专利名称：一种磨粉系统自动给料控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磨粉系统自动给料控制装置，尤其是一种基于PLC编程控制的自动给料控制装置。
背景技术：
原有的碳酸钙磨粉系统自动给料装置由主机智能电流表、风机智能电流表、给料变频器、变频器手动控制开关构成，如图2所示，自动给料装置是利用主机、风机智能电流表内部继电器的部分触点串联后，再串联一个手动控制开关SA，去控制给料螺旋变频器的点动端子X2，让变频器运行频率在“正常频率”(如设定为25HZ)与“点动频率”(如设定为 45HZ)之间不断变化，以此达到自动控制给料量的目的。当变频器点动端子回路(C0M-X2)断开时，变频器频率会在2-4秒内下降到“正常频率”(25HZ);反之，当点动端子接通时，变频器频率会在2-4秒内上升到“点动频率”(45HZ)。这样，给料速度的变化率太大，而这个变化率完全依赖于变频器内部“加速时间”及“减速时间”的数值，这两个数值设定得大一些，变化率会小些，但设置得过大，会造成变频器起动困难，而且在系统刚开机时，给料变频器要很长时间才达到预设的速度，主机会因此给料不足而发生产品白度下降，影响产品的质量。给料频率在短时间内幅度变化太大，给料量也跟着在短时间内大起大落，而磨粉系统需要相对比较稳定的给料量，才能让系统很好的工作，生产出高质量的产品。给料量波动大，对粉磨很不利，很难控制产品的质量。另外，对系统各种不同的状态，如塞机状态、空磨状态、原料短缺等状态都不能识别，也就不能对各种状态做出相应的控制及处理，经常会因此产生不合格品。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能正确响应外部电流、料位、主机运行等信号的，能精确控制给料变频器速度的磨粉系统自动给料控制装置。本装置除了能控制给料变频器夕卜，还能对磨粉系统的塞机状态、空磨状态、原料短缺等状态做出不同的响应及处理，同时给出声音、文字报警信息，提醒操作人员对系统设备进行及时的调整。在无人值守的自动运行状态下，磨粉系统异常时能按正确的顺序停止关键的设备，避免产生不合格品。本装置的控制参数都显示在文本显示器上，读取、设定都很直观方便。其技术方案是一种磨粉系统的自动给料控制装置，包括可编程控制器PLC、文本显示器、通讯电缆、主机智能电流表、风机智能电流表、给料螺旋变频器、扩展继电器、报警器、变频器手动控制开关。其特征是可编程控制器PLC用通讯电缆连接到文本显示器，主机智能电流表、风机智能电流表连接到可编程控制器PLC的输入端；可编程控制器PLC的输出继电器连接到给料螺旋变频器的“频率”控制端子，可编程控制器PLC的输出继电器通过变频器手动控制开关连接到给料螺旋变频器的“运行”控制端子，可编程控制器PLC的其他输出继电器连接报警器和扩展继电器。[0006]
以下结合
本实用新型自动给料控制装置的原理图3原料仓料位信号K1，输入到X7端，对原料短缺进行报警及延时停机控制；主机运行信号8KM，输入到XO端，在系统运行时，实现给料变频器与主机之间联锁，当主机有故障跳闸时，给料变频器立即停止，避免物料继续送入主机内而造成堵料；PLC的输出继电器YO接变频器“频率上升”X3端子，控制变频器的加速；Y1接变频器“频率下降”X4端子，控制变频器的减速；Y2串联开关SA后接变频器“运行”FOR端子，控制变频器的运行及停止。Y4通过继电器KA4，去控制报警电铃发声；Y5通过继电器KA5，去控制主机的停止；Y6通过继电器KA6，去控制风机的停止；Y7通过继电器KA7，去控制分级机的停止。