周秩宇

（南充科技職業(yè)學院，四川 南充 637200）

引言

PLC是一種具備可編程功能的數字運算操作電子系統(tǒng)，克服了工業(yè)現場較為惡劣工作環(huán)境條件下的各種問題，由于磨機設備投入成本較高，高頻率出現故障，不僅會加劇磨機損耗，工作性能下降，嚴重也會導致生產無法繼續(xù)進行，造成巨大損失。因此，將PLC在磨機控制系統(tǒng)中引入，發(fā)揮PLC多樣化控制功能優(yōu)勢，實現對磨機使用狀態(tài)實時監(jiān)測和控制，保障生產效率和質量，繼而創(chuàng)造更高的經濟效益。

1 PLC基本內容

PLC全稱“可編程邏輯控制器”，基于滿足現階段工業(yè)生產需求而設計的數字運算操作電子系統(tǒng)。以具有可編程功能的存儲器為載體，將各種操作指令在內部就進行存儲，如順序控制、執(zhí)行邏輯運算、定時等，將操作指令以數字式或模擬式進行輸入或輸出，以此來達到對不同類型機械設備及生產過程的有效控制。

可編程邏輯控制器具有自動化控制、可靠性高、編程操作簡單、組態(tài)靈活、安裝方便、運行效率高以及輸入/輸出功能模塊齊全等功能特點，其中輸入/輸出功能模塊齊全是PLC核心功能，即使現場信號不同，均可通過現有模板輔助工業(yè)現場的器件完成連接，通過總線連接CPU主板。PLC應用于工業(yè)控制方面具有極大優(yōu)勢，硬件結構和微型計算機基本相似，由中央處理單元、存儲器、輸入單元以及輸出單元四個部分構成；現階段PLC供電方式均采用開關式穩(wěn)壓電源[1]。

2 基于PLC的磨機控制系統(tǒng)檢測技術具體應用

2.1 關鍵檢測技術

2.1.1 主電機控制

主電機為磨機運行提供動力，主電機可靠穩(wěn)定運行是確保該工藝流程順利進行的前提。通過利用PLC，拓展針對主電機運行狀態(tài)的覆蓋面，實時監(jiān)測主電機能耗，及時掌握磨機負荷及運轉情況。鑒于所處環(huán)境中潮氣對停機狀態(tài)下電機的影響，需要靠考慮線圈絕緣性降低因素，為其安裝電機加熱裝置，進而解決此方面問題，為主電機安全啟動提供保障。

2.1.2 滑動軸承潤滑控制

由可編程邏輯控制技術與閉環(huán)定量給油技術相互融合構成智能潤滑技術，實現對磨機滑動軸承的定時及定量潤滑[2]。

其中主控制器裝置在磨機PLC控制系統(tǒng)中，作用是對潤滑過程中壓力、重力等其他變量參數進行實時監(jiān)測，潤滑指令和反饋指令操作完成通過總線及電磁給油箱內部安裝的信息識別器進行信息交互來實現。幫助使用者對各潤滑點的注油量與注油頻率靈活調整，并對運行中的潤滑點進行實時監(jiān)測，及時反饋故障保障信息等。

為電動潤滑泵裝置壓力傳感器，將出口油壓設置在0.5 MPa（5 bar）以上，當出口油壓比壓力傳感器檢測到低于既定壓力下限值時，潤滑泵則開始執(zhí)行升壓指令，反之超過既定壓力上限值時，潤滑泵運行則會停滯。通過傳感器對筒內油脂重量進行判斷，若油脂重量低于設定值，此時系統(tǒng)會向工作人員反饋報警信息。

2.1.3 磨機鋼球填充率檢測

被磨物體的顆粒度被磨機鋼球填充率直接影響，鋼球填充率設置過大，則會將內部容積縮減，促使磨機符合增加；鋼球填充率設置過小，則會降低磨機工作效率。有功功率法是現階段對磨機鋼球填充率進行檢測的常用方法，雖然在國內外磨機中運用，但偏大的檢測誤差問題一直難以解決。鑒于鋼球和物料重量比是磨機產生噪音的主要因素，當磨機內部鋼球量增多，各鋼球間及鋼球與筒體所產生的撞擊聲音也會升高；當磨機內部鋼球量減少，磨機所撞擊頻率下降，聲強被削弱，基于此，針對磨機鋼球填充率檢測可選擇音頻分析法[3]。

具體操作如下：一是通過音頻傳感器對工作狀態(tài)下的磨機內部聲音進行獲取，PLC模塊將接收轉換完成的聲音電流信號，經過總線向上位機傳輸噪音數據，利用內保所安裝的數據分析軟件處理傳輸過來的噪音數據，同時將噪音數據中存在的環(huán)境雜聲進行過濾，確保所反映的噪聲值是磨機工作時所產生的有效噪聲值；二是分析后獲取的有效噪聲值，可實現對磨機鋼球填充率直觀性檢測，及時掌握磨機鋼球填充量，利用PLC磨機控制系統(tǒng)完成自動鋼球補加，達到精準穩(wěn)定控制磨機鋼球充填率目的。

