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    應用PLC改進繞線式電動機起動控制電路的設計

    2005-06-02 00:00
    0 引言
      在現(xiàn)代化生產(chǎn)設備控制中有大量的開關量、數(shù)字量、脈沖量及模擬量,采用傳統(tǒng)的繼電器或分立的電子線路來作為自動控制裝置,存在系統(tǒng)結構復雜、功耗大、可靠性差等諸多缺點。而采用PLC來實行這些控制不僅能克服以上缺點,可實現(xiàn)邏輯控制、過程控制、位置控制等,且體積小,使用維護方便。筆者就我廠2臺繞線式電動機轉子串電阻起動的繼電器控制系統(tǒng),應用PLC控制手段來實現(xiàn)其邏輯順序控制功能和系統(tǒng)集中控制做如下介紹。

    1 控制對象和要求
      主機設備主要是2條原料輸送機,其中1號皮帶輸送機為l臺功率是55kW的鼠籠式異步電動機拖動,采用自接起動控制方式;2號皮帶輸送機為2臺功率為155kW繞線式異步電動機拖動,采用轉子串電阻調(diào)速起動控制方式。
    物料流程為:原料庫底給料機給料→2號皮帶輸送機→1號皮帶輸送機→均化庫因1號皮帶輸送機距離較長,工況條件較差,而且經(jīng)常在重載狀況下起動。機械人員要求皮帶起動加速度小于0.3m/s2,所以系統(tǒng)必須要有較大的起動力矩和很好的起動特性來滿足這一工況條件。原有電氣控制采用繞線式電動機轉子串電阻的起動調(diào)速方式,根據(jù)起動特性曲線要求將電阻通過計算后分成8段不同的阻值,并聯(lián)到8個接觸器上,再將這8個接觸器通過二進制邏輯編碼組成16級電動機順序起動調(diào)速控制電路來完成皮帶輸送機整個起動過程。由于早期邏輯順序控制電路一般采用繼電器來實現(xiàn),從而造成整個控制電路接線非常復雜,觸點多,故障率高。因此,利用PLC替代原有繼電器控制電路,不但可以解決以上問題,還可以將1號皮帶輸送機及給料機進行集中控制,減少二次接線和投資費用,改造簡單。

    2 PLC程序設計與編程
    2.1 編寫程序
      由主電路圖(略)和二進制編碼圖(略),可進行電動機的起動程序設計。根據(jù)物料流程,可將1號皮帶輸送機、給料機起動/停止以及皮帶跑偏、撕裂和拉繩開關等開/停機控制和事故保護停機信號、聯(lián)鎖信號一并出PLC程序自動完成控制,圖1為PLC控制系統(tǒng)外部接線圖。工作原理如下:開機狀況:系統(tǒng)在聯(lián)鎖狀態(tài)下按下起動按鈕,預告響鈴30s后1號輸送機起動,經(jīng)15s延時起動2號輸送機的1號電動機,延時2s起動2號電動機,經(jīng)56s完成2號輸送機整個起動過程,最后起動給料機。停機狀況:與開機順序相反。當按下停止按鈕后,先停給料機,再自由停2號輸送機,經(jīng)120s延時停1號輸送機。


    2.2 PLC的選型
      通過計算,控制系統(tǒng)外部輸入點數(shù)(INPUT)為11點,控制輸出點數(shù)(OUTPUT)o 17點。因我廠OMRON系列PLC應用較普遍,因此選用OMRON系列C60P—CDR—AE型,共INPUT 24V DC 7mA 32點;OUTPUT 2VDC/250VAC 2A 28點;該機型能滿足系統(tǒng)控制要求,具有較好的性價比。
    2.3 程序編程調(diào)試與程序存貯
      在PLC處于PROGRAM(編程)狀態(tài)下,將設計好的梯形圖用OMRON編程器PR015逐條指令寫到PLC存貯器中。在輸入指令過程中,可按SRCH鍵來檢查輸入程序指令是否有錯并進行修改,直到完成。
      經(jīng)檢查程序無誤后,可進行程序調(diào)試和系統(tǒng)模擬試運行。斷開所有主回路電源開關后,合上控制電源開關、PLC電源開關,按下起動信號按鈕,逐—檢查PLC輸入輸出程序執(zhí)行情況,達到設計要求后可將程序固化永久保存。

    3 應用情況
      系統(tǒng)經(jīng)試車運行獲得較好效果,其控制線路簡單,動作可靠,故障率大大減少(幾乎無故障),克服了過去的繼電器控制時故障頻繁、動作不可靠以及接線麻煩等缺點。這說明在開關量控制、順序控制的改造中PLC只有很大優(yōu)勢,有很高的性價比。

    摘自《水泥》

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