论文题目：真空吸料机改造采用 PLC 技术控制真空气泵工作1 引言今天继电器已应用到工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有 更高的可靠性。但是，这也随之带来一些问题。如绝大多数控制继电器 都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点 容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者， 对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重 的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时 也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如 果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调 试。随着PLC技术的发展，使用PLC相对于使用继电器线路拥有无法比 拟的优势。1.1 功能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的 功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，具有 很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制， 集中管理。1.2 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐 全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置，组成 不同的功能、大规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便，一 般用接线端子连接外部接线。PLC可以直接驱动一般的电磁阀和交流接 触器。1.3 可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。 由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器 和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可大为减少， 是继电器控制系统的 1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减 少。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力， 平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生 产现场， PLC 已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。1.4 系统的设计、安装、调试工作量少PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间 继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有 规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继 电器系统电路图的时间要少得多。PLC的用户程序可以在实验室模拟调 试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信 号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问 题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得 多。1.5 编程方法简单梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和 表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂， 熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图 语言，并用来编制用户程序。2 真空吸料机的结构和原理2.1 真空吸料机的结构真空吸料机是又真空气泵、过滤装置、吸料管、抽气管、收集筒、 脉冲阀、放料阀门、 PLC 控制系统组成。2.2 真空吸料机的工作原理2.2.1 在放料底阀关闭时，在真空气泵的驱动下，收集筒和物料管 内产生真空；2.2.2 在真空作用下，物料由吸料位置经过吸料管道被吸入收集筒；2.2.3 过滤器将很好的阻止物料进入真空泵内并散发至大气中，实 现物料与气体分离；2.2.4 物料输送同时，压缩空气经脉冲阀反吹气至筒内；2.2.5 当吸取物料到达料筒所设置上限时，真空泵停止运作，放料 阀门打开，物料下料至出料位置，压缩空气经脉冲阀释放，产生脉 冲式气流，自动清洁粘附在过滤器虑芯上的粉尘及颗粒，2.2.6 当出料到达所设置下限时，放料阀门关闭， 真空泵再次工作， 进行重复动作的循环，整个输送过程中吸料及出料时间是由 PLC 控 制，实现智能稳定的控制。3 真空吸料机改造技术要求3.1 应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求充分发挥 PLC 的功能最大限度地满足被控对象的控制要求，是改造 控制系统的首要前提，这也是改造中最重要的一条原则。这就要求设计 人员在改造前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集 相关先进的国内外资料。同时要注意同现场工程技术人员，操作人员紧 密配合，拟定控制方案，共同解决改造设计中的重点问题和疑难问题。3.2 在满足要求的前提下，力求系统简单、经济、使用及维修方便一个新的改造工程固然能够提高设备效率，带来经济效益和社会效 益，但工程的投入，技术的培训，设备的维护也将导致运行资金的增加， 这就要求改造不仅应该是使控制系统简单经济，而且要使控制系统的使 用和维护方便，成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。3.3 保证控制系统工作安全可靠保证控制系统能够长期安全可靠稳定运行，是改造控制系统的重要 原则。这就要求在系统设计，元器件选择，软件编程上要全面考虑，以 确保控制系统安全可靠。3.4 适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将不断地提高，改造时要 适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要，在选择PLC,输入、输出 模块， IO 点数和内存容量时要适当留有裕量，以满足今后的发展和工 艺的改进。4 硬件设计4.1 确定控制对象，明确控制任务和改造设计要求要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电控 系统的控制要求，拟定控制系统改造设计的技术条件。根据整理结果， 确定所需输入、输出设备在保证完成工艺要求的前提下，力求系统简单 经济，能最大限度地使用原有的输入、输出设备，降低改造成本。4.2制定控制方案，进行PLC选型。本项目根据生产情况和工艺要求，结合经济效益考虑，最终决定采 用的是台湾永宏FATEK品牌的PLCo三菱FX1S系列PLC是一种外型小巧 却具媲美中大型PLC功能的新一代微 型PLCo根据项目的需要I/O总 数为10位，输入的点数站6位，输出的点数为4位。所以我选用的PLC 的型号为FX1ST0MR系列。4.3 I/0 的分配表X0电机启动XI电机过载X2下料及脉冲阀启动X3物料上限X4物料下限X5真空泵停止Y0真空泵启动Y1下料阀启动Y2脉冲阀1Y3脉冲阀25 电气控制系统原理图采用的电气设计软件为 EPLAN主电路图控制电路图r-MT弄工aL.iJ-_ESH1HS巻6 编程软件设计本次编程设计采用的是三菱 GX Developer 编程软件，具体程序看备 注。7 现场运行调试。在模拟调试合格的前提下，将 PLC 与现场设备连接。现场调试前要 全面检查整个PLC控制系统，包括电源，接地线，设备连接线，10连 接等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作 方式置为运行。反复调试，发现问题现场解决，如果系统调试达不到指 标要求，则可对硬件和软件作调整，通常只需修改用户程序即可达到调 整目的。当运行一定时间且系统运行正常后，可将程序固化具有长久记 忆功能的存储器中，做好备份。最后将改造设备的全部技术资料整理、 归档。8 结论：PLC 是现代工业自动化领域的主流控制技术，通过这个小项目， 可以看到 PLC 控制技术的优点。科学技术的不断发展是工业进步的动 力，作为从事工控行业的我们今后面临的技术将会不断的更新换代，“学 海无涯”这就话是我们工业人员一生的写照，我们要做好不断学习的准 备，这样才能跟上社会前进的步伐，走在工业发展的前沿，为我国的工 业自动化领域尽自己的的一份力。