2.2 PLC磨機自動檢測控制系統(tǒng)設計

2.2.1 設計思路

鑒于對電氣控制系統(tǒng)極易發(fā)生故障問題綜合性考慮，為避免此方面情況對磨機造成嚴重損壞，在此基礎上為磨機建立長期且可靠的自動檢測控制系統(tǒng)，減少故障問題對磨機的損壞影響，降低經濟損失，延長磨機使用壽命。

利用傳感器對磨機的油箱和出油口溫度進行檢測，將模擬信號通過A/D轉換模塊轉換成數字信號，再利用壓力開關，借助液位變送器對管道壓力油箱的壓力和液位分別檢測，將分配好的信號通過PLC完成對磨機啟動及系統(tǒng)維持控制指令操作，單片機將傳輸過來的溫度信號經過處理后在驅動數碼管上進行實際溫度顯示。

2.2.2 自動檢測控制要求

1）根據磨機使用用途和工藝系統(tǒng)所提出的自動檢測控制要求，PLC磨機自動檢測控制系統(tǒng)需要對磨機整個運行全過程中進行集中控制，用可編程控制器對被控設備開啟和停用加以控制，技術人員可通過上位機來完成控制指令操作。

2）自動檢測控制系統(tǒng)將對與磨機相關聯的設備及器件進行集中監(jiān)控、管理以自動順序控制，其目的實現對磨機運行狀態(tài)、各項操作指令的遠程控制和檢測。其中現場就地手動控制起到輔助控制作用，主要負責現場設備調試、維護以及自動檢測系統(tǒng)故障等情況應對[4]。

3）集中監(jiān)控要求主要涉及到以下幾個方面：一是，對磨機運行工況進行集中監(jiān)控，涉及到各個環(huán)節(jié)，由中央控制室負責監(jiān)視和調節(jié)工藝參數，各單元設備及器件啟動和停止，同時處理報警等相關數據信息，以此來達到對磨機運行全過程有效自動檢測控制；二是，為了保證磨機運行工藝穩(wěn)定，需要通過自動檢測控制系統(tǒng)結合當下運行工況隨時調節(jié)工業(yè)生產過程中所涉及到的各項參數，將參數始終維持在既定設置范圍內，一旦檢測出的各項參數與設置的正常范圍偏差過大，將會立即發(fā)出報警信號。

2.2.3 PLC及單片機選擇

結合磨機自動檢測控制要求，選擇外觀精致且小巧的PLC，超小型PLC外形可不受設備型號限制，解決以往小型機器無法安裝PLC問題。選擇低功耗、高性能單片機，具有良好系統(tǒng)兼容性，既能滿足常規(guī)編程器編程于要求，又能在線重新進行編程，在同一芯片上集成多種功能，進一步提升磨機自動檢測控制系統(tǒng)靈活性，減少運行成本投入。

針對PLC和單片機之間通信功能實現，選擇九針插口，為控制信號接收和數據傳送提供保障，由于通信距離不同，其信號線的選用也有著一定差異性，超過15 m以上均為遠距離，需要添加Modem，需要設置較多信號線，短距離信號及數據傳輸，則不需要上述調節(jié)器進行輔助通信[5]。

上述文中提及到，PLC是一種具備可編程功能的數字運算操作電子系統(tǒng)，具有編程操作便捷、高穩(wěn)定性以及抗外界因素干擾能力強等優(yōu)點，是現階段工業(yè)控制領域中不可或缺的重要輔助工具，PLC技術在磨機控制系統(tǒng)中設計引入，實現自動檢測磨機實際運行工況，切實解決原有磨機控制系統(tǒng)潛在的各項問題。PLC集成功能讓磨機運行更加穩(wěn)定和安全，同時基于PLC的磨機控制系統(tǒng)檢測技術也要不斷擴展覆蓋范圍，將磨機運行全過程、生產工藝全流程進行全方位覆蓋，及時發(fā)現導致磨機無法正常運行的故障，通過相應檢測技術分析故障成因，及時對磨機控制系統(tǒng)進行改進和優(yōu)化，從根本上降低磨機故障損害情況出現幾率，延長使用壽命，實現投資效益最大化目標。

3 結語

鑒于PLC所具備的功能優(yōu)點，隨著我國工業(yè)現代化發(fā)展，為滿足目前工業(yè)控制需求，PLC技術引入和應用，不僅能夠確保被控設備可靠穩(wěn)定運行，也有利于降低成本投入，磨機控制系統(tǒng)融合PLC技術，可減少磨機故障發(fā)生。同時可以強化磨機的工作性能，突破惡劣工作條件下工業(yè)現場制約，保障經濟效益。