变频器手动控制开关SA，可以手动控制变频器的运行或停止。如图3主机智能电流表I、风机智能电流表2的内部继电器触点KA1、KA2分别设定成主机运行电流控制值、风机运行电流控制值的上下限。KAl设定成上限控制值；KA2设定成下限控制值。 如图3可编程控制器5上有输入端子、输出端子(输出继电器)，有24V直流电源端子。输入端子用于输入电流表KA1、KA2组成的四个电流信号、原料仓料位信号Kl及主机运行信号8KM。输出继电器Y0-Y2用于控制变频器的加速、减速及运行停止。Y4-Y7通过外部扩展继电器KA4-KA7，控制报警及停止关键设备KA4用于接报警电铃，KA5用于异常时停止主机，KA6用于异常时停止风机，KA7用于异常时停止分级机。如图3文本显示器6，通过编程，制作成多幅“人机界面”，如图5-图9，可方便显示及设定各参数。如图3可编程控制器PLC的通讯电缆7，它可将PLC内的状态及数据传送给显示器，显示器上的数据及指令也可传送给PLC。如图3所示，在给料变频器3上先设定好工作频率上下限值(如设定为25HZ-45HZ)，设定好后，变频器的运行频率范围即成为25HZ_45HZ。设定变频器的“运行控制方式”为“端子控制”模式。如图3所示，变频器手动控制开关4的功用是手动控制“变频器3”的运行或停止。本自动给料控制装置的电路是如图3，主机智能电流表KAl接到Xl端，KA2接到X2端；风机智能电流表的KAl接到X3端，KA2接到X4端；原料仓料位信号Kl接到X7端；主机运行信号8KM接到XO端。PLC的输出继电器YO端接于给料变频器的“频率上升”X3端子，Yl接于“频率下降”X4端子，Y2串联开关SA后接于变频器的“运行”FOR端子上。Y4-Y7分别控制扩展继电器KA4-KA7。KA4触点用于控制报警电铃(图中未画)；KA5-KA7触点分别串联入图4电路中，用于控制主机、风机、分级机的停止。参照图4，KA5常闭辅助触点串联入由SB1、SB2、KMl组成的主机起停控制电路中，用于控制主机停止；KA6常闭辅助触点串联入由SB3、SB4、KM2组成的风机起停控制电路中，用于控制风机停止；KA7常闭辅助触点串联入由SB5、SB6、KM3组成的分级机起停控制电路中，用于控制分级机停止。通过对PLC编程，在图3、图4组成的装置及电路中，分别实现以下各功能变频器控制功能Y2输出，变频器即“运行”，Y2停止输出变频器即“停止”。YO输出并保持，变频器就不断加速，直到YO停止输出或已达到变频器的上限频率值；Yl输出并保持，变频器就不断减速，直到Yl停止输出或已达到变频器的下限频率值；对Y0、Y1输出时间长短的控制，也就是对给料变频器速度的控制。输出时间越长，变频器增加、减少的速度就越多，对变频器的调节幅度就越大。如Y0、Yl都无输出，变频器维持现有速度不变。对Y0、Y1的输出时间的控制，用PLC的内部定时器来实现。变频器频率上升、下降的变化率可控、可调，而且调节的参数都在显示器上，如图5、图6，读取、设定都非常方便。状态异常时自动处理及停机功能自动停机控制电路如图4所示，停机时序如图9所示。原料仓料位检测设定，如图8所示。原料仓缺料时，Kl闭合，X7接通，延时10秒给出报警信息，信息为“原料仓料少，请补充”，及时提醒操作人员补充原材料。在无原料可补充的情况下，延时20分钟(1200秒)，控制装置自动执行停机程序，避免产生不合格品，此时显示器显示“系统因缺料自动停机”。停机时，按图9所示的顺序及时间间隔逐台停止关键设备。即先断开PLC的Y2，停止给料变频器，延时65秒后Y5输出，KA5得电动作，图4的KA5触点断开，停止主机交流接触器。再延时10秒，Y6输出，KA6得电动作，图4的KA6触点断开，停止风机交流接触器。