应用PLC监控风机的运行.pdf

山西科技 2 0 0 3年第 4期 口实用技术S Y J S 应用 P L C监控风机 的运行 赵 宝林 敦 俊 安 摘要文章以三菱 F X 2系列P L C为例， 提 出了监控风机运行的方案。 关键词P I E风机故障报警 中图分类号 T U 8 3 4 ． 3 4文献标识码 A 文章编号l 0 o 4 _ 6 4 2 9 2 0 o 3 0 4 -7 l 0 2 在浮 玻璃生产线上， 冷却风机是必不可少的设备。风机 运行的正常与否， 直接影响着设备安全及产品质量的稳定。应 用 P L C 可编程控制器 监控风机运行是一种较好的方法。 一 、P I E的控制原理及线路设计 风机运转不正常的表现主要有两类 风机故障停车和风机 转速过低。造成风机停车的原因主要是电气部分的故障， 例如 电机烧坏、 保护回路动作和主回路及控制回路失电。对电气故 障的采样监控比较容易， 线路实现也很简单。当风机电机是由 变频器或软起动器驱动时， 由于此类驱动器本身带有故障报警 功能。 可将报警信号直接引入到 P L C中； 如果电机采用接触器 直接起动或降压起动时 ， 可将主接触器的辅助触点或控制回路 中关键继电器的常开 常闭 点作为 P L C的报警输入。上述方 法虽然较易实现， 但并不一定可靠。当风机由于机械传动故障 如皮带断裂脱落或联轴器断开等 造成风叶停转而电机依然 正常运行时， P L C便不能采集到报警信号了。由于风机故障停 车总要经历正常运转减速运转停止的过程 ， 因此， 对 风机的转速进行采样报警， 应该是最及时、 准确、 可靠的。 风机的额定转速一般是在 1 0 0 0 r ／ ra i n左右， 有些高速风机 转速可达 1 5 0 0 r ／ ra i n ， 如果风机的转速低于 6 0 0 r ／ ra i n ， 就可认为 该风机运转不正常。检测转速可以通过在风机皮带轮侧面安 装接近开关来实现。皮带轮每转 1 圈， 接近开关便发出若干个 脉冲。 定期计数脉冲密度， 并将计数值与设定值相比较， 便可判 断风机运转是否正常。 二、 监控系统的软件设计 F X 2系列 P L C除了基本指令、 步进指令外， 还具有丰富的 应用指令。F X 2的应用指令可分为 程序控制、 传送与比较、 数 据操作、 高速处理、 方便指令、 外部 I ／ O处理 、 外部功能块控制 等。在本系统中， 我们使用的是速度检测指令和比较指令。 速度检测指令的助记符、 格式见图 1 。 X o 【 S 1 ． 】【 s 2 】【 D’ 】 图 1 速度检测指令助记符与格式 * 工程师， 山西光华玻璃有限公司， O 3 O O 2 4太原 收稿 日期 2 0 0 3 0 42 3 [ s l ] 为指定计数脉冲输入点； [ ] 为指定计数 时间 瞄 ； [ D ] 为指定计数结果存放处。系统对转速反复计数， 则 脉冲密度 与转速 N成正比 可在[ D ] 读 出。[ D ] 占 3个元 件， 即 D o 、 D l 和 D 2 。D l 对 0 脉冲的上升沿计数， l O O m s 以后计 数结果存在 【 l D 中。当结果存入 【 l D 时， D 。 复位， 重新开始对 0 的脉冲计数， D 2 用来计算剩余时间。【 l D 与转速 N呈如下关系 D o N n t ／ 6 0 1 0 _ ’ 。式中 t 是[ ] 指定的计数时间 瞄 ， 本例 为 l I m s ； n是每转发出的脉冲数。 比较指令的助记符和格式见图2 。 【 S 1 ． 】【 s 2 ‘ 】【 D 】 图 2 比较指令的助记符与格式 C M P指令是将源[ s l ] 和[ ] 的数据作比较 ， 结果送到 目 标[ D ] 中。这里源数据作代数比较 如 一1 0D o的当前值时， M 0 接通； K 6 D o的当前值时， MI 接通 ； K 6 D o 的当前值时， M 2 接通。当执行条件 T lo 为 O F F时， C M P指 令不执行， M 0 、 Ml 、 M 2 的状态保持不变。 本文的实例中， 风机转速的下限为6 0 0 r ／ m i n ， 即l O r ／ s ， 速度 检测的计数时间设定为 l O O m s 。所以， 当风机以 6 0 0 r ／ ra i n的速 度运转时， l O O m s 的时间皮带轮刚好转过 1圈。一般的风机皮 带轮上有 6 个圆孔，利用接近开关来检测这些圆孔，则皮带 轮每转 1 圈，接近开关便发出6 个脉冲。因此 ， C M P指令中源 [ s 。 ] 的数据可设为 l 6 。 由于风机开始启动时转速较低， 为防止 P L C检测到启动转 速， 可以在程序中设置一个计时器 ， 将计时时间设定为 1 0 s 。风 机启动 l O s 以后， 转速已接近额定转速 ， 此时系统开始进行速 7l 一 H 维普资讯 口实用技术S Y J S 山西科技 2 0 0 3 年第 4 期 度检测和脉冲计数。又因为脉冲计数时间为 l O O m s ， 为防止脉 冲计数和数据比较在时间顺序上发生冲突， 可另设一计时器， 定时为 l O O m s 以后才进行数据比较 ， 从而保证了程序执行符合 逻辑顺序。 在上例中，可将 C M P指令中的目标 [ D ]中的 和 M 1 并联，接到同一个输出线圈 Y ，M 2 接到另一个线圈 Y 2 。即 当l 6 ≥ 时， 表明风机的转速低于6 0 0 r ／ ra i n ， M 0 或 M1 闭合， Y 1 动作， 声光报警回路接通， 显示故障报警； 当风机正常运转时， l 6 D o ， M 2 闭合， Y 2 动作， 显示运行正常； 当人为关机停车时， Y 1 ， 都不动作。 