PLC在玻璃原料混合控制中的應用
1 引言
混合控制是玻璃原料生產(chǎn)中的一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),玻璃混合料的制備工藝以及混合料的質(zhì)量,直接影響到玻璃的熔制效率和玻璃成品的質(zhì)量。用PLC進行混合控制,可以延長設備的運轉(zhuǎn)周期,降低故障維護時間,降低生產(chǎn)成本??梢蕴岣呋旌狭系馁|(zhì)量和合格率,提高混合料水分和溫度的控制精度,并改善工人的勞動條件,為玻璃的熔制提供優(yōu)質(zhì)合格的混合料。
2 工藝流程
混合工藝過程:啟動混合機,混合機啟動完畢后,等待加料,當依順序排放的稱量料進入混合機后,對稱量料進行干混,干混達到要求后,視干混料量和含水率按照計算結(jié)果向混合機里加入定量的熱水和蒸汽,進行濕混,待混合料完全混合均勻并符合工藝要求后,排出混合料,送至玻璃熔窯進行熔化,等待下一個混合周期。
3 控制方案和功能實現(xiàn)
采用日本OMRON公司PLC實現(xiàn)混合控制。通過程序的編制,可以對高能轉(zhuǎn)子電機、星I電機、星II電機、卸料門、潤滑泵、振動器實現(xiàn)按要求的開、停,減少故障的產(chǎn)生,使整個系統(tǒng)更加安全可靠。水溫控制系統(tǒng)通過PID模塊自動控制加水溫度,維持所要求的水溫。自動加水系統(tǒng)由中子測水儀對原料的水分含量進行在線檢測,將含水率以模擬信號送入PLC,結(jié)合上位機發(fā)來的料重控制加水量和濕混時間。水流量計作為加水量的檢測,以模擬信號送入PLC作為加水流量控制的反饋。蒸汽流量計作為加蒸汽量的檢測,以模擬信號送入PLC作為加蒸汽量控制的反饋。在混合機輸送皮帶上安裝紅外測溫儀,在線自動檢測混合料的溫度變化情況,反饋給PLC以調(diào)整加水量和加蒸汽量,從而控制料溫。
采用觸摸可編程終端(PT)作為本系統(tǒng)的人機界面。NT631C是OMRON的PT,實現(xiàn)混合生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控,通過流程畫面和數(shù)據(jù)一覽畫面直觀實時顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)等信息;通過報警畫面實現(xiàn)實時報警功能;設置操作畫面,可通過觸摸作為操作盤使用,便于半自動操作和修改設置參數(shù)。NT631C的組態(tài)在bbbbbbS下完成,操作容易,而且可以在現(xiàn)場簡潔快速地寫入畫面數(shù)據(jù),很快響應設置的修改。利用趨勢畫面可以方便地檢索歷史數(shù)據(jù)。PLC與PT通過1:1NT通訊方式將現(xiàn)場信號在觸摸屏上直觀顯示出來,操作人員可通過觸摸屏進行原料混合操作。利用NT631C的RS-422A口,將本系統(tǒng)鏈接到原料計算機,實現(xiàn)混合系統(tǒng)與原料計算機的數(shù)據(jù)交換,接收原料計算機的指令,并將混合系統(tǒng)工況和參數(shù)上傳,從而實現(xiàn)對原料混合全過程的自動檢測與控制。PLC控制流程圖見附圖2。
4 系統(tǒng)配置
系統(tǒng)配置框圖見附圖1。
4. 1輸入輸出點數(shù)
PLC控制系統(tǒng)的輸入信號包括各種現(xiàn)場設備狀態(tài)信號輸入、各種報警信號輸入、混合控制輸入、流量計流量輸入信號、含水率輸入信號、料溫輸入信號、分布在混合機上的各種限位開關(guān)的輸入信號,共計有32個輸入點。
PLC的控制輸出主要有:混合機各種電機啟停及轉(zhuǎn)換控制輸出、電機的故障報警輸出、水溫控制輸出、加水閥控制輸出、蒸汽閥控制輸出、卸料門控制輸出、振動器控制輸出及到其它設備的輸出信號,共計有20個輸出點。
4.2 模塊的選擇
本系統(tǒng)選用的PLC為OMRON C200H系列,其模塊選擇如下:
C200H-BC101-V2 為PLC底板單元
C200H-CPU-01-E 為PLC的CPU模塊
C200H-ID212 為PLC的開關(guān)量輸入模塊
C200H-OC221 為PLC的開關(guān)量輸出模塊
C200H-OC224 為PLC的開關(guān)量輸出模塊
C200H-AD001 為PLC的模擬量輸入模塊
C200H-PID03 為PLC的PID控制模塊
C200H-LK201-V1 為PLC的通訊模塊
5 結(jié)束語
該系統(tǒng)投入運行后,可以準確地控制混合料的含水率和料溫,提高混合均勻度。系統(tǒng)的可靠性提高,設備故障率降低,維修方便。減少了影響玻璃質(zhì)量的因素,穩(wěn)定地為生產(chǎn)線提供符合工藝要求的混合料,為優(yōu)質(zhì)浮法玻璃的生產(chǎn)打下了良好的基礎。
