一 散裝機(jī)的工作原理及控制流程
1 散裝機(jī)的組成結(jié)構(gòu)
SZ系列固定式水泥散裝機(jī)是由進(jìn)料接頭、伸縮下料套管散裝頭、下料錐斗、卷?yè)P(yáng)裝置（包括松繩開關(guān)裝置、料滿控制器）、收塵系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、卸料閥、氣源閥、閘門等零部件組成。散裝機(jī)既可安裝在庫(kù)底也可安裝在庫(kù)側(cè)同相應(yīng)的卸料裝置配套使用。庫(kù)側(cè)散裝機(jī)使用時(shí)配備空氣輸送斜槽(含專用高壓離心風(fēng)機(jī))，庫(kù)底散裝機(jī)使用時(shí)配備短斜槽輸送部分(含專用高壓離心風(fēng)機(jī))，以適應(yīng)工藝布置的需要。
2 散裝機(jī)的原理及流程
水泥罐車抵達(dá)指定位置后，按控制裝置上的“下降”按鈕使散裝頭下降到罐車入料口進(jìn)入準(zhǔn)備裝料狀態(tài)。按“裝車”鈕進(jìn)行裝車。此時(shí)高壓離心風(fēng)機(jī)工作，使物料在打開卸料電磁閥后能順利通過(guò)輸送斜槽；同時(shí)氣源電磁閥打開，接通氣源；收塵風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，收塵電磁閥開啟驅(qū)使氣缸動(dòng)作推動(dòng)外殼內(nèi)翻板并使翻板處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)除塵電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存氣體，收塵系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)；同時(shí)料位風(fēng)機(jī)和活化灰風(fēng)機(jī)打開。0.5秒后卸料電磁閥開啟，驅(qū)使氣缸控制卸料閥門打開進(jìn)行裝料。裝載容器內(nèi)的含塵氣體通過(guò)伸縮套管中的夾層通道由收塵接口抽到配套的收塵器中，使含塵氣體吸附到布袋上，工作現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)塵作業(yè)。當(dāng)物料裝到預(yù)先調(diào)定的高度或容器已經(jīng)裝滿時(shí)，裝載容器內(nèi)的物料會(huì)堵住散裝頭下方的風(fēng)管接頭，產(chǎn)生料滿報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉卸料電磁閥停止裝料。卸料電磁閥關(guān)閉1分鐘后活化灰風(fēng)機(jī)關(guān)閉，再過(guò)30秒后收塵風(fēng)機(jī)關(guān)閉，收塵電磁閥關(guān)閉，此時(shí)外殼內(nèi)翻板處于關(guān)閉狀態(tài)，除塵電磁閥打開清灰2~3分鐘左右自動(dòng)停止，料位風(fēng)機(jī)和高壓離心風(fēng)機(jī)停止，氣源停止。最后按“上升”鈕使散裝頭上升至預(yù)定位置。灌裝結(jié)束。
二 PLC控制的優(yōu)點(diǎn)
目前國(guó)內(nèi)水泥散裝機(jī)的電控部分大都是以大量的時(shí)間繼電器和中間繼電器組成的實(shí)序邏輯控制電路來(lái)控制各個(gè)閥門、電機(jī)的啟停時(shí)間和順序，在整個(gè)工作流程中各元器件動(dòng)作很頻繁，尤其是時(shí)間繼電器在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣的條件下更是容易損壞，故障率高。經(jīng)常造成裝車工作被迫中斷，降低了工作效率。而采用PLC控制系統(tǒng)則大大避免了上述問題。PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：
2.1 控制方式
繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 而PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，方便快捷。
2.2 控制速度
繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級(jí)，嚴(yán)格同步，無(wú)抖動(dòng)。
2.3 延時(shí)控制
繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大。 PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。
2.4 上傳數(shù)據(jù)
現(xiàn)在水泥廠的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)設(shè)備DCS的要求也越來(lái)越高，因此在電氣方面我們要實(shí)現(xiàn)如下功能：
⑴能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)從開啟除塵器設(shè)備到水泥罐車裝滿的全過(guò)程。
⑵運(yùn)行過(guò)程中，能將各設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)反饋到中控室。
⑶中控室接到備妥后可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停設(shè)備。
⑷停車狀態(tài)下，提供設(shè)備的備妥信號(hào)。
⑸運(yùn)行過(guò)程中若出現(xiàn)故障，可向中控室提供故障信號(hào)。
⑹實(shí)時(shí)監(jiān)控水泥罐車內(nèi)水泥的多少。
三 PLC控制的具體實(shí)現(xiàn)
基于以上幾點(diǎn)，我們選用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的S7-200可編程序控制器作為控制核心，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的運(yùn)行。
1 系統(tǒng)硬件組成
主要構(gòu)成如下：西門子S7-200系列CPU一臺(tái)、數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223一臺(tái)、模擬量擴(kuò)展模塊EM231一臺(tái)，我們將各個(gè)電機(jī)和閥門的狀態(tài)及控制信號(hào)接入PLC，由PLC對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行控制；EM231可接收罐車重量信號(hào)4-20mA電流信號(hào)。我們也可以將這些信號(hào)通過(guò)EM277模塊按照PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠PROFIBUS-DP總線上，將系統(tǒng)升級(jí)為一個(gè)PROFIBUS-DP從站，實(shí)現(xiàn)中控室對(duì)散裝車間的控制。
系統(tǒng)硬件組成示意圖如下：
2 系統(tǒng)軟件部分
主要通過(guò)對(duì)PLC編程來(lái)完成從站的控制。在程序設(shè)計(jì)中采用了5個(gè)定時(shí)器來(lái)分別控制各個(gè)電機(jī)及閥門的啟停時(shí)間和順序，定時(shí)器的時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行調(diào)整，以保證設(shè)備的精確運(yùn)行。采用了灌裝裝置啟動(dòng)標(biāo)志S1。S1置位，則表示灌裝機(jī)啟動(dòng)；而在灌裝機(jī)停機(jī)時(shí)，S1復(fù)位。同時(shí)各個(gè)電機(jī)及閥門的運(yùn)行互相也有一定的制約，保證散裝機(jī)的工作流程更加合理。在灌裝前，PLC接收各個(gè)檢測(cè)信號(hào)，都滿足條件后才能進(jìn)行灌裝。使用模塊EM277可輕松升級(jí)為PROFIBUS-DP從站，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與中控室間的通訊。
軟件流程圖如下：
四 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)在多家水泥廠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用表明，水泥散裝機(jī)采用PLC控制后，該系統(tǒng)不但性能安全可靠、故障率低；而且操作簡(jiǎn)單、減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工人的作業(yè)環(huán)境，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行，而且極大提高了包裝車間的自動(dòng)化程度。通過(guò)EM277將系統(tǒng)掛接到PROFIBUS-DP總線后，在中控室便可以直觀的看到各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，也可以通過(guò)上位機(jī)發(fā)布命令輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)散裝機(jī)的各種控制。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，在中控室就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免事故發(fā)生，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。該系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于水泥行業(yè)，對(duì)于其它細(xì)粉狀物料的灌裝亦有推廣應(yīng)用的前景。
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