1引言

某廠擠塑設備上的一種真空抽料送料系統(tǒng)使用80年代進口的烘干送料系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)陳舊且部分維修圖紙丟失，不宜維護。因此立項采用plc來改造原電氣控制系統(tǒng)。

2系統(tǒng)設計

該抽料系統(tǒng)是利用大氣壓力將固體塑料顆粒吸入真空罐，然后再回吹到下方的罐體中以實現原料的運送。本系統(tǒng)由同一個氣泵完成三個料罐的原料輸送，三個料罐各有自己的功能，第一個料罐是儲料罐，用于存儲原料，第二個料罐是干燥罐，用于接原料干燥系統(tǒng)去除原料中的水份以滿足生產工藝要求，第三個料罐是放在擠塑機上，直接輸送到擠出機膛中加熱，進入下一道工序，如圖1所示。

原設備氣泵逐一吸吹三個料罐，完成原料在三個料罐之間的運送，控制系統(tǒng)通過吸料的時間來控制每次運送原料的量，由人工監(jiān)測料位的高低。原控制系統(tǒng)效率低下，而且設備一直處于運轉狀態(tài)才能滿足原料輸送的生產速度，不但氣泵的工作時間增加，而且不利于減少電能的使用以節(jié)約能源。

3自動化硬件與工藝自動化

3.1plc硬件變量定義

原控制系統(tǒng)由西門子的s7-200替代，硬件變量定義參見附表所示。

3.2工藝自動化

由該plc控制氣閥的開合，接受料位開關的信號。k4與k5共同控制氣泵對主管道的吹和吸動作，當k4接通主管，k5斷開主管，接到大氣中時，主管道是回吹的氣流，反之則是吸入的氣流。k1、k2、k3分別控制三個料罐的吸吹動作。而xwk1、xwk2、xwk3是檢測罐中的原料是否滿的狀態(tài)，此處檢測必須在回吹時才能采集信號。而xwk4則是檢測擠塑機料罐中原料的料位最低值，當擠塑機料罐的原料達到xwk4處時氣泵開始工作，當擠塑機料罐中xwk3檢測到該料罐已滿，則停止氣泵的運轉，復位所有氣閥狀態(tài)。若檢測到儲料罐已滿，則跳過“為儲料罐吸料”的動作，繼續(xù)回吹下一個料罐。若檢測到干燥罐已滿，則跳過“為干燥罐吸料”的動作，繼續(xù)回吹下一個料罐。如此往復吸料以滿足運料要求。由于以前的鋼絲纏繞管工作年限較短，而且易老化漏氣，所以由無縫鋼管予以替代，接縫處應做好密封，如圖2所示。

4軟件設計

4.1控制流程圖設計

軟件的控制流程圖如圖3所示。初始化動作是將各閥門設置初始狀態(tài)，k1、k2、k3都接通主管道，k4、k5都接通大氣，然后判斷擠塑機料罐中的原料是否已經低于xwk4的位置，如果是的話，啟動氣泵，回吹儲料罐，即：k1接通主管道，k2、k3斷開主管道，k4接通主管道，k5接通大氣，持續(xù)3秒，完成回吹動作，同時采集xwk1值，判斷是否抽滿儲料罐，如果沒有，則為儲料罐抽料，即：k1、k2、k3不變，k4接通大氣，k5接通主管道，為儲料罐抽料10秒。接著在回吹干燥罐等動作。

4.2梯形圖編程設計

部分plc程序如下：

network1//啟動與停止互鎖

ldi0.0//啟動按鈕

om10.0

ani0.1//停止按鈕

=m10.0//互鎖

network2//準備狀態(tài)

ldnm10.0//啟動標志位

rq0.0，1//氣泵停止

sq0.1，3//氣閥1、2、3接通主管道

rq0.4，2//氣閥4、5接通大氣

rm10.1，3

movw0，t37

network3//判斷擠塑機料位是否達到低位，若是啟動氣泵，開始計時

ldm10.0//啟動標志位

ai0.5//料位是否達到低位

sq0.0，1//啟動氣泵

tont37，1//啟動定時器

network4//回吹儲料罐3秒，判斷是否裝滿

ldm10.0//啟動標志位

aw》=t37，1//當定時器大于1

aw《=t37，30//當定時器小于3s

該系統(tǒng)自動檢測擠塑機料罐中的原料料位，當到達一定的低點時，氣泵開始工作，自動的完成原料的輸送，同時檢測各料罐狀態(tài)，如果其中某一料罐已經裝滿料的話，則自動跳出該料罐的吸料動作，避免因為滿料罐再吸料引起的意外，有效地保證設備的良好運行。

5結束語

對本抽料系統(tǒng)改造后，規(guī)避了以前的效率低、耗能等一系列弊端，能夠高效準確的控制固體顆粒原料的運送量和運送速度，降低了電機和氣泵的工作時間，從而減少了設備的故障頻率，精確的控制抽吸時間，避免不必要的能源浪費，提高了工作效率，使設備更具智能化。同時為工廠節(jié)約了很大一部分人力成本和維修成本。