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1、26PLC和变频器在物料搅拌控制系统中的应用PLC和变频器在物料搅拌控制系统中的应用*张鹏(南召电业局)摘要详细介绍了物料搅拌系统中物料的控制方式以及控制方案。针对物料搅拌控制系统的要求,重点阐述了基于PLC和变频器控制系统的硬件和软件设计过程,并给出了相应的PLC控制程序。关键词搅拌系统PLC变频器混合电机控制系统0前言搅拌作为工艺过程的基础操作单元,广泛应用于石油、化工、医药、食品、油漆、涂料等许多行业。但是,由于这些行业中所用到的材料,多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质,以致于现场工作环境十分恶劣
2、,不适合人工现场操作;另外生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠、工作效率高等特点,这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。基于PLC可靠性高、抗干扰能力强、系统的设计和建造工作量小、维护方便、容易改造的特点,设计以PLC作为控制核心,结合变频器等完成物料搅拌的自动控制系统。图1为物料搅拌控制系统装置示意图。图1物料搅拌控制系统装置1搅拌系统各物料的控制方式式中n0旋转磁场转速,通常称为同步转速;11固体物料A的给料控制方式与计量f电流的频率;111物料A的给料量控制p旋转磁场的磁极对数。物料A是
3、一种粒度比较小的固体状物料,在当频率连续可调时(一般p为定数),电动机给料时要求给料控制设备能够根据用料量的大小来的同步转速也连续可调。又电动机的转子转速总是适时调节。给料电机1M要求通过变频调速适时改比同步转速略低一些,所以,当同步转速连续可调变喂料量的大小。时,异步电动机因为异步转子的转速也是连续可调变频调速的原理:变频器的功用是将频率固定的。变频器就是通过改变电流的频率来使电动机调的(通常为50Hz)交流电(三相或单相)变成频速的。率连续可调(多数为0~400Hz)的三相交流电。112物料A的计量方式通常电机的同步转速由
4、下式表示:采用压力传感器组成的电子皮带秤的计量方式n0=60f/p(1)进行物料A的计量。*张鹏,男,1974年生,工程师。南召县,474650。化工装备技术!第31卷第6期2010年27电子皮带秤是一种连续输送松散物料进行自动其料量的多少通过电磁流量计中的流量传感器Q称量的专用仪表,在我国各行各业得到了广泛的应来测量。在测量时通过给流量传感器一个给定值用。当皮带输送物料时,称量段上的物料重量通过(给定值由物料A和物料B的比例来定)和测量值皮带秤量拖辊载台作用于称重传感器,称重传感器进行比较,将比较的结果传输到PLC的A/D模拟
5、将重量转换成电信号(mV级),送入运算器,经过量模块中去,再通过PLC的D/A模拟量模块将控放大、滤波、A/D转换变换成数字信号。装在回制信号(4~20mA电流信号)传到电动调节阀中,程皮带上的测速传感器把皮带运行的速度信号转换通过控制信号来控制电动调节阀中的伺服电机正反成脉冲信号,送入运算器。运算器将两个信号进行转以调节电动调节阀的开度,从而达到控制物料B积分运算,从而得出物料的重量累计值并显示。运的进量大小。算器的计算方法一般有积分法和累加法两种数学模13混合设备的控制式。搅拌装置中的混合装置是通过一个恒速的三相113
6、给料与计量的配合控制鼠笼式电机3M来带动的。物料A和物料B通过这当物料A下料落到电子皮带秤上时,通过给一装置达到混合均匀。电子皮带秤上的压力传感器确定一个物料量数值,14所用电气设备的确定和选择然后通过物料下落到电子皮带秤上称得的数据与给(1)1M电机采用变频调速的异步电机。选用定数值进行比较得到一个给料信号,然后将这个给的型号:VS-616G5型号的变频器、BPY系列三料信号传送到PLC的A/D模拟量模块中,通过相交流变频调速异步电动机。PLC的D/A模拟量模块来给给料电机1M上的变频(2)电动调节阀选用的型号:ZDSN型电子
7、式器一个控制信号,通过这个控制信号来调节1M电电动双座调节阀。机的转速,从而控制物料A的给料的大小。最后(3)3M电机选用的型号:YLZ系列三相鼠笼由电子皮带秤将物料A输送到搅拌器中。异步电动机。12液体进料量的控制方式与计量(4)电子皮带秤选用的型号:BMC系列高精121物料B的给定量控制度电子皮带秤。物料B是一种液体状物料(如水),在给料时(5)电磁流量计选用的型号:LD系列智能电要求给料控制设备能够根据用料量的多少适时地调磁流量计。节。对给料电机2M要求其可通过调节正反转方式(6)电磁阀选用的型号:K35HD2-35
8、系列电来适时地改变调节阀开度的大小,以改变物料B磁阀K35HD型号。(水)给予的多少。2控制方案的确定利用电动调节阀来控制液体给量的装置。由检测液位的传感器将检测到的液位变化信号(电感量21工艺流程的分析的变化信号),经交流电桥
