6ES7231-7PC22-0XA0产品型号
1.前言
1250离心机是立式刮刀卸料自动过滤离心机，主要用于固相为颗粒状悬浮物料固液相分离，也可用于纤维状物料固液相分离。矿物、环保、医药、化工等行业中广泛应用。目前多数离心机仍由继电器控制，采用有级调速，离心机工作转速调节单一、设备故障率较高，生产效率低下。为克服这些问题，我们对制药厂1250离心机电控系统进行技术改造，采用PLC控制和变频器调速，该系统自动化程度高、稳定性好，运行可靠，现已成功应用于多家制药厂。
2.系统原理
离心机工作原理是将待分离物料经进料管送入高速旋转离心机转鼓内，离心机力场作用下，物料滤布(滤网)实现过滤，液相经出液管排出，固相则截留转鼓内，待转鼓内滤饼达到机器规定装料量，停止装料，对滤饼进行洗涤，将洗涤液滤出，达到分离要求后，离心机低速运转，刮刀装置动作，将滤饼刮下，完成一次工作循环。图1为1250离心机结构图。
离心机离心工艺过程：1）进料：当变频器速度达到20Hz时，打开进料阀、料层检测阀，当检测到料层满时，关闭进料阀并延时10S，料层满信号消失打开进料阀连续执行上述动作2次。2）离心：当第三次料满信号产生时，关闭进料阀变频器升速至50Hz进行高速分离，离心时间可由触摸屏设置，时间到后变频器降速至40Hz。3）清洗甩干：打开清洗阀进行清洗，清洗时间、暂停时间和清洗次数所分离药物品种由触摸屏设置。清洗工艺完成后进入甩干过程，变频器升至50Hz，甩干时间由触摸屏设置。时间到后进入卸料状态。4）卸料：甩干后料层过厚，刮刀采用分段定时旋转卸料，即刮刀旋转（时间可设置）→停2秒 → 刮刀下降（下降高度可设置），重复上述动作，直至后一次刮刀下降至下限感器动作，上升到顶部至上限位停止动作。
3 系统设计
3．1硬件设计
系统采用三菱公司FX2N-40MR型可编程序控制器（PLC）控制，当程序设定好后可进行无人看护自动化操作或选择手动控制，并对加料、初过滤、洗涤、精过滤、卸料等进行全过程监护。离心机调速采用PLC+D/A模块、变频器进行调速，电压（0-10V）来控制变频器频率，变频器采用德国伦茨公司EVF系列变频器，功率22KW。触摸屏采用EASYVIEW5.7英寸4灰度触摸屏。
PLC共有20个输入点，15个输出点。图2为PLC外部硬件配置图。控制系统主回路及变频器外部接线如图3所示。
其中为消抖防信号干扰，输入点X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20分别经4个隔离栅接入PLC输入
3．2软件设计
编程采用编程软件MELSECMEDOC软件包，它基于个人计算机，适用于三菱公司PLC用户程序编制和监控，SC-09RS232/RS422接口与PLC编程口相连，可用梯形图或指令编程。本系统PLC梯形图程序控制要求采用STL和SET步进指令编制。主要有初始化设定，进料、分离、清洗、甩干控制程序、自动控制程序等。程序设计中采取安全保护有:转速检测，过振动保护，开盖保护，电机过载过热保护，刮刀旋转，升降机械电气双重控制，刮刀与转鼓联动锁定。程序流程图4所示。
4.结束语
该系统多家药厂现场运行，结果令人满意各项指标满足现场技术要求。系统启动平稳，分离因数可调，操作简洁方便，自改造投入运行以来，运行稳定调速方便，免维护，为现场操作人员创造了一个高效率工作环境，实现了1250离心机较为先进控制技术。
在高线连轧系统中，由于是连续轧制，且轧制速度较高，相邻机架间物料所受的张力必须得到有效的控制，以保证轧制过程的顺利进行以及得到较好的产品尺寸。而活套控制是一种目前在高线轧制控制中应用较为广泛且较为重要的控制手段。文章重点介绍某中薄板轧制控制系统中自动活套控制系统的PLC系统构成及组态画面，以帮助解决现场实际应用中遇到的问题。
可编程控制器（PLC）是近20年发展起来的新一代工业控制装置，其初是为了取代继电器控制系统而发明，多用顺序逻辑控制中，如：活套控制、高炉上料、电梯控制、货物存取等；随着PLC技术的不断发展，现已能实现对模拟量的控制，应用于各种闭环过程控制中及构成DCS。美国AB公司是一家的PLC制造厂家，生产MicroLogix、SLC500、PLC5、ControlLogix等多种型号、不同档次的产品，有较高的市场占有率。SLC500可编程控制器是其生产的一个不断完善的中小型可编程控制器系列，具有功能强大、处理快速的处理器，较大的存储容量（多可达64K字）和丰富的指令集，能实现多种控制任务；处理器自带多种类型的通讯接口：RS-232、DH-485、DH+、Ethernet，可实现远程控制及与上位机的远程通讯；深受工业控制领域的青睐。
2 系统原理
该活套控制系统主要由人机接口HMI监控、PLC过程控制以及AB变频器组三个部分构成，如图1所示。上位机RSVIEW组态软件主要用于系统的监控及动画显示；1756－L63完成逻辑控制及对变频器组的活套计算。
图1 系统原理
在1756 PLC中主要是进行各个活套之间的计算，图2所示为以某一活套的具体控制原理。其中：
（1）活套角度(A)：来自活套位置传感器(0-50°);
（2）平衡力函数： 为COS(A)×10;
（3）张力函数： 为33×((SIN(1.4×A)-SIN(0.64×A)-0.107);
（4）平衡力设定值：来自手动或自动设定值[相当于：7.8×大厚度×大宽度× 机架间距>;
（5）张力设定值：来自手动或自动设定值[相当于：大单位面积张力×大厚度×大宽度>;
