PLC在跳汰机风阀控制中的应用.pdf

第3 期 总第 1 3 3 期 机 械 管 理 开 发 No ． 3 S UM No ． 1 3 3 ME CHANI CAL MANAGEME NT AND DE VEL OP ME NT 2 0 1 3 年6月 J u n ． 2 01 3 P L C在跳汰机风阀控制中的应用 董卫峰 太原煤炭气化有限责任公 司， 山西太原0 3 0 0 2 4 摘要 电磁风阀是跳汰机的主令控制装置。介绍了可编程序控制器在跳汰机电磁风阀控制中的应用， 设计 了控 制系统的硬件和软件， 跳汰参数由拨码盘输入， 跳汰过程由可编程序控制器自 动控制， 整个系统具有运行稳定、 安全 可靠等特点。 关键 词 跳 汰机 ； 电磁 风 阀 ； 自动控制 ； P L C 中图分类号 T D 4 5 5 ． 1 文献标识码 A 文章编号1 0 0 3 7 7 3 X 2 0 1 3 0 3 一 O l l 7 一 O 2 1 原理概述 跳汰选矿是指 物料在垂直升降的变速水流中， 按 密度进行分层和分选的过程。目 前广泛使用的空气脉 动跳汰机的工作原理是压缩空气经风阀控制， 交替地 压入和排出筛板下面的密闭空气室； 给人压缩空气时， 跳汰机中的水位被强制抬升； 当室内的压缩空气排出 时 ， 则在重力作用下物料和水位下降； 由于密度差异， 物料在跳汰室的上下脉动水流中进行松散、 分层， 最终 实现物料的分选操作⋯ 。 1 一 排气电磁风阀 ； 2 - 排 气盖板阀 ； 3 - 排气 13； 4 一 排气管 ； 5 一 进气盖板阀； 6 一 进气 13； 7 一 数控装置； 8 - 进气电磁风阀； 9 一 滤气阀； 1 0 一 调压阀； l l 一 油雾器 图1 电磁风阀工作系统结构 电磁风 阀装 置是跳汰机的主令控制装置 ， 可对跳 汰周期 进气、 排气的时间间隔 进行调整， 从而精确控 制脉动周期和吸缀过程 ， 获得 良好的床层松散度和精 度较高的分选效果。电磁风阀装置主要由气路系统、 数控装置 、 进排气电磁风阀等组成 ， 见图1 。气路系统 包括高压风管和低压风管 ， 高压空气用于进排气电磁 阀的驱动， 低压空气则是工作介质， 用于推动水流和物 料上下脉动 。数控装置是风 阀的风水控制系统。进排 气风阀的通、 断使高压空气 0 ．4 0 ． 6 M P a 按给定程 序向进、 排气盖板阀气缸交替进、 排气 ， 带动进、 排气盖 板开启或关闭， 实现低压空气 0 ．0 3 5 0 ． 0 5 M P a 周期 性地进入跳汰室， 形成脉动水流， 鼓动洗水完成跳汰过 程。P L C P r 0 g r a m m a b l e L o g ic C o n t r o l l e r 可编程序控制 器是以微处理器为核心的通用工业控制装置， 具有体 积小、 可靠性高、 功能强、 编程简单、 使用维护方便等优 收稿日期 2 0 1 2 1 2 2 1 作者简介 董卫锋 1 9 7 2 一 ， 男， 工程师， 本科， 现主要从事安全管理工作。 点， 得到广泛应用。本文采用P L C 实现跳汰机风阀控 制的原理 ， 见 图 1 。 2 系统 结构 图 2为 控 制 系 统 的 结 构框 图 。拨 码 开关 选 用 OMRON公 司 的 A7 B S 型 ， 其 输 出为 8 4 2 1四位 二进制 编码 ， 2 4 V直流 供 电 。拨 码 开 关 共 6组 5个 跳 汰 室 各 一 组 ， 跳 汰频 率 的一 组 ， 跳 汰 室 的 5组 中 每 组 由 4对 组 成， 每对中又分为个位和 J 上 位 计 算 机l I l 】 【 I R S 2 3 2 I I l 】 【 可编程序控制器 I 千 ★ l 输 出电路 选通送数电路 l 【 】 【 电 磁 风 阀 I I拨 码 盘 I 图2 系统结构 十位 ， 用来调节各跳汰室的进气开始、 进气结束 、 排 气开始 、 排气结束的时长 在整个跳汰周期中的百 分比时刻 。跳汰频率的一组拨码开关也由个位和 十位组成， 用于调节跳汰机的跳汰频率。 选通 送数 电路 为二 进制 解码 电路 ， 由 7 4 L S 1 3 8 译码器 、 7 4 L S 2 4 0 驱动器 、 2 0 0 3 反相器组成， 其作用 是将 P L C 提供的编码信号解码为 1 1 路选通信号 ， 每 路选通信号选通两组拨码开关， 依次读入相应风阀 控制参数。选通送数由送数按钮控制， 当调节好各跳 汰参数和跳汰频率后， 按下送数按钮， P L C 依次选通各 组拨码开关 ， 将跳汰参数采集、 并更新程序控制过程。 系统输 出包括输出电路 、 电磁风阀、 显示装置 。输 出电路板采用固态继电器输出， 它有极快的开关速 度 ， 并有 内部 的光 电隔 离 ， 实 现 了强 弱 电 的 隔离 。 显 示装 置采 用 红 、 绿 发光 二极 管 ， 能动态 显示 电磁 阀的通 断情 况 。 控制使用三菱公司的F X 2 N 一 4 8 MT 可编程序控 制器 ， 开关量输入 2 4 点 ， 开关量输 出2 4 点 ， 输出类 型为晶体管输出， 可满足高频率输出信号的要求。 本系统共有1 7 个开关量输入， l 2 个开关量输出。其中 1 6 个为各跳汰室拨码盘的B C D 码输入， 可同时接受一 次选通的两组拨码开关的 l 6 位 B C D 码 ； 尚有 1 个为 送数按钮的输入。输出端的前 1 0 个控制五个跳汰室 11 7 第3 期 总第1 3 3 期 机 械 管 理 开 发 2 0 1 3 年6月 的进排气阀， 每两个分别控制一个跳汰室的进气和排 气阀 当输出端为 1 时， 控制阀打开； 为0 时， 关闭 ； 后 4 个为选通信号输出端， 输出四位二进制编码信号 ， 用 于 选通 6组 2 1 对 拨码 开 关 。上位 机 通过 RS 2 3 2 通讯适配 器与 P L C， 并 由组态 软件实现跳 汰过程 动 画显示 。