一 散裝機(jī)的工作原理及控制流程

1 散裝機(jī)的組成結(jié)構(gòu)
SZ系列固定式水泥散裝機(jī)是由進(jìn)料接頭、伸縮下料套管散裝頭、下料錐斗、卷揚(yáng)裝置（包括松繩開關(guān)裝置、料滿控制器）、收塵系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、卸料閥、氣源閥、閘門等零部件組成。散裝機(jī)既可安裝在庫底也可安裝在庫側(cè)同相應(yīng)的卸料裝置配套使用。庫側(cè)散裝機(jī)使用時(shí)配備空氣輸送斜槽(含專用高壓離心風(fēng)機(jī))，庫底散裝機(jī)使用時(shí)配備短斜槽輸送部分(含專用高壓離心風(fēng)機(jī))，以適應(yīng)工藝布置的需要。

2 散裝機(jī)的原理及流程

水泥罐車抵達(dá)指定位置后，按控制裝置上的“下降”按鈕使散裝頭下降到罐車入料口進(jìn)入準(zhǔn)備裝料狀態(tài)。按“裝車”鈕進(jìn)行裝車。此時(shí)高壓離心風(fēng)機(jī)工作，使物料在打開卸料電磁閥后能順利通過輸送斜槽；同時(shí)氣源電磁閥打開，接通氣源；收塵風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，收塵電磁閥開啟驅(qū)使氣缸動(dòng)作推動(dòng)外殼內(nèi)翻板并使翻板處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)除塵電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存氣體，收塵系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)；同時(shí)料位風(fēng)機(jī)和活化灰風(fēng)機(jī)打開。0.5秒后卸料電磁閥開啟，驅(qū)使氣缸控制卸料閥門打開進(jìn)行裝料。裝載容器內(nèi)的含塵氣體通過伸縮套管中的夾層通道由收塵接口抽到配套的收塵器中，使含塵氣體吸附到布袋上，工作現(xiàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)無塵作業(yè)。當(dāng)物料裝到預(yù)先調(diào)定的高度或容器已經(jīng)裝滿時(shí)，裝載容器內(nèi)的物料會(huì)堵住散裝頭下方的風(fēng)管接頭，產(chǎn)生料滿報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉卸料電磁閥停止裝料。卸料電磁閥關(guān)閉1分鐘后活化灰風(fēng)機(jī)關(guān)閉，再過30秒后收塵風(fēng)機(jī)關(guān)閉，收塵電磁閥關(guān)閉，此時(shí)外殼內(nèi)翻板處于關(guān)閉狀態(tài)，除塵電磁閥打開清灰2~3分鐘左右自動(dòng)停止，料位風(fēng)機(jī)和高壓離心風(fēng)機(jī)停止，氣源停止。最后按“上升”鈕使散裝頭上升至預(yù)定位置。灌裝結(jié)束。

二 PLC控制的優(yōu)點(diǎn)

目前國內(nèi)水泥散裝機(jī)的電控部分大都是以大量的時(shí)間繼電器和中間繼電器組成的實(shí)序邏輯控制電路來控制各個(gè)閥門、電機(jī)的啟停時(shí)間和順序，在整個(gè)工作流程中各元器件動(dòng)作很頻繁，尤其是時(shí)間繼電器在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣的條件下更是容易損壞，故障率高。經(jīng)常造成裝車工作被迫中斷，降低了工作效率。而采用PLC控制系統(tǒng)則大大避免了上述問題。PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

2.1 控制方式
繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 而PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，方便快捷。
2.2 控制速度
繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級(jí)，嚴(yán)格同步，無抖動(dòng)。

2.3 延時(shí)控制
繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大。 PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。

2.4 上傳數(shù)據(jù)
現(xiàn)在水泥廠的自動(dòng)化程度越來越高，對(duì)設(shè)備DCS的要求也越來越高，因此在電氣方面我們要實(shí)現(xiàn)如下功能：
⑴能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)從開啟除塵器設(shè)備到水泥罐車裝滿的全過程。
⑵運(yùn)行過程中，能將各設(shè)備的運(yùn)行信號(hào)反饋到中控室。
⑶中控室接到備妥后可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停設(shè)備。
⑷停車狀態(tài)下，提供設(shè)備的備妥信號(hào)。
⑸運(yùn)行過程中若出現(xiàn)故障，可向中控室提供故障信號(hào)。
⑹實(shí)時(shí)監(jiān)控水泥罐車內(nèi)水泥的多少。

三 PLC控制的具體實(shí)現(xiàn)

基于以上幾點(diǎn)，我們選用德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200可編程序控制器作為控制核心，通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的運(yùn)行。

1 系統(tǒng)硬件組成
主要構(gòu)成如下：西門子S7-200系列CPU一臺(tái)、數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223一臺(tái)、模擬量擴(kuò)展模塊EM231一臺(tái)，我們將各個(gè)電機(jī)和閥門的狀態(tài)及控制信號(hào)接入PLC，由PLC對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行控制；EM231可接收罐車重量信號(hào)4-20mA電流信號(hào)。我們也可以將這些信號(hào)通過EM277模塊按照PROFIBUS-DP協(xié)議將系統(tǒng)連接到全廠PROFIBUS-DP總線上，將系統(tǒng)升級(jí)為一個(gè)PROFIBUS-DP從站，實(shí)現(xiàn)中控室對(duì)散裝車間的控制。

系統(tǒng)硬件組成示意圖如下：

2 系統(tǒng)軟件部分
主要通過對(duì)PLC編程來完成從站的控制。在程序設(shè)計(jì)中采用了5個(gè)定時(shí)器來分別控制各個(gè)電機(jī)及閥門的啟停時(shí)間和順序，定時(shí)器的時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行調(diào)整，以保證設(shè)備的精確運(yùn)行。采用了灌裝裝置啟動(dòng)標(biāo)志S1。S1置位，則表示灌裝機(jī)啟動(dòng)；而在灌裝機(jī)停機(jī)時(shí)，S1復(fù)位。同時(shí)各個(gè)電機(jī)及閥門的運(yùn)行互相也有一定的制約，保證散裝機(jī)的工作流程更加合理。在灌裝前，PLC接收各個(gè)檢測(cè)信號(hào)，都滿足條件后才能進(jìn)行灌裝。使用模塊EM277可輕松升級(jí)為PROFIBUS-DP從站，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與中控室間的通訊。
軟件流程圖如下：

四 結(jié)語

通過在多家水泥廠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用表明，水泥散裝機(jī)采用PLC控制后，該系統(tǒng)不但性能安全可靠、故障率低；而且操作簡(jiǎn)單、減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工人的作業(yè)環(huán)境，保證了設(shè)備的正常運(yùn)行，而且極大提高了包裝車間的自動(dòng)化程度。通過EM277將系統(tǒng)掛接到PROFIBUS-DP總線后，在中控室便可以直觀的看到各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，也可以通過上位機(jī)發(fā)布命令輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)散裝機(jī)的各種控制。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，在中控室就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，避免事故發(fā)生，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。該系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于水泥行業(yè)，對(duì)于其它細(xì)粉狀物料的灌裝亦有推廣應(yīng)用的前景。