混合控制是玻璃原料生產(chǎn)中的一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),玻璃混合料的制備工藝以及混合料的質(zhì)量,直接影響到玻璃的熔制效率和玻璃成品的質(zhì)量。用PLC進行混合控制,可以延長設備的運轉(zhuǎn)周期,降低故障維護時間,降低生產(chǎn)成本??梢蕴岣呋旌狭系馁|(zhì)量和合格率,提高混合料水分和溫度的控制精度,并改善工人的勞動條件,為玻璃的熔制提供優(yōu)質(zhì)合格的混合料。
2 工藝流程
混合工藝過程:啟動混合機,混合機啟動完畢后,等待加料,當依順序排放的稱量料進入混合機后,對稱量料進行干混,干混達到要求后,視干混料量和含水率按照計算結(jié)果向混合機里加入定量的熱水和蒸汽,進行濕混,待混合料完全混合均勻并符合工藝要求后,排出混合料,送至玻璃熔窯進行熔化,等待下一個混合周期。
3 控制方案和功能實現(xiàn)
采用日本OMRON公司PLC實現(xiàn)混合控制。通過程序的編制,可以對高能轉(zhuǎn)子電機、星I電機、星II電機、卸料門、潤滑泵、振動器實現(xiàn)按要求的開、停,減少故障的產(chǎn)生,使整個系統(tǒng)更加安全可靠。水溫控制系統(tǒng)通過PID模塊自動控制加水溫度,維持所要求的水溫。自動加水系統(tǒng)由中子測水儀對原料的水分含量進行在線檢測,將含水率以模擬信號送入PLC,結(jié)合上位機發(fā)來的料重控制加水量和濕混時間。水流量計作為加水量的檢測,以模擬信號送入PLC作為加水流量控制的反饋。蒸汽流量計作為加蒸汽量的檢測,以模擬信號送入PLC作為加蒸汽量控制的反饋。在混合機輸送皮帶上安裝紅外測溫儀,在線自動檢測混合料的溫度變化情況,反饋給PLC以調(diào)整加水量和加蒸汽量,從而控制料溫。
采用觸摸可編程終端(PT)作為本系統(tǒng)的人機界面。NT631C是OMRON的PT,實現(xiàn)混合生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控,通過流程畫面和數(shù)據(jù)一覽畫面直觀實時顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)等信息;通過報警畫面實現(xiàn)實時報警功能;設置操作畫面,可通過觸摸作為操作盤使用,便于半自動操作和修改設置參數(shù)。NT631C的組態(tài)在bbbbbbS下完成,操作容易,而且可以在現(xiàn)場簡潔快速地寫入畫面數(shù)據(jù),很快響應設置的修改。利用趨勢畫面可以方便地檢索歷史數(shù)據(jù)。PLC與PT通過1:1NT通訊方式將現(xiàn)場信號在觸摸屏上直觀顯示出來,操作人員可通過觸摸屏進行原料混合操作。利用NT631C的RS-422A口,將本系統(tǒng)鏈接到原料計算機,實現(xiàn)混合系統(tǒng)與原料計算機的數(shù)據(jù)交換,接收原料計算機的指令,并將混合系統(tǒng)工況和參數(shù)上傳,從而實現(xiàn)對原料混合全過程的自動檢測與控制。PLC控制流程圖見附圖2。
4 系統(tǒng)配置
系統(tǒng)配置框圖見附圖1。
4. 1輸入輸出點數(shù)
PLC控制系統(tǒng)的輸入信號包括各種現(xiàn)場設備狀態(tài)信號輸入、各種報警信號輸入、混合控制輸入、流量計流量輸入信號、含水率輸入信號、料溫輸入信號、分布在混合機上的各種限位開關(guān)的輸入信號,共計有32個輸入點。
PLC的控制輸出主要有:混合機各種電機啟停及轉(zhuǎn)換控制輸出、電機的故障報警輸出、水溫控制輸出、加水閥控制輸出、蒸汽閥控制輸出、卸料門控制輸出、振動器控制輸出及到其它設備的輸出信號,共計有20個輸出點。
4.2 模塊的選擇
本系統(tǒng)選用的PLC為OMRON C200H系列,其模塊選擇如下:
C200H-BC101-V2 為PLC底板單元
C200H-CPU-01-E 為PLC的CPU模塊
C200H-ID212 為PLC的開關(guān)量輸入模塊
C200H-OC221 為PLC的開關(guān)量輸出模塊
C200H-OC224 為PLC的開關(guān)量輸出模塊
C200H-AD001 為PLC的模擬量輸入模塊
C200H-PID03 為PLC的PID控制模塊
C200H-LK201-V1 為PLC的通訊模塊
5 結(jié)束語
該系統(tǒng)投入運行后,可以準確地控制混合料的含水率和料溫,提高混合均勻度。系統(tǒng)的可靠性提高,設備故障率降低,維修方便。減少了影響玻璃質(zhì)量的因素,穩(wěn)定地為生產(chǎn)線提供符合工藝要求的混合料,為優(yōu)質(zhì)浮法玻璃的生產(chǎn)打下了良好的基礎。
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