（6）平衡力系数：使平衡力分量在活套角度(A)= 0度时,平衡力设定值=时,电机转矩为.427(Kg.m),相当于电枢电流117%;
（7） 张力系数：使张力分量在活套角度(A)= 50度时, 张力设定值=时，电机转矩为765(Kg.m),相当于电枢电流210%;
（8）加法器：把平衡力分量和张力分量相加;
（9）限幅器：限制大电枢电流为200%;
（10）活套臂平衡力：在平衡力设定值=0, 张力设定值=0时改变活套臂平衡力使活套臂平衡。
图2 活套计算公式
3 RSVIEW画面组态
RSView是RockWellSoftWare公司的组态软件，它提供集成的、组态化的人机接口，广泛的用来监视和控制自动化设备和过程。它除了可以方便的与ALLEN-BRADLEY PLC进行无缝的结合应用，也可以通过使用OPC的通讯方式与其它公司的设备进行连接。而ODBC(OpenDatabaseConnectivity开放式数据库互连)则是由微软推出的工业标准，一种开放的独立于厂商的API应用程序接口，可以跨平台访问各种个人计算机、小型机以及主机系统。ODBC作为一个工业标准，绝大多数数据库厂商都为自己的产品提供了ODBC接口或提供了ODBC支持，这其中就包括常用的SQLSERVER、ORACLE、INbbbbIX等。
本系统中活套设定画面采用RSVIEW编写，其中主画面如图3所示。
图3 活套设定主画面
本画面主要包括四个部分：
（1）活套运行方式选择，点击L1～L6切换状态（AUTO、SEMI、MAN、STOP），选择AUTO时表示活套张力平衡重由上位机设定(上位机投入时)；若没有上位机设定时各活套必须选择为SEMI（半自动设定）方式，选择MAN方式表示仅在停车时靠手动起套，启车后不自动起套（不推荐使用），选择STOP时表示本活套不起套（相应的，本活套的套高闭环也不会投入）。
（2）套高设定区：行为设定值输入,设定值为活套要求高度（角度）,每次输入后按回车键(Enter)确认,都设定完毕后请按画面上确定按钮.看第二行设定反馈值是否已经显示为要求值,如果不是,请重新在行设定并按确定按钮.第三行为当前活套高度反馈值显示，与其他画面同。
（3）张力平衡重设定区：由于张力平衡重是靠带钢厚度宽度张力值等计算得来的,每次换规格都要进行重新设定L1~L6对应的分别是出口厚度分别是F1~F6的出口厚度,输入厚度单位为10um，比如F1出口厚度为16.4，请输入1640。输入后请按回车确认。带钢宽度单位为0.1mm，比如轧450mm宽的带钢，请输入4500。输入后按回车确认。带钢张力设定值单位为0.1Mp，比如3.0Mpa，请输入30，输入后按回车确认。平衡力设定（%）及张力设定（%）为程序中经过运算所得出的平衡立及张力百分比。
（4）画面的后两行是起套瞬间电流限幅（一般可不必更改，但必须保证同本画面上所给数值接近）和由张力平衡重给定计算出的电流限幅给定值，不可更改。
（5）画面切换区，功能同其它画面。
4 结束语
在本系统中，制作监控系统的关键是设置与PLC的通信和建立数据库，RSView提供的OPC通信设置十分方便易行，PLC数据库导入功能，大大减小了建库的工作量，足见该软件的实用性。而对PLC控制算法而言，了解活套工艺是必不可少的。
sfc chart是顺序功能图(sequential function chart)的简写，sfcchart有16种状态，如下图1所示：
图1 sfc chart状态结构图
·稳定状态：需要通过事件触发才会退出该状态，包括：ready、run、completed、aborted、stopped、held、held（error）
·非稳定状态：不需要事件触发，顺控程序执行完之后会自动退出该状态，包括：starting、completing、error（completing）、holding、error、resuming、resuming（error）、aborting、stopping
注：
ready状态也称为idle，abort命令也称为cancel
· 图中黑色细线表示顺控程序会在处理完毕之后会自动转入下一个状态，例如startingàrun，holdingàheld等
·图中黑色粗线表示事件触发，即状态改变需要事件触发，例如readyàrun需要start命令。事件可以是命令、条件、外部信号、内部信号。sfcchart的命令窗口如下图2所示：
图2 sfc chart的命令窗口
sfc chart简单的状态变化如下：
1) sfc chart初始状态为idle，start命令将sfc chart从“idle”转换到“starting”状态。
2) “starting”状态下的顺控程序执行完成后，sfc chart会自动进入”run”状态。
3) “run”状态的改变受selfcomp参数影响。selfcomp=1时，”run”状态的顺控程序执行完成后sfcchart会自动进入“completing”状态；selfcomp=0时，需要complete命令才能使sfcchart由“run”状态转换到“completing”状态。
4) “completing”状态的顺控程序执行完成后，sfc chart会自动进入“completed”状态，
5) sfc chart会稳定在“completed”状态，直到受到新的事件触发，例如“reset”命令会使sfcchart回到“idle”状态；start命令会使sfc chart回到“starting“状态。