任連文;孔祥國

摘要:WCD-500型穩(wěn)定土拌和站攪拌鍋沒有防護設(shè)施,時常發(fā)生安全事故,危害人身安全,應(yīng)用PLC對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站進行改造,增加安全防護的控制電路,投資少,效果好。同時,用PLC實現(xiàn)電動機Y-Δ起動,節(jié)省中間繼電器,簡化控制電路,降低故障率。

Abstract: Since there is no protective equipment in the stabilized soil mixing plant, accidents always happen threaten the safety of the persons. PLC is used to reform the WCD-500 to strengthen the control circuit because it has the advantage of low cost and effective. At the same time, PLC is used to start Y-Δ, saving intermediate relay, simplifying the control circuit to reduce the failure rate.

關(guān)鍵詞:PLC控制;WCD-500型穩(wěn)定土拌和站;Y-Δ啟動;程序設(shè)計

Key words: PLC control; WCD-500-type stabilized soil mixing station; Y-Δ start; programming

中圖分類號:TU64 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0233-01

0引言

WCD-500型穩(wěn)定土拌和站攪拌鍋沒有防護設(shè)施,工人在清理拌和站攪拌鍋的時候,時常發(fā)生人員生命安全事故,通常,這些事故危害大,影響惡劣,給施工工作帶來阻礙,給家庭帶來破壞,給公司帶來經(jīng)濟損失。而且,WCD-500型穩(wěn)定土拌和站自動化程度低,人員操作復(fù)雜,一旦進入大干高潮,操作人員往往加班加點,時間一長,思想疲勞,人員疲憊,操作不及時時常發(fā)生,操作錯誤也屢見不鮮,為了人身安全,生產(chǎn)安全,減輕人員操作強度,結(jié)合我公司W(wǎng)CD-500型穩(wěn)定土拌和站的實際情況,采用PLC對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站進行改造,取得了良好的效果。此舉措不僅可以大大地降低操作人員的勞動強度,方便操作,節(jié)省大量的精力,而且在電氣系統(tǒng)運行可靠性有了顯著提高,清理拌和站攪拌鍋的工人的人身安全有了保障,工程的順利進展有了可靠保障。同時降低了穩(wěn)定土拌和站的故障率,提高了穩(wěn)定土拌和站的利用率,提高了公司的經(jīng)濟效益。

1 WCD-500型穩(wěn)定土拌和站PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

1.1 電氣系統(tǒng)的改造設(shè)計思路

為了人身、生產(chǎn)安全,我們在對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站改造中著重增強安全防護方面的設(shè)計,同時,對WCD-500型穩(wěn)定土拌和站大功率電機的控制電路進行改造,將PLC應(yīng)用到控制電路中,將消除繼電器斷線不能正常啟動、啟動時形成的弧光短路等故障。在具體設(shè)計思想上維持原繼電器、接觸器控制系統(tǒng)的邏輯順序和控制原理,在應(yīng)用中取得良好的效果。

1.2 PLC的I/O點數(shù)選定

在控制電路中,輸入PLC的控制信號為32點,包括操作指令信號(如操作控制、按鈕開關(guān)等元件的觸點信號)和拌和站狀態(tài)信號(如卸料倉門狀態(tài)信號、存料倉門狀態(tài)信號、空壓機氣壓狀態(tài)信號、拌合站拌合鍋門狀態(tài)信號和拌合鍋電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)信號等)。PLC輸出的控制信號點數(shù)為32點,包括動作執(zhí)行元件(各接觸器線圈的控制信號)。

1.3 硬件組成

1.3.1 PLC系統(tǒng)

這是整個系統(tǒng)的核心部分,采用的是日本三菱公司的FX2-80MR-D型PLC。該機型為整體式PLC機,結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕,具有很強的抗干擾能力和負載能力,非常適合在料場的工作環(huán)境。而且FX2系列PLC機的最大的特點是在小型機上實現(xiàn)大型機的功能,可與計算機自由聯(lián)接。該機型有40個輸入點和40個輸出點。不帶擴展模塊,完全滿足系統(tǒng)的要求。

1.3.2 輸出驅(qū)動部分

因為輸出部分控制的負載多為感性負載,為此選用固態(tài)繼電器進行功率放大。但在電路中未加設(shè)二極管保護和過壓吸收電路;僅在發(fā)電機回路中加裝了過壓吸收保護電路。

