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维修电工技师专业论文

广 东 省 维修 电工 技 师 专业 论文

PLC 在反吹式滤筒除尘机上自动控制

姓 工

名: 种: 维 修 电 工 师

鉴定等级: 技 单 时 位:

间: 二零一一年五月二十八日

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PLC 在反吹式滤筒除尘机上自动控制
摘 要: 本文通过对反吹式滤筒除尘机使用 PLC 自动控制系统程序设 计分析,概要地阐述了在反吹式滤筒除尘机中使用 PLC 实现自动化控 制的可行性。通过改造后的反吹式滤筒除尘机不但维护简单,而且员 工作业环境得到了改善,健康得到了保障。

关键词:PLC 控制 、自动化 、反吹式滤筒除尘

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言:
我公司是生产橱柜、板式家具的厂家。在生产中,开料工序所产生的木

屑、灰尘,油漆工艺中打磨出来的油漆白色粉末,不但污染环境,而且工人工作 不到一小时,全身就像涂了面粉一样。而且长期招不到工人,鉴于此,公司决定 改变作业环境入手、改变招工难。由于以前老式反吹式滤筒除尘机经常堵塞,吸 风量不足,故障频繁,所造成的作业环境恶劣。再加上停机维修,对生产造成了 影响, 由于以前是继电接触器控制系统经常无反吹, 导致滤筒堵死、 集尘箱堵死, 风量减少,吸尘效果差。经过领导批准,决定对控制系统进行自动化改造,利用 PLC 进行自动化控制,改善目前工作状况。

一、改造前反吹式滤筒除尘机工作状况
含尘的气体在离心风机的作用下由进风口进入除尘机主机内,经滤筒过滤 后,粉尘被阻隔在滤筒的外壁,干净的气体在顶部排出,排入空气中。通过控制 压缩空气缸的电磁阀, 以自动定时高压喷吹滤筒把吸附在滤筒外壁的粉尘吹落在 集尘箱内。集尘箱灰尘由清尘电机御料,完成吸尘工作循环。如图(1)工作流 程。

吸尘

过滤

喷吹

集尘

御料

图(1)工作流程

由于反吹式滤筒除尘机经常堵塞,吸风量不足,故障频繁,所造成的作业环 境恶劣。再加上停机维修,对生产造成了影响,该系统是继电接触器控制系统经 常无反吹,导致滤筒堵死、集尘箱堵死,在平时的维修中我们发现,故障最多的 环节是反吹环节和集尘箱环节。无反吹表现为中间继电器触点粘结、断路,由于 十个中间继电器每分钟每个会动作一次,频率相当高所造成的,无反吹造成滤筒 上的灰尘无法下落, 吸风通道堵死, 吸尘效果差。 集尘箱堵死表现为排尘不及时, 无自动控制功能,属手动控制。
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二、改造设想描述。
针对故障形式定方案:1、继电系统由于继电器的某一点的断开、烧损导致 整个无喷吹输出,拟利用 PLC 控制器,直接输出给电磁阀,减少中间继电器来达 到减少故障率。 2、 由于以前系统排尘只有手动而无自动经常堵塞, 所以改由 PLC 控制,作自动排尘程序,时间每 30 分钟排尘电机转动一分钟,保证了料斗不堵 塞,增加了吸尘量。3、采用定时脉冲电路控制脉冲时间,当超过十人以上使用 时,采用每 6 秒喷出一次。少于十人使用时,采用 10 秒喷出一次,设置选择开 关控制。 基于此台吸尘机的特点,操作简单,输入输出点少,无传感器控制元件,安 装附件少。 故决定使用三菱 FX1s-30MR 可编程控制器对其系统控制,结合脉冲电 磁阀作为动作元件和执行元件,以达到改造目的。经公司及工程师的许可,结合 反吹式滤筒除尘机的工作性能,制订出控制要求,并按要求编写出 I/O 分配图, 梯形图,并列出改造元件表,提交给技术部审核修改,经公司有关部门讨论研究 后同意组织人员实施改造。

三、改造方案描述 1、反吹式滤筒除尘机动作流程图: 图(2)
信号 PLC 电磁阀 开关 喷吹

接触器

电机

清尘

图(2)

2、设备电气主电路设计
主电路 22KW 离心风机电机采用星—三角启动,时间继电器 KT 及接触器 KM1、 KM2、KM3 在控制箱设启动、停止按钮控制,俩台 1.5KW 清尘电机由一个接触器 KM4 控制,控制信号 PLC 提供,十个喷吹电磁阀由 PLC 定时脉冲直接输出给电磁 阀线圈。主电路图见附录。

3、控制电路说明

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1、主电路的控制电源由三相电源 380V 经变压为 220V 作为控制电源使用,同
时作为 PLC 控制器电源。 2、因执行元件脉冲电磁阀使用 DC24V 直流电源,故从变压器输出端接 AC24V 经桥式整流送入 PLC 作控制直流电源。

4、PLC 输入输出 I/O 分配图(见附录)
输入点分配表见表 4-1 表 4-1 名称 6 秒脉冲起动 10 秒脉冲起动 清尘电机起动 输出点分配表见表 4-2 表 4-2 名称 1 号脉冲电磁阀 2 号脉冲电磁阀 3 号脉冲电磁阀 4 号脉冲电磁阀 5 号脉冲电磁阀 6 号脉冲电磁阀 7 号脉冲电磁阀 8 号脉冲电磁阀 9 号脉冲电磁阀 10 号脉冲电磁阀 清尘电机 输出点分配表 代号 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 YV6 YV7 YV8 YV9 YV10 KM4 输出编号 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 Y010 Y011 Y012 输入点分配表 代号 SB1 SB2 SB3 输入编号 X000 X001 X002

