基于PLC處理化工行業(yè)中固體投料的一種設(shè)想

1、一、化工行業(yè)自動化現(xiàn)況及面臨的一個問題在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。隨著工業(yè)控制的發(fā)展DCS、PLC、單片機日益得到廣泛的應(yīng)用，尤其在化工行業(yè)運用自動化設(shè)備后人工的勞動強度和人身安全都得到了一定的保障。目前市面上化工行業(yè)的自控主要集中在DCS和PLC領(lǐng)域，而且面臨著一個嚴(yán)峻的問題就是如何處理固體投料。在此問題上電力行業(yè)的處理方法是將固體通過皮帶傳送到目的地，此方法的前提是目的地的入口必須滿足傳送皮帶上料、卸料的要求，換句話說燃煤鍋爐的入煤口和皮帶傳送之間需配套，而且鍋爐和皮帶的體積都非常大，不適合化工

2、行業(yè)中反應(yīng)釜、計量罐等容器的投料要求。二、基于上述問題提出的一個設(shè)想在此前提下我認(rèn)為運用機械手進(jìn)行投料可以完成此項工作，機械手可以再有限空間內(nèi)進(jìn)行抓、搬、放等動作，而且只要參數(shù)設(shè)定正確其精度也可保證，并可根據(jù)工況的變化改變運動方式中的相關(guān)參數(shù)。具體設(shè)想如下：機械手的所有動作均采用電控制、氣壓驅(qū)動。它的上升/下降、左移/右移和左旋轉(zhuǎn)/右旋轉(zhuǎn)均采用雙線圈雙位電磁閥推動氣壓缸完成。機械手的動作轉(zhuǎn)換依靠限位開關(guān)來控制并且按照一定的順序動作。在機械手運動的過程中會安裝檢測燈來檢測其運動的啟停。本設(shè)計所用機械部件有模擬機械手爪，電氣方面有可編程控制器（PLC）、開關(guān)電源、電磁閥、等部件。按鈕發(fā)出兩路脈沖到

3、機械手驅(qū)動，控制它的前后移動由氣動閥Y4控制，左右移動由氣動閥Y5控制，左右旋轉(zhuǎn)由氣動閥Y6控制，夾緊和放松由氣動閥Y7控制，另外還有啟動和停止兩個按鈕。機械手自動完成全部動作。當(dāng)按下啟動按鈕時，機械手從原點開始前進(jìn)，前進(jìn)到底時，碰到前限位開關(guān)，前進(jìn)停止。同時接通定時器，機械手開始上升工件，定時結(jié)束，上升完成。機械手左旋，左旋到頂時，碰到左限位開關(guān)，左旋停止。機械手夾緊，夾緊碰到夾緊限位開關(guān)時，夾緊停止。機械手下降，下降到底，碰到下限位開關(guān)時，下降停止。同時接通定時器，機械手放松工件，定時結(jié)束，工件已松開。機械手后退，后退到頂碰到后退限位開關(guān)時，后退停止。于是機械手動作的一個周期結(jié)束。三、設(shè)想

4、的原理1機械手在原始位置時（右旋到位）動作，按下啟動按鈕，機械手臂開始上升，機械手放松，機械手開始前進(jìn)。2機械手上升到上限位置，狀態(tài)開關(guān)動作，上升動作結(jié)束，機械手開始左旋。3機械手左旋到左限位置，狀態(tài)開關(guān)動作，左旋動作結(jié)束，機械手開始抓緊。4機械手抓緊到抓緊位置，狀態(tài)開關(guān)動作，抓緊動作結(jié)束，機械手開始右旋。5機械手開始右旋，狀態(tài)開關(guān)動作，抓緊動作結(jié)束，機械手開始下降。6機械手下升到下降位置，狀態(tài)開關(guān)動作，下降動作結(jié)束，機械手開始后退。7機械手右旋到右限位置，狀態(tài)開關(guān)動作，右旋動作結(jié)束，機械手開始下降。8機械手后退到后退位置，機械手開始放松，一個工作循環(huán)過程完畢。9機械手的工作方式為：單步。機械

5、手的動作順序如下：機械手初始位置是后退、下降、逆時針旋轉(zhuǎn)均到底部，機械手成放松狀態(tài)。當(dāng)按下啟動按鈕后，機械手開始前進(jìn)，前進(jìn)到底碰到限位開關(guān)，前進(jìn)動作停止，機械手開始上升，上升到頂端，碰到限位開關(guān)，上升動作停止，機械手開始執(zhí)行順時針旋轉(zhuǎn)動作，順時針旋轉(zhuǎn)到底，碰到限位開關(guān)，旋轉(zhuǎn)動作停止，機械手開始執(zhí)行夾緊動作，碰到限位開關(guān)，夾緊動作停止，機械手開始執(zhí)行逆時針旋轉(zhuǎn)，逆時針旋轉(zhuǎn)到底，碰到限位開關(guān)，逆時針旋轉(zhuǎn)動作停止，機械手開始下降，下降到底部時，碰到限位開關(guān)，下降動作停止，機械手執(zhí)行后退動作，碰到限位開關(guān)，后退停止，機械手放松，此時回到初始位置， 一個周期動作完成。具體流程圖如下：四、具體步驟1.點數(shù)

