采用PLC控制和變頻器對(duì)1250離心機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造

1.前言

1250離心機(jī)是立式刮刀卸料自動(dòng)過濾離心機(jī)，主要用于固相為顆粒狀的懸浮物料的固液相分離，也可用于纖維狀物料的固液相分離。在礦物、環(huán)保、醫(yī)藥、化工等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。目前多數(shù)離心機(jī)仍由繼電器控制，采用有級(jí)調(diào)速，離心機(jī)工作轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)單一、設(shè)備故障率較高，生產(chǎn)效率低下。為克服這些問題，我們對(duì)制藥廠1250離心機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，采用PLC控制和變頻器調(diào)速，該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性好，運(yùn)行可靠，現(xiàn)已成功應(yīng)用于多家制藥廠。

2.系統(tǒng)原理

離心機(jī)工作原理是將待分離的物料經(jīng)進(jìn)料管送入高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在離心機(jī)力場(chǎng)的作用下，物料通過濾布（濾網(wǎng)）實(shí)現(xiàn)過濾，液相經(jīng)出液管排出，固相則截留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，待轉(zhuǎn)鼓內(nèi)濾餅達(dá)到機(jī)器規(guī)定的裝料量，停止裝料，對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，同時(shí)將洗滌液濾出，達(dá)到分離要求后，離心機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮刀裝置動(dòng)作，將濾餅刮下，完成一次工作循環(huán)。圖1為1250離心機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

離心機(jī)離心工藝過程：1）進(jìn)料：當(dāng)變頻器速度達(dá)到20Hz時(shí)，首先打開進(jìn)料閥、料層檢測(cè)閥，當(dāng)檢測(cè)到料層滿時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥并延時(shí)10S，料層滿信號(hào)消失再次打開進(jìn)料閥連續(xù)執(zhí)行上述動(dòng)作2次。2）離心：當(dāng)?shù)谌瘟蠞M信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，關(guān)閉進(jìn)料閥變頻器升速至50Hz進(jìn)行高速分離，離心時(shí)間可由觸摸屏設(shè)置，時(shí)間到后變頻器降速至40Hz。3）清洗甩干：打開清洗閥進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間、暫停時(shí)間和清洗次數(shù)根據(jù)所分離藥物品種由觸摸屏設(shè)置。清洗工藝完成后進(jìn)入甩干過程，變頻器升至50Hz，甩干時(shí)間由觸摸屏設(shè)置。時(shí)間到后進(jìn)入卸料狀態(tài)。4）卸料：由于甩干后料層過厚，刮刀采用分段定時(shí)旋轉(zhuǎn)卸料，即刮刀旋轉(zhuǎn)（時(shí)間可設(shè)置）→ 停2秒 → 刮刀下降（下降高度可設(shè)置），重復(fù)上述動(dòng)作，直至最后一次刮刀下降至下限感器動(dòng)作，然后上升到頂部至上限位停止動(dòng)作。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用三菱公司FX2N-40MR型可編程序控制器（PLC）控制，當(dāng)程序設(shè)定好后可進(jìn)行無人看護(hù)的自動(dòng)化操作或選擇手動(dòng)控制，并對(duì)加料、初過濾、洗滌、精過濾、卸料等進(jìn)行全過程監(jiān)護(hù)。離心機(jī)調(diào)速采用PLC+D/A模塊、變頻器進(jìn)行調(diào)速，通過電壓（0-10V）來控制變頻器的頻率，變頻器采用德國(guó)倫茨公司EVF系列變頻器，功率22KW。觸摸屏采用EASYVIEW 5.7英寸4灰度觸摸屏。

PLC共有20個(gè)輸入點(diǎn)，15個(gè)輸出點(diǎn)。圖2為PLC外部硬件配置圖。控制系統(tǒng)主回路及變頻器外部接線如圖3所示。

其中為消抖防信號(hào)干擾，輸入點(diǎn)X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20分別經(jīng)4個(gè)隔離柵接入PLC輸入點(diǎn)

3．2軟件設(shè)計(jì)

編程采用編程軟件MELSECMEDOC專業(yè)軟件包，它基于個(gè)人計(jì)算機(jī)，適用于三菱公司PLC的用戶程序編制和監(jiān)控，通過SC-09RS232/RS422接口與PLC編程口相連，可用梯形圖或指令編程。本系統(tǒng)PLC梯形圖程序根據(jù)控制要求采用STL和SET步進(jìn)指令編制。主要有初始化設(shè)定，進(jìn)料、分離、清洗、甩干控制程序、自動(dòng)控制程序等。程序設(shè)計(jì)中采取的安全保護(hù)有：轉(zhuǎn)速檢測(cè)，過振動(dòng)保護(hù)，開蓋保護(hù)，電機(jī)過載過熱保護(hù)，刮刀旋轉(zhuǎn)，升降機(jī)械電氣雙重控制，刮刀與轉(zhuǎn)鼓的聯(lián)動(dòng)鎖定。程序流程圖4所示，因程序較長(zhǎng)，需索取程序參考者請(qǐng)與本文作者聯(lián)系。

4.結(jié)束語

該系統(tǒng)經(jīng)過多家藥廠現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，結(jié)果令人滿意各項(xiàng)指標(biāo)滿足現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要求。系統(tǒng)啟動(dòng)平穩(wěn)，分離因數(shù)可調(diào)，操作簡(jiǎn)潔方便，自改造投入運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定調(diào)速方便，免維護(hù)，為現(xiàn)場(chǎng)操作人員創(chuàng)造了一個(gè)高效率的工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了1250離心機(jī)較為先進(jìn)的控制技術(shù)。

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