再延时60秒，Y7输出，KA7得电动作，图4的KA7触点断开，停止分级机交流接触器。其它设备不在控制范围之列，由操作员手动停止。“塞机”处理功能当主机电流、风机电流都低于下限值并维持了 60秒以上时，我们把它定义为“塞机”。所谓“塞机”是磨粉系统的一种不正常的过给料状态，即给料量远远超过了系统的承受量，此时产品粒度会偏小，白度会降低，时间稍长，产品就不合格了。塞机时，正确的操作应是完全停止给料，等待系统慢慢将主机内的物料磨空，系统会逐渐恢复正常。原自动给料装置在“塞机”时，根据上面的分析，仍然以其下限频率(25HZ)进行给料，会进一步加深“塞机”的程度，是非常不合理的。本装置在检测到“塞机”状态时，首先停止Y2的输出，让给料变频器完全停止下来，然后给出声音、文字(系统塞机了，请检查)报警信息，提醒操作人员进行相应的处理。等到系统脱离了“塞机”状态，自动输出Y2，恢复变频器的给料工作。“塞机”故障自动停机功能当“塞机”状态维持了 10分钟以上，我们认为系统本身已无力自行摆脱“塞机”状态并恢复正常，并且可能已经生产出了部分不合格品，此时必须停机，将产品隔离开来，避免发生质量事故。在无人值守生产时，塞机10分钟以上，本装置自动执行停机程序，(与上面提到的因缺料停机的过程相同)，并在显示器上显示“因塞机而停机，请隔离产品”。避免不合格产品混入合格的成品仓中。“空磨”自动停机功能当给料螺旋因机械原因，电机转动而螺旋不转不能向主机送料时，或因原料仓物料架空等原因不下料时，系统会越磨越空，最终导致产品不合格并加剧主机的磨损。本装置会根据主机、风机电流状况(主机电流低于下限、风机电流高于上限并维持了 5分钟以上，即认定为是空机状态)，空机时执行自动停机程序，停下关键设备并报警，避免不合格品的产生及防止主机磨损。停机过程与上面提到的因缺料停机的过程相同。相对现有传统的磨粉系统自动给料装置，本实用新型的优点是[0030]I、通过编程控制器PLC、文本显示器编程，本实用新型能够精确地控制给料变频器的速度，从而精确地控制整个磨粉生产系统的给料量，让系统更稳定的工作；2、报警器通过编程控制器PLC的控制和文本显示器编程，本实用新型能对整个磨粉生产系统各种不正常的运行状态进行声音、文字报警，具有丰富的报警功能；3、通过扩展继电器控制主机、风机和分级机的交流接触器，本实用新型能够自动应对、处理整个磨粉生产系统的各种异常状态，具有多种异常状态的处理功能，能有效地减少不合格品的产生，更有效地保证产品质量的稳定，提高了生产效率。
附图说明 图I是本实用新型的结构示意图；图2是原有的碳酸钙磨粉系统自动给料装置电路示意图；图3是本实用新型的电路示意图；图4是磨粉系统故障停机控制电路示意图；图5-图9是本PLC控制装置各“人机界面”画面示意图。图I中I为主机智能电流表；2为风机智能电流表；3为给料变频器；4为变频器手动控制开关；5为可编程控制器PLC ；6为文本显示器；7为通讯电缆；8为扩展继电器；9为报警器。图2中I为主机智能电流表；2为风机智能电流表；3为给料变频器；4为变频器手动控制开关。图3中I为主机智能电流表；2为风机智能电流表；3为给料变频器；4为变频器手动控制开关；5为可编程控制器PLC ；6为文本显示器；7为通讯电缆；8为扩展继电器。
具体实施方式
