高级维修电工技师论文

高级维修电工技师论文国家职业资格统一鉴定论文题目：基于PLC与传感器在磷矿输送系统中的应用姓名：符新学号：20131370903109所在省市：海南省海口市培训单位：浅谈PLC与传感器在磷矿输送系统中的应用符新摘要：本论文主要针对三菱PLC，FX2N系列与现代传感器技术在工业生产工艺中的应用。浅谈FX2N系列PLC与传感器技术在生产工艺流程中起主导作用性的基本应用和该产品在生产流程中的所占应用领域。根据本人在平常工作中总结的实践经验，谈谈PLC与传感器在工业生产流程中如何实现全自动和半自动的控制，实现机电一体化。关键字：磷矿输送系统料位音叉FX2N系列PLC调试传感器目录一、该车间的流程简介，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，二、PLC与传感器对该车间磷矿输送系统控制情况的选用，，，，三、PLC控制中枢与远距离控制的几点思考，，，，，，，，，，，，，，四、按操作流程编写PLC程序，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，五、对PLC程序的调试，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，六、PLC对外控制的安装接线，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，七、结束语，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，八、参考文献，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，前言：下述内容主要以车间原料磷矿石的烘干和输送-储存工艺为例：车间大概于1985年建成投产，其期间的工艺流程中的控制方式主要以交流接触器、时间继电器、中间继电器来完成，大多以点动，自锁连续运行为主。虽能满足工艺上的基本要求，但其维修费用和在操作层面上，需投入大量的时间、人力物力。在工业发展如日中天的今天，其处于上世纪八十年代末的工控方式和设备，足显出落后。其在工控方式上实现自动化或半自动化，那是免于羞提了。所以，本人就着该车间工艺流程控制上的不足，谈谈如何来为该车间实现自动化或半自动化控制。如果此论点能真正投入到该车间的生产工艺流程中，可减少相应的维修、维护费用，或投入更多的人力物力来满足工艺生产上的要求。同时在生产操作上可以减少相对的财力、劳力为企业创造经济效益。1.PLC技术的发展及工作特点1.1PLC的概述可编程逻辑控制器，及PLC，是一种可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术与计算操作方面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。1.2PLC的发展20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，可使编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机噶站起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为PLC（ProgrammableLogicController）。20世纪70年代终末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30—40%。在这时期，PLC在处理器模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。1.3PLC的工作特点可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。一、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长，也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。二、使用方便，编程简单，采用简单的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。三、能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，远高于其他各种机型。一、该车间的流程简介经均料工段对磷矿石进行破碎、筛分、配料后用皮带运输机运输至地下料仓1---20号仓库储存，然后再用变频振动给料机给料，再接着用皮带运输机运进烘干机进行干燥，最后再用皮带运输机运进圆桶料仓储存或经三流程供给下一加工车间。或烘干系统未开车生产时从圆桶料仓里放出直接送三流程给下一加工车间。如图1-1：地下料仓皮带1104皮带1107皮带1113皮带1115皮带1116分料板烘干机1120-1烘干机1120-2皮带1121皮带1126分料板(一流程)斗提机1127皮带1138卸料小车皮带1128圆桶料仓1113.1-3斗提机1137皮带1136下段加工车间皮带1140(二流程)（三流程）上图是该车间磷矿石烘干、储存、输送系统流程图。该流程中的电力拖动控制主要以接触器、时间继电器、中间继电器以传统的接线式为主，以一条皮带或若干条分配一个控制柜，皮带的起停由人来人为的逐条皮带去起停。圆桶料仓1113.1-3个仓进料由卸料小车完成。可自由经轨道任进1113.1-3的任意一个仓，但当某一个仓满换仓到另一个仓时，由人去现场去操控进行换仓。同时，当该车间磷矿工艺流程不生产时，皮带运输机还要由人逐条的去停，所以在生产操作上的操作工带来许多的不便，甚至在每个岗位上多出些原本不必要的操作人员。这给操作人员和管理人员带来不便，同时皮带电力拖动控制中枢（控制柜）不够集中维修和维护也带来不便。当该车间有一个集体控室，但只用来磷矿流程模拟板的摆放和一些“就地”、“联锁”等简单的控制。