整个 系统 由人 工设 定拨 码开关 的跳 汰参 数 ， P L C 控制选通送数电路和输入电路采集设定参 数， 由程序实现跳汰的逻辑控制。 3 软件设计 软件系统由初始化程序、 选通送数子程序 、 主程 序组 成口 1 ， 见 图 3 。1 初 始 作 ， 见图4 。中断子程序 根据设 定的跳 汰频率 ， 算 出跳汰周期 t ， 将其分 成 1 0 0 份 ， 其百分之一作 为定 时 中断时 间 间隔 。 在 达 到 相应 的 电磁 风 阀 所要求的打开 或关 闭 时刻 即进气开始 、 进气 结束 、 排气开始 、 排气结 束 的时刻 时 ， P L C输 出 P LC i n J i g Ai r Va l v e Co n t r o l Ap p l i c a t i o n DONG W e i f e n g J i n y a n g C o a l P r e p a r a t i o n P l a n t o f T a i y u a n C o a l G a s i f i c a t i o n C o ． ， l t d ， L i m i t e d ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 4 ， C h i n a A b s t r a c t T h e e l e c t r o m a g n e t i c a i r v a l v e j 培 m a s t e r c o n t r o l d e v i c e ， i n t r o d u c e d t h e p r o g r a m ma b l e c o n t r o l l e r i n t h e e l e c t r o m a g n e t i c v a l v e s i n j i g o n t h e a p p l i c a t i o n ， t h e d e s i g n o f t h e c o n t r o l s y s t e m h a r d w a r e a n d s o f t w a r e ， j i g g i n g p a r a m e t e r s f r o m d i al i n p u t ， j i g g i n g p r o c e s s b y P L C a u t o ma t i c c o n t r o l ， t h e wh o l e s y s t e m h a s s t a b l e o p e r a t i o n ， s a f e t y a n d r e l i ab i l i t y ． Ke y w o r d s j i g ； e l e c t r o m a g n e t i c v a l v e ； a u t o m a t i c c o n t r o l ； P L C S S S E ．s ￡ ￡ E S ￡ 上接 第 1 1 6 页 参考文献 [ 3 】 李绍鹏． 数控机床产品发展趋势探究[ J ] ． 物流工程与技术 ， 【 1 】 刘永兵． 控机床的发展趋势[ J ] ． 考试周刊， 2 0 1 1 4 0 1 4 9 ． 2 0 1 1 1 1 4 3 4 4 ． 【 2 】 王政擞 控机床的历史、 现状与展望[ J ] ． 魅力中国， 2 0 1 1 4 [ 4 】 唐克岩． 我国数控机床产业发展现状与展望[ J ] ． 机床与液 3 8 8 ． 压， 2 0 1 2 3 1 4 5 1 4 7 ． Th e Cu r r e n t S i t u a t i o n a n d De v e l o p me n t Te n d e n c y 0 f NC M a c h i n e i n Ch i n a W U Li a n l i a n ． HUANG Ai - h u a J i ang x i P o l y t e c h n i c C o l l e g e ， P i n g x i a n g 3 3 7 0 5 5 ， C h i n a Ab s t r a c t NC ma c h i n e i s t h e fou n d a t i o n o f ma n u f a c t u r i n g i n d u s t r y a n d c a n g r e a t l y i n c r e a s e t h e p r o d u c t i v i t y o f ma n u f a c t u r i n g i n d u s t ry ．T h i s p a p e r o u t l i n e s t h e s t r u c t u r e o f NC ma c h i n e ， a n d a l s o e x p l a i n s d e v e l o p me n t a n d c u r r e n t s i t u a t i o n o f NC ma c h i n e ．I n t h i s p a p e r , t h e d e v e l o D me n t t e n d e n c y o f NC ma c h i n e i s i l l u s t r a t e d ． Mo r e o v e r t h i s p a p e r p r e s e n t s s o me me a s u r e s f o r d e v e l o p me n t o f NC ma c h i n e i n C h i n a ． Ke y wo r d s NC ma c h i n e ； c u r r e n t s i t u a t i o n ； d e v e l o p me n t t e n d e n c y 11 8