一种磨粉系统的自动给料控制装置，包括编程控制器PLC、文本显示器、通讯电缆、主机智能电流表、风机智能电流表、给料螺旋变频器、扩展继电器、报警器、变频器手动控制开关。整个装置如图I所示。本自动给料控制装置的制造方法是可编程控制器PLC用通讯电缆连接到文本显示器，主机智能电流表、风机智能电流表连接到可编程控制器PLC的输入端；可编程控制器PLC的输出继电器连接到给料螺旋变频器的“频率”控制端子，可编程控制器PLC的输出继电器通过串联变频器手动控制开关连接到给料螺旋变频器的“运行”控制端子，可编程控制器PLC的其他输出继电器连接报警器和扩展继电器。参照图3、图4，选用两个MDH8-RRAA5数显智能电流表作为主机智能电流表、风机智能电流表，将主机智能电流表I设定如下AL1 = 190A, AMl = H ；AL2 = 180A, AM2 = L。(控制电流范围180-190A。当主机电流小于180A时，KA2闭合、KAl断开；当主机电流大于190A时，KAl闭合、KA2断开)。将风机智能电流表2设定如下AL1 = 80A，AM1 = H ；AL2=79A，AM2 = L。(控制电流范围79_80A。当风机电流小于79A时，KA2闭合、KAl断开；当风机电流大于80A时，KAl闭合、KA2断开)。选用WIN-9G-3R7-T4微能变频器作为给料螺旋变频器3，设定如下F003 “运行控制方式”设定为“I :端子控制”;H)04 “频率给定方式选择”设定为“6 :端子控制上升/下降运行”;R)62“可编程端子X3输入功能选择”设定为“5 :上升/下降运行频率递增”;R)63“可编程端子X4输入功能选择”设定为“6 :上升/下降运行频率递减” ；F017 “上限频率”设定为45HZ，F018 “下限频率”设定为25HZ。可编程控制器PLC选用永宏FBs系列FBs_24MA，该PLC有14路输入X0X13，有10路输出Y0-Y9，有24V直流电源端子。文本显示器选用MD204LV4型。编程制作成如图5_图9的“人机界面”，参数值也设定成画面上的数据。通讯电缆选用FBS-232P0-9F-150 型。扩展继电器选用4个，如MY4N-J等型号。变频器手动控制开关选用SA。以上各种零部件组成如图3、图4所示的系统。如图3主机智能电流表I的KAl接Xl端，KA2接X2端；风机智能电流表2的KAl接X3端，KA2接X4端；原料仓料位信号Kl接X7端；主机运行信号8KM接XO端。PLC的输出继电器YO接给料变频器的“X3”端，Yl接给料变频器的“X4”端，Y2串联SA后接变频器的“FOR”端，PLC的CO、C2端与其身的24V电源负端、与变频器的COM端连接在一起，Y4-Y7分别控制扩展继电器KA4-KA7。KA4触点用于控制报警电铃；KA5常闭触点串联入由SB1、SB2、KM1组成的主机起停控制电路中，用于控制主机停止；KA6常闭触点串联入由SB3、SB4、KM2组成的风机起停控制电路中，用于控制风机停止；KA7常闭触点串联入由SB5、SB6、KM3组成的分级机起停控制电路中，用于控制分级机停止。按图3、图4所示接好线后，通过对PLC编程，对文本显示器编程，实现以下各功倉泛I、给料变频器运行控制功能对主机运行信号XO进行判断，XO闭合时，输出Y2，控制变频器运行。当XO断开或在塞机状态，断开Y2 ;因塞机、空磨、缺料延时停机时，也断开Y2。2、给料变频器速度控制功能当风机电流大于上限80A(KA1闭合X3接通)，且主机电流小于上限190A时(KAl断开，Xl不通)，达到了加速条件，控制YO按图4设定的时间输出(假设此时变频器的运行频率是30HZ):输出0. 2秒，变频器频率上升到31HZ，停止I. 00秒，再输出0.2秒，频率上升到32HZ，再停止I. 00秒。。。。。。