PLC在WCD-500型稳定土拌和站改造中的应用

任连文;孔祥国

摘要:WCD-500型稳定土拌和站搅拌锅没有防护设施,时常发生安全事故,危害人身安全,应用PLC对WCD-500型稳定土拌和站进行改造,增加安全防护的控制电路,投资少,效果好。同时,用PLC实现电动机Y-Δ起动,节省中间继电器,简化控制电路,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.

关键词:PLC控制;WCD-500型稳定土拌和站;Y-Δ启动;程序设计

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

中图分类号:TU64 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0233-01

0引言

WCD-500型稳定土拌和站搅拌锅没有防护设施,工人在清理拌和站搅拌锅的时候,时常发生人员生命安全事故,通常,这些事故危害大,影响恶劣,给施工工作带来阻碍,给家庭带来破坏,给公司带来经济损失。而且,WCD-500型稳定土拌和站自动化程度低,人员操作复杂,一旦进入大干高潮,操作人员往往加班加点,时间一长,思想疲劳,人员疲惫,操作不及时时常发生,操作错误也屡见不鲜,为了人身安全,生产安全,减轻人员操作强度,结合我公司WCD-500型稳定土拌和站的实际情况,采用PLC对WCD-500型稳定土拌和站进行改造,取得了良好的效果。此举措不仅可以大大地降低操作人员的劳动强度,方便操作,节省大量的精力,而且在电气系统运行可靠性有了显著提高,清理拌和站搅拌锅的工人的人身安全有了保障,工程的顺利进展有了可靠保障。同时降低了稳定土拌和站的故障率,提高了稳定土拌和站的利用率,提高了公司的经济效益。

1 WCD-500型稳定土拌和站PLC电气控制系统设计

1.1 电气系统的改造设计思路

为了人身、生产安全,我们在对WCD-500型稳定土拌和站改造中着重增强安全防护方面的设计,同时,对WCD-500型稳定土拌和站大功率电机的控制电路进行改造,将PLC应用到控制电路中,将消除继电器断线不能正常启动、启动时形成的弧光短路等故障。在具体设计思想上维持原继电器、接触器控制系统的逻辑顺序和控制原理,在应用中取得良好的效果。

1.2 PLC的I/O点数选定

在控制电路中,输入PLC的控制信号为32点,包括操作指令信号(如操作控制、按钮开关等元件的触点信号)和拌和站状态信号(如卸料仓门状态信号、存料仓门状态信号、空压机气压状态信号、拌合站拌合锅门状态信号和拌合锅电机运转状态信号等)。PLC输出的控制信号点数为32点,包括动作执行元件(各接触器线圈的控制信号)。

1.3 硬件组成

1.3.1 PLC系统

这是整个系统的核心部分,采用的是日本三菱公司的FX2-80MR-D型PLC。该机型为整体式PLC机,结构紧凑、体积小、重量轻,具有很强的抗干扰能力和负载能力,非常适合在料场的工作环境。而且FX2系列PLC机的最大的特点是在小型机上实现大型机的功能,可与计算机自由联接。该机型有40个输入点和40个输出点。不带扩展模块,完全满足系统的要求。

1.3.2 输出驱动部分

因为输出部分控制的负载多为感性负载,为此选用固态继电器进行功率放大。但在电路中未加设二极管保护和过压吸收电路;仅在发电机回路中加装了过压吸收保护电路。

1.4 PLC控制系统的程序设计

该控制系统的程序大多根据WCD-500型稳定土拌和站原电气原理图的控制方式编写。在程序设计时取消了原电路中所有的中间继电器、时间继电器和大部分中间起联锁作用的接触器的辅助触点。这些装置的功能完全由程序控制来实现,使电路得到了简化且功能进一步增强。拌和站的电路分两路,一路作为拌和站和工作现场的照明使用,另一路作为拌和站控制和运行供电,两路分离,互不干扰,以供拌和站一旦出现事故时,拌和站正常照明,方便事故处理。

在拌和站拌合锅的门上安装行程开关,拌和站在启动时,如果拌合锅的锅盖没有盖好,各个电机都不工作;仅仅电铃持续不断的响动,提醒操作人员拌合站锅门没关,或有人工作,不要误操作;提醒工作人员注意,拌和站将要运转,注意安全,及时躲避。防止工人在清理拌和站拌合锅时,被运转的搅拌轴,搅拌至死,发生人身安全事故。

拌和站正常开动时,旋转开关,电路接通,PLC按照设定程序自动运行,首先PLC定时器计时,电铃持续响动3分钟,定时器动作,控制空气空压机的继电器动作,空压机运转,当空压机的气压值达到要求时,空压机停止运转,当气压值低于要求时,空压机自动运转。当空压机的气压值达到要求后,控制卸料门的PLC输出继电器动作,卸料门开启,检验卸料门完好与否。然后,控制出料皮带的电机的继电器动作,带动出料皮带的电机运转,出料电机运行30秒后,控制拌和站拌合锅的PLC输出继电器动作,电路接通,电机运转,带动搅拌轴运转,30秒过后,控制上料皮带的PLC输出继电器闭合,电机运转,上料皮带运行。这次改造改变了拌和站原有的出料皮带电机、搅拌锅电机、上料皮带电机的继电器同时动作,电机同时启动,避免用电电压瞬时减小,保护了电机。而且,有效避免人员在清理拌合锅时,电机运转,搅拌轴旋转,将工作人员搅拌这种事故的发生。设置了急停按钮,在拌和站运转的时候,遇到特殊情况,按下此按钮,可断开拌和站的供电,有效保护人身、设备的安全。

2用PLC实现电机的Y-Δ启动

PLC实现拌合锅搅拌电机Y-Δ启动的电路控制原理,与拌合锅搅拌电机用接触器,继电器控制启动的原理一致。拌和站拌合锅搅拌电机电路中所需要的输入输出点比较少,本电路中输入信号有:启动信号、停止信号、热继电器动作信号,和拌合锅搅拌电机运转状态信号。输出信号多一些,因为PLC输出点的限制,需要利用小型继电器在PLC和接触器之间进行转换,输出信号有:电机Y型启动的继电器、电机启动的主继电器、电机Δ型启动的继电器、热继电器动作报警、电机Y型启动指示、电机Δ型转换指示等信号。用PLC实现电机的Y-Δ启动,消除继电器断线不能正常启动、启动时形成的弧光短路等故障,PLC以弱电控制强电,省去控制继电器,节省线路减少了故障率,运行成本低。PLC的输入、输出部分和固态继电器均有发光二极管显示,方便了检修人员查找电气故障,提高了检修效率,进而提高了拌和站的利用率。由于PLC在设计制造时充分考虑到控制现场的环境问题,并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性,因此,采用PLC实现电机控制,特别适合工作环境条件较恶劣的料场。

3结束语

采用了PLC改造拌和站电气控制系统,改变了以往因搅拌锅没有防护措施,发生人身安全事故的状况,有效保护人身、生产的安全,提高了公司的经济及社会效益。PLC的输入、输出部分和固态继电器均有发光二极管显示,方便了检修人员查找电气故障,提高了检修效率,进而提高了拌和站的利用率。

参考文献:

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