塑料抽料系统的PLC改造

塑料抽料系统的PLC改造
导语：本系统由同一个气泵完成三个料罐的原料输送，三个料罐各有自己的功能，第一个料罐是储料罐，用于存储原料，第二个料罐是干燥罐，用于接原料干燥系统去除原料中的水份以满足生产工艺要求，第三个料罐是放在挤塑机上，直接输送到挤出机膛中加热，进入下一道工序。

1引言
某厂挤塑设备上的一种真空抽料送料系统使用80年代进口的烘干送料系统，电气控制系统陈旧且部分维修图纸丢失，不宜维护。

因此立项采用plc来改造原电气控制系统。

2系统设计
该抽料系统是利用大气压力将固体塑料颗粒吸入真空罐，然后再回吹到下方的罐体中以实现原料的运送。

本系统由同一个气泵完成三个料罐的原料输送，三个料罐各有自己的功能，第一个料罐是储料罐，用于存储原料，第二个料罐是干燥罐，用于接原料干燥系统去除原料中的水份以满足生产工艺要求，第三个料罐是放在挤塑机上，直接输送到挤出机膛中加热，进入下一道工序，如图1所示。

原设备气泵逐一吸吹三个料罐，完成原料在三个料罐之间的运送，控制系统通过吸料的时间来控制每次运送原料的量，由人工监测料位的高低。

原控制系统效率低下，而且设备一直处于运转状态才能满足原料输送的生产速度，不但气泵的工作时间增加，而且不利于减少电能的使用以节约能源。

3自动化硬件与工艺自动化
3.1plc硬件变量定义
原控制系统由西门子的s7-200替代，硬件变量定义参见附表所示。

3.2工艺自动化
由该plc控制气阀的开合，接受料位开关的信号。

k4与k5共同控制气泵对主管道的吹和吸动作，当k4接通主管，k5断开主管，接到大气中时，主管道是回吹的气流，反之则是吸入的气流。

k1、k2、k3
分别控制三个料罐的吸吹动作。

而xwk1、xwk2、xwk3是检测罐中的原料是否满的状态，此处检测必须在回吹时才能采集信号。

而xwk4则是检测挤塑机料罐中原料的料位最低值，当挤塑机料罐的原料达到xwk4处时气泵开始工作，当挤塑机料罐中xwk3检测到该料罐已满，则停止气泵的运转，复位所有气阀状态。

若检测到储料罐已满，则跳过“为储料罐吸料”的动作，继续回吹下一个料罐。

若检测到干燥罐已满，则跳过“为干燥罐吸料”的动作，继续回吹下一个料罐。

如此往复吸料以满足运料要求。

由于以前的钢丝缠绕管工作年限较短，而且易老化漏气，所以由无缝钢管予以替代，接缝处应做好密封，如图2所示。

4软件设计
4.1控制流程图设计
软件的控制流程图如图3所示。

初始化动作是将各阀门设置初始状态，k1、k2、k3都接通主管道，k4、k5都接通大气，然后判断挤塑机料罐中的原料是否已经低于xwk4的位置，如果是的话，启动气泵，回吹储料罐，即：k1接通主管道，k2、k3断开主管道，k4接通主管道，k5接通大气，持续3秒，完成回吹动作，同时采集xwk1值，
判断是否抽满储料罐，如果没有，则为储料罐抽料，即：k1、k2、k3不变，k4接通大气，k5接通主管道，为储料罐抽料10秒。

接着在回吹干燥罐等动作。

4.2梯形图编程设计
部分plc程序如下：
network1//启动与停止互锁
ldi0.0//启动按钮
om10.0
ani0.1//停止按钮
=m10.0//互锁
network2//准备状态
ldnm10.0//启动标志位
rq0.0，1//气泵停止
sq0.1，3//气阀1、2、3接通主管道
rq0.4，2//气阀4、5接通大气
rm10.1，3
movw0，t37
network3//判断挤塑机料位是否达到低位，若是启动气泵，开始计时
ldm10.0//启动标志位
ai0.5//料位是否达到低位
sq0.0，1//启动气泵
tont37，1//启动定时器
network4//回吹储料罐3秒，判断是否装满
ldm10.0//启动标志位
aw》=t37，1//当定时器大于1
aw《=t37，30//当定时器小于3s
该系统自动检测挤塑机料罐中的原料料位，当到达一定的低点时，气泵开始工作，自动的完成原料的输送，同时检测各料罐状态，如果其中某一料罐已经装满料的话，则自动跳出该料罐的吸料动作，避免因为满料罐再吸料引起的意外，有效地保证设备的良好运行。

5结束语
对本抽料系统改造后，规避了以前的效率低、耗能等一系列弊端，能够高效准确的控制固体颗粒原料的运送量和运送速度，降低了电机和气泵的工作时间，从而减少了设备的故障频率，精确的控制抽吸时间，避免不必要的能源浪费，提高了工作效率，使设备更具智能化。

同时为工厂节约了很大一部分人力成本和维修成本。