不断重复，直到加速条件消失，这样就可控制变频器按上述规律进行不断加速，速度变化率由图5中的两个参数值来决定，通过调节这两个参数，即可改变、控制速度变化率；同理，当风机电流小于下限79A(KA2闭合X4接通)且主机电流大于下限180A时(KA2断开，X2不接通)，达到了减速条件，控制Yl按图5设定的时间输出(假设此时变频器的运行频率是40HZ):输出0.25秒，变频器频率下降到38. 7HZ，停止I. 00秒，再输出0. 25秒，频率下降到37HZ，再停止I. 00秒。。。。。。不断重复，直到减速条件消失，这样就可控制变频器按上述规律进行不断减速，速度变化率由图6中的两个参数值来决定，通过调节这两个参数，即可改变、控制速度变化率；当主机、风机电流都在设定范围内时，此时既不达到加速、也不达到减速条件，控制Y0、Yl都不输出，变频器维持现有速度不变，如维持在38HZ不变。3、“塞机”自动处理功能当主机、风机电流都小于下限(KA2闭合X2接通，KA2闭合X4接通)，我们把这一状态定义为“塞机”状态，用定时器对这一状态进行延时，当时间达到图7设定的“塞机延迟处理时间60秒”时，执行“塞机”处理程序暂停Y2输出，停止给料，直到摆脱塞机状态才重新输出Y2，给料恢复工作。或在塞机时，手动断开SA，停止给料，直到摆脱了塞机状态后，再闭合SA，恢复给料。当“塞机”状态维持了图7设定的“塞机延迟停止时间”600秒以上时，自动停止各关键设备按图9所示的顺序及时间间隔逐台停止关键设备。即先断开Y2，停止给料变频器，延时65秒后Y5输出，KA5得电动作，图4的KA5触点断开，停止主机接触器。再延时10秒，Y6输出，KA6得电动作，图4的KA6触点断开，停止风机接触器。再延时60秒，Y7输出，KA7得电动作，图4的KA7触点断开，停止分级机接触器。4、缺料报警及处理功能当原料仓缺料，Kl闭合X7接通时，延时超过图8中设定的时间，给出报警信息，在无原料可补充的情况下，延时20分钟(1200秒)，本控制装置自动执行停机程序，并在显示器上显示“系统因缺料自动停机”。停机过程与上面“塞机”停机过程相同。5、空磨自动停机功能当主机电流小于下限180A(X2接通)、风机电流大于上限 80A(X3接通)时，用定时器对这一状态进行延时，如延时5分钟以上，该状态不消失，即认定为是“空磨”状态，自动执行停机程序，停机过程与上面“塞机”停机过程相同。
权利要求1.一种磨粉系统的自动给料控制装置，包括可编程控制器PLC、文本显示器、通讯电缆、主机智能电流表、风机智能电流表、给料螺旋变频器、扩展继电器、报警器、变频器手动控制开关，其特征是可编程控制器PLC用通讯电缆连接到文本显示器，主机智能电流表、风机智能电流表连接到可编程控制器PLC的输入端；可编程控制器PLC的输出继电器连接到给料螺旋变频器的“频率”控制端子，可编程控制器PLC的输出继电器通过变频器手动控制开关连接到给料螺旋变频器的“运行”控制端子，可编程控制器PLC的其他输 出继电器连接报警器和扩展继电器。
专利摘要一种磨粉系统自动给料控制装置；本实用新型提供了一种基于PLC编程控制的自动给料控制装置，其技术方案是一种磨粉系统的自动给料控制装置，包括可编程控制器PLC、文本显示器、通讯电缆、主机智能电流表、风机智能电流表、给料螺旋变频器、扩展继电器、报警器、变频器手动控制开关。本实用新型能精确地控制整个磨粉生产系统的给料量，自动应对、处理整个磨粉生产系统的各种异常状态，有效地减少废次品，提高生产效率，适用于粉体加工企业的磨粉自动化控制系统。
文档编号B02C25/00GK202460810SQ201220081099
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者唐洋喜, 张小燕, 曾祥雄, 李奇洪, 蒙福华, 黄华彬 申请人:广西贺州市科隆粉体有限公司