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水泥生产线控制用PLC的替换方法简介及实例
2006年6月5日 8:57  

    1、存在的问题

    在水泥生产线上的各个控制环节,PLC作为局部工艺线核心控制单元的应用已不胜枚举,比如窑、磨的辅助控制,各类高低压电动机的控制、各类除尘设备的控制、各类仪表检测单元的控制等等。但在应用的过程中,不少企业尤其是中小企业经常遇到以下问题:一是控制装置大多是配套供应商开发的成套装置,配套的说明书都比较简陋,操作方面的内容较为详细,但对PLC的配套原始资料和梯形图(时序)则往往不予介绍提供,一旦出现问题,企业自身技术人员则往往束手无策;二是所选用的PLC基本上是进口产品,器件出现硬故障后订购周期较长,容易影响生产,而就近所能购置到的品牌又往往不是原来品牌,受自身设备水平限制难以实现自我替换;三是各企业电气维护人员水平参差不齐,中小企业的技术人员大多不具备一定的时序编制基础,没有相当的调试能力,对软故障的处理常无可奈何;四是所用PLC品牌较多,难以配齐手操编程器;五是个别供货商借机敲诈,以站不住脚的“保护知识产权”为由索要数倍的高价,企业难以承受。其实,从PLC本身而言,只不过是一种在当今电气控制领域运用相当普遍的器件而已,已不再是不可掌握的高技术产品。以下笔者结合自身经历介绍PLC替换的一些经验和具体事例。

    2、PLC概述及替换基本原则

    工业用PLC的核心部件是CPU内存RAM、电源板(DC12/24V)、电池、接口模块、继电器(无触点开关)等,一般还包括发光管/显示屏、I/O输入输出端子、程序模块和PC电缆的接口、键盘等。现在水泥生产线上通常应用的PLC分为两个大类:一是功能较单一、结构简单的小型(基本型)PLC,无I/O扩展能力;二是功能强大、点数较多、带有扩展槽的高性能的中、大型PLC,有I/O扩展能力。在中小型水泥生产线和自动化水平不是很高的自控场合,基本上采用小型PLC,特别是单机除尘器、大风机调速控制、预热器吹堵清灰等控制功能单一的环节,小型PLC的应用十分普遍。从PLC的品牌来看,西门子、三菱、欧姆龙、AB、ABB等用的比较多;从结构性能来讲,大同小异,但互换性存在一定的问题。当确定在用的PLC本体出现故障时,我们要判断出所出故障是硬件受损还是软故障,软故障可采用手操编程器和PC机依照程序(梯形图)进行诊断恢复,硬件受损必须更换受损部件甚至是整台PLC。在整台更换过程中要注意几个问题:首先要考虑选用同一品牌同型号的,PLC不同于一般开关控制电器,需将所需时序通过PLC通讯口输入后方能投入使用,这要配备OP(手操编程器)和PC机方能实现,这是普通维护人员办不到的;其次要考虑在没有同型号的情况下选用功能相近的同一品牌的替代,若没有同一品牌的则选用功能相近的不同品牌的,但要特别注意电源电压等级一致性,I/O口数量不得少于原配PLC,原来应用所编时序可在新换PLC上运行,还有必要的外围电路的相应改造等等。

    3、Φ3.5/3m×60m窑窑尾玻纤袋除尘器PLC的替换实例

    2001年5月,我厂Φ3.5/3m×60m余热发电窑窑尾玻纤大布袋除尘器控制柜内核心元件——美国AB公司生产的固定式PLC(SLC5001747-L30C)出现故障,经有关技术人员诊断CPU板损坏,除尘器只能手动操作,经与供货商联系,因国内无现货、供货周期太长、要价太高而只能作罢。

    玻纤袋收尘控制PLC原工作顺序如下:

    1)PLC上电自检完毕后,按照卸灰1室→卸灰2→卸灰3室→卸灰4室,依次类推到8室,卸灰基准值为3min,每室工作间隔5s,卸灰完毕后,反吹风机启动,持续30s。

    2)进入清灰状态

    第一室排气反吹阀开启,然后零阀开启,反吹基准值为30s,零阀关闭延续1min沉降粉尘,然后第一室排气反吹阀关闭。

    第二室排气反吹阀开启……依此类推持续到第八室。

    3)各室清完灰后进入大间隔30min,而后进行再次循环重复以上工作。

    我们在此情况下决定选用就近可以购买得到的三菱PLC替代,重新编程并对外围电路加以局部改造,具体改造方案概述如下:

    1)根据AB公司SLC500的结构特点、供电电压(AC120/240V双组)和除尘器控制所用实际I/O口的数量,决定选用三菱公司的MELSECF1-60MR(AC110/220V)取代,其各项指标完全能够满足要求。

    2)重新编制时序(略),并根据车间要求将PLC工作时序加以改动,具体改动如下:卸灰状态在重复4遍后再进入反吹清灰状态,清灰完毕后取消大间隔30min而直接再进入卸灰状态,如此进行工作循环。

    3)经程序调试和外部线路改造后一次试机成功。

    自2001年6月初改造完毕投入运行以来,控制功能完全达到设计要求,同时外围电路接线较改造前更简洁实用,收到了良好的效果。投资情况:替换AB公司产品厂家要价4万元,而此次整个改造的花费(含编程调试)只有4800元。

    

 
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