旧砂再生柔性试验线PLC控制

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1、《冶金自动化》2004年增刊旧砂再生柔性试验线PLC控制张寿明，张云生，缪尔康(昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650093)〔摘要〕分析了旧砂再生柔性试验线的结构组成、实验方案及PLC控制系统的硬件组成及软件设计，系统通用性强，可靠性好，满足了旧砂再生中试线要求。〔关键词」旧砂再生;PLC;控制系统;软件设计铸造业是机械制造工业不可缺少行业。其中砂型铸造的比重占800o-90%。我国铸件年产量1000万t以上，循环用砂量高达10000万t。旧砂的回收率一般可达80肠^-9000，循环旧砂的100a-20%要不断废弃。以废弃10%算，全国一年废弃的旧砂就是1000万t

2、，即生产It铸件需要补充It新砂，又要废弃It旧砂。而铸造用砂多为优质石英砂，我国优质石英砂资源相对短缺，因此对旧砂进行再生已刻不容缓。旧砂再生主要有两种方法:物理法和化学法。化学方法主要是采用加热的方法，把可燃的有机膜烧掉，或者靠熔剂以化学反应的方法将惰性膜溶解掉;而物理的方法则是靠机械力、风力或水力的方法将惰性膜去除掉，从而达到再生的目的。随着技术的进步，目前旧砂再生已从单一工序处理向多功能一体化综合多工序处理及多样化发展，同时对其控制系统提出了更高的要求。针对旧砂再生柔性试验线所设计的控制系统可根据预先设定的试验方案自动完成方案的启动和停止。在系统设计中，充分利用PLC的

3、特点，采用模块化设计思想，根据不同的方案启停相关的设备，系统可靠性较，使用方便。1旧砂再生柔性试验线工艺实验方案该旧砂再生柔性试验线由物理和化学处理法组合而成，其主体设备包括螺旋振动再生机、滚筒振动再生机和气流再生机，而气流再生机又分为热气流再生和气流再生两种，涉及29个设备。整个旧砂再生柔性试验线共包括11种实验方案。(1)螺旋振动再生方案;(2)滚筒再生方案;(3)热气流再生方案;(4)气流再生方案;(5)热气流再生+滚筒再生方案;(6)螺旋振动再生十气流再生方案;(7)螺旋振动再生+热气流再生方案;(8)螺旋振动再生+热气流再生+滚筒再生;(9)螺旋振动再生+气流再生十滚

4、筒再生;(10)螺旋振动再生十滚筒破碎方案;(11)热气流再生+滚筒再生方案2PLC控制系统的设计2.1控制系统的硬件组成为满足设计要求及系统接口的需要，系统共需55个输人点和43个输出点，同时考虑到裕量、系统工[收稿日期〕2004-06-16「作者简介」张寿明(1966-)，男，云南大理人，副教授，硕士，主要从事自动控制系统教学与设计工作。262(冶金自动化》2004年增刊作性能及可靠性，选用三菱公司的FX2N-128MR型PLC集中进行控制。其输人信号主要包括设备运行状态输人信号、实验方案输人信号、系统自检/工作信号等;输出信号主要包括电机控制信号、电磁阀控制信号、给料机控

5、制信号及报警信号等，其控制系统结构如图1所示。FX2N-128MR维护/运布Y方案1启动皮带机方案2启动螺旋振动再生机方案3启动滚筒磁选机方案11停止除尘器皮带机运行反馈空压机螺旋振动再生机运行反m1#方案指示灯滚筒磁选机运行反馈2#方案指示灯r中间仓料位上限11#方案指示灯中间仓料位下限自动指示灯成品仓料位上限手动指示灯成品仓料位下限中间仓料位上限报替手动/自动中间仓料位下限报替急停成品仓料位上限报警成品仓料位下限报替系统异常报警图1控制系统结构图2.2控制系统功能(1)手动/自动功能:当旋钮置于手动状态时，系统由现场控制柜和交流接触器、电机等组成。该控制方式下，每台设备的控

6、制可以脱开PLC和上位机单独操作。一般情况下，不采用该方式。当旋钮置于自动状态时，系统由PLC和每台设备检测控制单元联合组成。PLC接收现场信号和PLC柜上按钮操作信号，根据PLC程序设计，输出控制命令，分别启动各方案相应的设备，完成各方案的启停及相应的控制。(2)报警功能:运行中，设备出现故障或料仓料位出现仓满、仓空时，系统发出报警信号，提示操作人员进行故障排除，以保证系统正常运行。3软件设计PLC应用程序采用梯形图语言编写。根据系统的特点，程序采用模块化结构，程序流程框图如图2所示。系统运行前先判断是处于运行状态，还是处于维护状态。若处于维护状态，可对设备及检测仪表进行参数

7、设定和维护;若处于运行状态，则进行自检和工作状态判断。自检状态下，可检测PLC系统是否正常;若处于工作状态，先运行初始化程序，利用M8002运行开始接通、然后断开的特性，依循环程序在工作前将PLC中存储单元清零;同时判断系统及料位是否正常，若有异常，程序不能正常工作，发出报警信号，以便排除。接着进行手动和自动状态判断，若处于手动状态，则进行手动操作，若处于自动状态，则进行实验方案及启停判断，然后按照预定的实验方案分别启停相应设备，进行实验。任何时候只能运行一套实验方案。263《冶金自动化》2