1.4 PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計

該控制系統(tǒng)的程序大多根據(jù)WCD-500型穩(wěn)定土拌和站原電氣原理圖的控制方式編寫。在程序設(shè)計時取消了原電路中所有的中間繼電器、時間繼電器和大部分中間起聯(lián)鎖作用的接觸器的輔助觸點。這些裝置的功能完全由程序控制來實現(xiàn),使電路得到了簡化且功能進一步增強。拌和站的電路分兩路,一路作為拌和站和工作現(xiàn)場的照明使用,另一路作為拌和站控制和運行供電,兩路分離,互不干擾,以供拌和站一旦出現(xiàn)事故時,拌和站正常照明,方便事故處理。

在拌和站拌合鍋的門上安裝行程開關(guān),拌和站在啟動時,如果拌合鍋的鍋蓋沒有蓋好,各個電機都不工作;僅僅電鈴持續(xù)不斷的響動,提醒操作人員拌合站鍋門沒關(guān),或有人工作,不要誤操作;提醒工作人員注意,拌和站將要運轉(zhuǎn),注意安全,及時躲避。防止工人在清理拌和站拌合鍋時,被運轉(zhuǎn)的攪拌軸,攪拌至死,發(fā)生人身安全事故。

拌和站正常開動時,旋轉(zhuǎn)開關(guān),電路接通,PLC按照設(shè)定程序自動運行,首先PLC定時器計時,電鈴持續(xù)響動3分鐘,定時器動作,控制空氣空壓機的繼電器動作,空壓機運轉(zhuǎn),當(dāng)空壓機的氣壓值達到要求時,空壓機停止運轉(zhuǎn),當(dāng)氣壓值低于要求時,空壓機自動運轉(zhuǎn)。當(dāng)空壓機的氣壓值達到要求后,控制卸料門的PLC輸出繼電器動作,卸料門開啟,檢驗卸料門完好與否。然后,控制出料皮帶的電機的繼電器動作,帶動出料皮帶的電機運轉(zhuǎn),出料電機運行30秒后,控制拌和站拌合鍋的PLC輸出繼電器動作,電路接通,電機運轉(zhuǎn),帶動攪拌軸運轉(zhuǎn),30秒過后,控制上料皮帶的PLC輸出繼電器閉合,電機運轉(zhuǎn),上料皮帶運行。這次改造改變了拌和站原有的出料皮帶電機、攪拌鍋電機、上料皮帶電機的繼電器同時動作,電機同時啟動,避免用電電壓瞬時減小,保護了電機。而且,有效避免人員在清理拌合鍋時,電機運轉(zhuǎn),攪拌軸旋轉(zhuǎn),將工作人員攪拌這種事故的發(fā)生。設(shè)置了急停按鈕,在拌和站運轉(zhuǎn)的時候,遇到特殊情況,按下此按鈕,可斷開拌和站的供電,有效保護人身、設(shè)備的安全。

2用PLC實現(xiàn)電機的Y-Δ啟動

PLC實現(xiàn)拌合鍋攪拌電機Y-Δ啟動的電路控制原理,與拌合鍋攪拌電機用接觸器,繼電器控制啟動的原理一致。拌和站拌合鍋攪拌電機電路中所需要的輸入輸出點比較少,本電路中輸入信號有:啟動信號、停止信號、熱繼電器動作信號,和拌合鍋攪拌電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)信號。輸出信號多一些,因為PLC輸出點的限制,需要利用小型繼電器在PLC和接觸器之間進行轉(zhuǎn)換,輸出信號有:電機Y型啟動的繼電器、電機啟動的主繼電器、電機Δ型啟動的繼電器、熱繼電器動作報警、電機Y型啟動指示、電機Δ型轉(zhuǎn)換指示等信號。用PLC實現(xiàn)電機的Y-Δ啟動,消除繼電器斷線不能正常啟動、啟動時形成的弧光短路等故障,PLC以弱電控制強電,省去控制繼電器,節(jié)省線路減少了故障率,運行成本低。PLC的輸入、輸出部分和固態(tài)繼電器均有發(fā)光二極管顯示,方便了檢修人員查找電氣故障,提高了檢修效率,進而提高了拌和站的利用率。由于PLC在設(shè)計制造時充分考慮到控制現(xiàn)場的環(huán)境問題,并采取了多層次、多種有效措施來提高工作可靠性,因此,采用PLC實現(xiàn)電機控制,特別適合工作環(huán)境條件較惡劣的料場。

3結(jié)束語

采用了PLC改造拌和站電氣控制系統(tǒng),改變了以往因攪拌鍋沒有防護措施,發(fā)生人身安全事故的狀況,有效保護人身、生產(chǎn)的安全,提高了公司的經(jīng)濟及社會效益。PLC的輸入、輸出部分和固態(tài)繼電器均有發(fā)光二極管顯示,方便了檢修人員查找電氣故障,提高了檢修效率,進而提高了拌和站的利用率。

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