当 P L C仅监控 1 台风机时， 跳转指令可以设置为输出， 显 示风机停止。如果同时监控多台风机， 跳转指令可去执行下一 ■ 台风机的监控程序， 其余风机依此类推， 最后一台风机的跳转 指令可改为循环指令 ， 使P L C对多台风机进行循环监控。由于 硬件的限制， 三菱 F X 2系列 P L C最多可以同时监控 6台风机 。 在一般情况下， 已能满足生产需要。 三、 结束语 与传统方式相比， P I A 监控方式在可靠性、 灵敏性和安装 调试方面， 都具有明显的优越性。特别是当风机发生机械故 障， 而电气部分依然正常工作时， 仍能发出报警 ， 提醒值班人员 注意。由于 P L C的程序语言易于掌握 ， 调试也很简单， 只需将 外围线路和速度检测语句稍加改动， 这种监控方法就可以在其 它的电机拖动设备中推广应用。 Z h a o Ba o U n Du n J u n’ a n M ]k S TRAC T T a k i n g F X 2 a n d P IA a s t h e e x a mp l e s ， t h i s p a p e r p u t s f o r w a r d th e s c h e m e s o f s u per v i s o r y c o n t r o l o f th e f a n s l Y W OR DS P f a n f a u l t a k m t 1 ． - 量． - 量． - 量． - 量． - 量 _ 量． - 量 ． - 量． - 量． ． 量． - 量． - 量． - 量． - 量． - 量 上接第5 7页 导致损坏。二是保管时应防潮防热， 宜放在库 房高处即通风良好的地方， 不应放在潮湿不通风的房角或挤在 什么地方， 上面放上重物。三是定期加 电预热， 使电子管的真 空度提高。最好是库房电子管与机器上的电子管定期轮换使 用。这样既提高了电子管的真空度， 又减少了电子管电极的疲 劳， 提高了电子管寿命 。 七、 保持 电子管灯丝电压的稳定 电子管的工作过程要保持灯丝电压稳定在额定的范围内。 灯丝电压过高或过低， 对机器稳定和管子寿命都是不利的。一 般允许灯丝电压变化范围为额定电压的 5 ％。但如能把变化 范围控制在 - t- 1 ％内对延长电子管寿命更为有利， 所以值班员 应特别注意灯丝电压值 ， 不应以总电源表为准， 而应以灯丝电 压表为准。各类型电子管的阴极灯丝电压根据不同类型应分 别掌握 1 、 一般直热式氧化物阴极的灯丝电压允许变化 -t- 5 ％ 如灯丝电压过高或过低会使阴极电子发射不足 ， 则阴极附 近空间电荷密度较小 ， 不能充分保护阴极， 而使阴极受到气体 离子的轰击而损坏 ， 氧化物层里的金属钡也由于温度过低而不 能迅速扩散出来造成阴极损坏。反之在灯丝电压过高时 ， 会使 大量钡原子蒸发。这些因素都会使阴极发射效率迅速降低 ， 缩 短阴极寿命。 2 、 碳化钍钨阴极 碳化钍钨阴极允许灯丝电压变化范围为 - t-5 ％。原则上 要按规定灯丝电压使用。灯丝电压过高， 阴极里的钍原子会很 快地蒸发掉， 影响寿命。如果长期超过 - t- 5 ％使用， 寿命会下降 3 ～5倍； 灯丝电压过低时电子发射不足和阴极受气体离子破 坏现象 ， 与氧化物阴极情况相似。 3 、 纯钨 阴极 纯钨阴极的寿命和效率取决于它的工作温度， 灯丝电压低 温度则低 ， 效率低使用寿命长 ， 反之效率高寿命短。为延长灯 丝寿命 ， 一般不超过规定电压使用。在额定值以外灯丝电压超 过 1 ％， 管子寿命降低 1 0 ％。如电子管工作有余量， 在保证机 器稳定和技术指标正常情况下 ， 降低灯丝电压 5 ％使用 ， 可延 长寿命一倍以上。 大功率电子管长期使用可使阴流下降， 适当提高灯丝电 压， 还是可以继续工作的。这是因为灯丝电压高时， 加大了灯 丝电流， 阴极发射电子就会增高， 但使用时间不会太长。目前 各台经费不足， 通过提高灯丝电压可延长电子管的使用时间， 有一定的经济效益。 Us a g e ．a n d M a l n t e n a n c e o f Hi g h Po we r El e c t r o n i c Tu b e W a n g J i f a A BS r RA CI I n o r d e r t o p r o l o n g th e o a a n g l i f e o f h i g h p o w e r e l e c t r o n i c t u b e a n d i n c r e a s e e c o n o m i c b e n e f i t ， t h i s p a p e r p u t s f o r w a r d r e q u i r e m e n t s ， m e t h o d s a n d n o t a b l e m a t t e r s f o r th e u s a g e a n d m a i n t e n a n c e o f hi gh pow e r e l e e t r o t t e t u be． KE Y W ORDSd i r e c t l y h e a t e d t y p e o x i d e c o a t e d c a tho d e tho r i a t e d t u n g s t e n [1 o d e 7 2 维普资讯