6、分配表如下輸入輸出器件代號地址表功能說明器件代號地址表功能說明開關(guān)10啟動按鈕SQ11手臂前進(jìn)移動氣缸開關(guān)JQ4Y4手臂左移SQ22手臂后退移動氣缸開關(guān)手臂右移SQ33手臂向下移動氣缸開關(guān)JQ5Y5手臂上升SQ44手臂向上移動氣缸開關(guān)手臂下降SQ55手臂順時針旋轉(zhuǎn)氣缸開關(guān)JQ6Y6逆時針旋轉(zhuǎn)SQ66手臂逆時針旋轉(zhuǎn)氣缸開關(guān)順時針旋轉(zhuǎn)SQ77機械手放松氣缸開關(guān)JQ7Y7夾緊SQ810機械手夾緊氣缸開關(guān)放松開關(guān)211停止按鈕2.接線圖如下：X1 Y4X2 X3 Y5X4X5 Y6X6X7 Y7X10X0 地址表 COM1 X11 COM224VKA4KA5KA6KA7PLC前進(jìn)后退上升下降左旋右旋加

7、緊放松啟動停止3.梯形圖如下：4.指令表如下：0LD X001 ；后退限位1AND X003 ；下限位2AND X006 ；逆時針旋轉(zhuǎn)限位3AND X007 ；放松狀態(tài)4OUT M105LDI M16ANI M27ANI M38ANI M49ANI M510ANI M611ANI M712ANI M813OUT M1114LD M1115AND M1016OR M817OUT M0 ；初始化18LD M019AND X00020LD M121AND T0 ；啟動22ORB23LD M224AND X002 ；前進(jìn)限位行程開關(guān)25AND T126ORB 27LD M328AND X004 ；上限

8、位行程開關(guān)29AND T230ORB31LD M432AND X005 ；順時針旋轉(zhuǎn)行程開關(guān)33AND T334ORB35LD M536AND X010 ；夾緊行程開關(guān)37AND T438ORB39LD M640AND X006 ；逆時針旋轉(zhuǎn)行程開關(guān)41AND T542ORB43LDM744AND X003 ；下限位行程開關(guān)45AND T646ORB47LD M848AND X007 ；放松行程開關(guān)49AND T750ORB51OR T7 ；循環(huán)52 SFTL M0 M1 K8 K1 ；移位 K8指定bit元件長指定移位bit數(shù)61LD M162SET Y004 ；前進(jìn)63OUT T0 K50

9、 ；計時5秒66LD M267SET Y005 ；上升68OUT T1 K50 ；計時5秒71LD M372SET Y006 ；順時針旋轉(zhuǎn)73 OUT T2 K50 ；計時5秒76LDM4 77SET Y007 ；夾緊78OUT T3 K50 ；計時5秒81LD M5 82RST Y006 ；逆時針旋轉(zhuǎn)83OUT T4 K50 ；計時5秒86LD M687RST Y005 ；下降88OUT T5 K50 ；計時5秒91LD M7 92RST Y004 ；后退93OUT T3 K50 ；計時5秒96 LD M8 97 RST Y007 ；放松98OUT T4 K50 ；計時5秒101LD X01

10、1102ZRST M0 M8107ZRST Y004 Y007112END5.調(diào)試步驟1.對于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)流程圖，用以清楚的表明動作的順序和條件。2.設(shè)計梯形圖。這是程序設(shè)計的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計的實踐經(jīng)驗。3.將程序輸入到PLC的用戶存儲器，并查找程序是否正確。4.對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。6.調(diào)試過程中注意事項1.數(shù)據(jù)線與計算機的接口必須要與軟件的端口設(shè)置保持匹配，否則運行會產(chǎn)生通信錯誤的問題。本設(shè)計中采用的是COM4端口。2.連接PLC上的輸入輸出端口對應(yīng)的動作必須與程序中的輸入輸

11、出點的定義保動作持一致，本設(shè)計中輸入端口X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10分別定義為前進(jìn)、后退、下移、上移、順時針旋轉(zhuǎn)、逆時針旋轉(zhuǎn)、放松、夾緊的動作，X0為啟動按鈕，X11為停止按鈕。輸出端JQ4、JQ5、JQ6、JQ7分別代表機械手左/右移、上/下移、順時針/逆時針旋轉(zhuǎn)、夾/放物的動作。3.連接PLC時，要清楚PLC的供電電壓是多少伏，如果實際電壓小于供電電壓則不能運行，PLC上的Power燈就不會亮；如果實際電壓大于供電電壓，則PLC有可能會被燒壞。4.端口接線一定要牢固。五、總結(jié)1.化工行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場千變?nèi)f化具體工藝需要具體分析其控制方式，沒有一種方案能適用于所有工藝，這就需要工控人努力掌握本行業(yè)中各種產(chǎn)品的具體參數(shù)。2.我的這個設(shè)想受很多條件的限制，個人認(rèn)為還很不成熟，比