二PLC与传感器对该车间磷矿输送系统的控制情况的选用为改进该车间磷矿输送系统控制的情况着几点考虑：对PLC对外控制I/O分配的选用。PLC的选用着重考虑用三菱FX2N系列的PLC，该产品的编程易于编程人员着手。同时，为以后维护维修上，但凡有电器控制基础的维修人员也轻易着手维修或更改程序。同时考虑到该产品的编程软件还带有仿真功能，便于在偷用之前调试。综上所述：根据该车间磷矿生产输送的工艺流程上的十三条皮带的考虑，在PLC的选用上从PLC的I/O上应选择FX2N—48MR—001系列PLC，该产品输入输出点各为24点，足够满足对十三条皮带运输机点数控制的要求同时也满足PLC内存或在I/O接点控制余留10%空位的要求FX2N系列PLC的基本指令运算速度0.08us/指令的运算速度，足够满足该车间磷矿输送系统工艺参数上的要求。另外，在传感器上的选用，是着重用于控制圆桶料仓卸料小车的自动控制上。其所要求是：当圆桶料仓1113-1仓满后，经传感器的感应把卸料小车自动换仓到1113-2仓，如此循环。这样就避免了人为地去现场操作换仓。其控制换仓的基本图形2-1所示：在传感器的选用上，采用料位音叉传感器能足够满足该生产工艺上的要求。料位音叉简介：位音叉又称为物位开关或料位极限开关。音叉式料位开关是一种新型的无谓限位开关。音叉由晶体管激励产生振动，当音叉被物体浸没时振动频率发生变化，这个频率变化由电子线路检测出来并输出一个开关信号。其特点是适应性强：1料不同的电子参数，密度对测量均不产生影响。结垢、搅动、湍流、气泡、振动、中等粘度、高温、高压等恶劣条件检测也无影响。2特点是免于维护：由于音叉限位开关检测不受被测介质电参数密度的影响，所以无论何种物体、液体都不需要现场调教。总之，用料位音叉开关来实现圆桶料仓1113.1-3之间换仓工作，能满足其间自动换仓的要求。避免操作人员去现场进行换仓。三PLC控制中枢与远距离控制的几点思考。由于该车间皮带运输机分布面广，在集中控制上要达到理想的近距离控制便不容易。另外，在PLC所安装的环境也受到磷矿粉尘的影响。同时在控制柜距离用线上考虑，其PLC所安装的控制中枢与各台皮带运输机的距离上也应做响应的考虑。综上所述的几点，本人做了以下几点思考：为保障PLC在工作期间不受磷矿粉尘的影响，把PLC控制中枢假定安装在该车间集控室。在磷矿流程的分布上看，集控室为前后两段磷矿流程线的中点，这便于在安装PLC时排电力线能缩短相应距离，节省用线。为然后在维修上的方便，把电力拖动部分控制的交流接触器和PLC整合安装在一个控制柜上，。但考虑到PLC和接触器工作时不受相互干扰，分别安装在两个控制柜上。为操作工操作方便，可用多地控制来满足操作要求。在设计PLC接线时，考虑突发事故时的紧急停车按钮。四按操作流程要求编写程序PLC程序1、为书写方便和不更多占用本文太多空间，本人把该车间的十三条皮带运输机暂改为五条，同时也能达到书面了然直观。该车间对皮带运输机的工艺要求为：逆起顺停。按皮带长度的不同程度和对皮带运输机起停时间的不同，其工艺控制方式也不同。该车间最长的那条皮带约为400m，以皮带1.5m/s算：（1）1.5mx60s=90m（2）400m÷90m/min=4.4min据该车间的情况有时候在皮带会有料，所起在皮带启动时每条皮带启动时间设为25S，停止时按最长那条皮带上的余料为准，把每条皮带的停止时间一致设为4.4min=2640ms（因为该车间的皮带长短差异不太大），上面的数字2640ms以PLC编程元件中的定时器100ms定时器作为该程序上的编程元件。综上述和计算结果，该车间的工艺流程控制程序为下图：X0SETS20STLS20ZRSTS0S29X2X3X4X5X6M8002X2SETS0STLS0T2Y4T0K50SETS21STLS21Y4Y3T1T1K50SETS22STLS22Y4Y3Y2T2K50T2T3SETS23STLS23Y4Y3Y2Y1T3K50SETS24STLS24Y4Y3Y2Y1Y0SETS25STLS25X1Y0T4K2640Y1Y2Y3Y4T4SETS26STLS26Y1T5K2640Y2Y3Y4SETS27STLS27Y2T6K2640Y3Y4SETS28Y3T7K2640Y4SETS29STLS29T7T8Y4T8K2640SETS0RETEND2、以上PLC程序是十三条皮带运输机简化成五条后的顺空程序。其X0和X1是启动和停止，X2—X6是行程开关（皮带拉线开关）的出点，其功能为：主要按下X2—X6中的其中一个按钮整个流程就会停止运行，和M8002脉冲元件并接的X2常闭按钮元件是为了X2—X6动作后还保持S0的初始脉冲便于在下一次的启动。如果不并接X2元件，S0就得不到初始脉冲，在之后启动程序就启动不了。T0—T3为启动延时定时器，T4—T9为停止延时定时器，其目的是为了达到走完皮带上的余料。3、下图为圆桶料仓1113.1-3之间卸料小车自动调仓的程序，其达到自动的主要以料位音叉开关为主。程序中X10、X11、X12为音叉A、B、C的料位信号源：当卸料小车在1113-1仓上，料未满的音叉得不到信号的时候，卸料小车停在该仓上进料，1113-1仓满后，音叉B开关X11得到信号后，卸料小车延时前进5秒后停在1113-2仓上进料，如此推进。而当1113-3料仓慢则卸料小车电机反转向后退（向后退是1113.2—1113.1仓已放空）后退5秒后停在1113-2仓上进料，当该仓料满后,X11得电往1113-1仓并对该仓进料，如此循环。为了正反转电机不相互影响，该程序中设置了互锁。图中Y5为正转，Y6为反转。程序如图4—1：X10X11X12Y5T9T10X12X11X10Y6Y6Y5Y5T9K50Y6T10K50END4、在生产过程中，如遇突发事故需紧急停车时，在安装接线的时候有和皮带拉线开关串接的急停按钮。把X2—X6中的任意一个开关接到主控制作台上，可实现上述紧急停车功能。五对PLC程序的调试对PLC程序在线仿真调试，当PLC程序编写好以后，依赖FX2