）
5.4设计梯形图
5.5程序调试及现场应用
梯形图设计完成后，连接开关及限位开关，进行现场运行状态模仿调试程序的功能，在调试修改完成后，现场安装应用调整，交付生产使用。
6、结束语
通过本次课题的研究探讨以及实施应用，达到了预期的效果。
同时，也发现了热水循环控制系统中的一些不足之处，系统中的两台循环泵（一工作一备用）的启动与停止是由接触器控制，在设备发生故障的时候不能实现自动转换及故障部位的显示，自动化控制程度低下，这就成为我下次研讨的课题。
篇外话，现今，随着公司生产管理水平的日益提高，生产时间决定着生产成本，作为一名设备维修者，如何将PLC技术应用到设备故障诊断中来，指导我们快速的维修，恢复生产，是我们今后应着力研究探讨的课题。
最后，对在本次课题研究中给与我大力支持的，车间电器主管工程师蔺文峰表示衷心的感谢。
参考文献：
1.CPM2A/CPM2AH可编程序控制器操作手册欧姆龙（上海）有限公司
2.可编程序控制器技术与应用系统设计 机械工业出版社
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