5、PLC 梯形图(见附录) 6、PLC 主程序解释
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6.1、PLC 输入回路:控制喷吹电磁阀的脉冲时间由选择开关 X000 和 X001 执 行,当选择开关在 X000、X001 中间时,脉冲电磁阀不输出。当 X000 为 ON,为定 时脉冲 6 秒。见图(3)

图(3) 当工位人数在十人以下时,选择 X001 为 ON,为每 10 秒脉冲一喷吹。见图(4)

图(4)

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当 X002 至 ON 时, 清尘电机动作时间为每 30 分钟动作 60 秒,实现自动控制 清尘。设选择开关,当选择手动时,外设点动按钮控制。见图(5)

图(5) 6.2 、 PLC 输 出 回 路 : 十 个 喷 吹 电 磁 阀 信 号 分 别 由 PLC 的 Y000\Y001\Y002\Y003\Y004\Y005\Y006\Y007\Y010\Y011 输出。见图(6)

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图(6)

清尘电机 PLC 控制信号输出为 Y012.见图(7)

图(7)

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6.3、PLC 工作过程描述:当开关 X000 接通时,辅助继电器 M0 至 ON,当 MO 至 ON 定时器 T0 开始计时,当计时到 6 秒时,T0 至 ON,辅助继电器 M50 至 ON,输 出回路 Y000 得到一个脉冲,电磁阀开关动作一次,依次循环脉冲至 Y011,完成 十个脉冲工作循环。当开关 X001 至 ON 时,计时到十秒时动作,和上面一样,完 成十个工作循环。开关 X000.X001 不能同时接通,每次只能接通一个。当 X002 至 ON 时,辅助继电器 M20 至 ON,当 M20 至 ON 时,定时器 T40 开始计时,当计时 到 18000 秒时,T40 至 ON,辅助继电器 M142 至 ON,T41 开始计数,当 T41 计时 到 600 秒时,M142 至 OFF,自动完成一次清尘工作。

四、实施方案
1、旧的中间继电器、时间继电器、接触器、变压器、镇流器全部报废,22kw 主电机至配电箱,脉冲电磁阀至配电箱的布线保留。 2、三菱 PLC 控制器选用 FX1S-30MR-001,按照 PLC 梯形图把编好的程序写入 控制器中。 3、 根据 PLC 输入输出 I/O 分配图, 把电磁阀、 开关接入输出输入对应端子上, 把输出点接入对应的接触器线圈上。 4、按照主电路控制线路接入星-三角启动线路。 5、 测试星-三角启动线路的可靠性, 观察接触器动作顺序是不是与图纸一致, 此测试必须不带负载,避免短路发生电机爆炸。观察 PLC 各点输出状态。 6、带负载运行,观察各部分运转,主机启动正常、喷吹与清尘电机工作正 常,风力强劲。

五、改造后效果描述
采用 PLC 自动控制系统控制的反吹式滤筒除尘机与未改造相比, 喷吹频率与 输出同步,站在主机外 5 米的地方都能听到“砰砰”声,而且御料电机按时循环 御料,站在吸风口,能感觉到有一股强大吸力往里吸,员工们身上不再一片白色 了。以前只有几个人,现在二十多人轮流上班,生产单量明显上升,比以前修机 的时间少了,故障率几乎为零,达到了改造的目的。

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六、结束语
此次改造我运用了工作中积累的电器维修实践经验, 参考了一些相关的书籍, 得到了白云学院老师的指点, 认真分析了反吹式的滤筒除尘机的工作过程及工作 要点,改造后经生产实践证明,达到了预期的效果。我认为,在科技飞速发展的 今天,作为一名一线电气维修人员,应该努力学习新知识新技能,不断地提高自 己的工作能力, 特别是在 PLC 总线控制系统突飞发展的今天,应该把握国内外各 种技术方向,适应工厂设备的维修任务,以此提升完善自我。 此次改造对我自己的能力也有很大的提高,以前只是对一些外围控制电路的 维修,对整个程序的设计和编写还是尝试。通过此次经历,锻炼了自己的动手能 力和分析能力,但在程序的编写上还有很大的不足之处,还要不断学习提升。 因本人水平有限,有错误与不足之处,恳请各位专家、教授批评指正。

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参考文献
1、 《电气可编程控制原理与应用》 清华大学出版社 王阿根 编著 2007 年 4 月第一版 2、 《电工新技术教程实训指导》 广东省职业技能鉴定指导中心组编写 2009 年 11 月 3、 《电工新技术教程》 中国劳动社会保障出版社 梁耀光,余文杰编著 2007 年 5 月第 1 版 4、 《可编程控制器入门与应用实例(三菱 FX2N 系列) 》 中国电力出版社 2005 年第一版 5、《可编程控制器原理与应用》 华南理工大学出版社 钟肇新 范建东, 冯太合 编著 2008 年 2 月第 4 版

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附录:PLC 梯形图

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附录二: 星-三角启动主、控制电路图

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附录三 :PLC 输入输出接线图

PLC

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附录四:控制电箱照片

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