PLC和变频器在物料搅拌控制系统中的应用

　　0 前言

　　搅拌作为工艺过程的基础操作单元, 广泛应用于石油、化工、医药、食品、油漆、涂料等许多行业。但是, 由于这些行业中所用到的材料, 多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质, 以致于现场工作环境十分恶劣, 不适合人工现场操作; 另外生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠、工作效率高等特点, 这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。基于PLC 可靠性高、抗干扰能力强、系统的设计和建造工作量小、维护方便、容易改造的特点, 设计以PLC 作为控制核心, 结合变频器等完成物料搅拌的自动控制系统。图1为物料搅拌控制系统装置示意图。

　　1 搅拌系统各物料的控制方式

　　1.1固体物料A的给料控制方式与计量

　　1.1.1 物料A 的给料量控制

　　物料A 是一种粒度比较小的固体状物料, 在给料时要求给料控制设备能够根据用料量的大小来适时调节。给料电机1M要求通过变频调速适时改变喂料量的大小。

　　变频调速的原理: 变频器的功用是将频率固定的(通常为50H z) 交流电(三相或单相) 变成频率连续可调(多数为0~ 400 H z) 的三相交流电。

　　通常电机的同步转速由下式表示:

　　n0 = 60f /p ( 1)

　　式中 n0 ----转速, 通常称为同步转速;

　　f ----电流的频率;

　　p---- 旋转磁场的磁极对数。

　　当频率连续可调时(一般p 为定数) , 电动机的同步转速也连续可调。又电动机的转子转速总是比同步转速略低一些, 所以, 当同步转速连续可调时, 异步电动机因为异步转子的转速也是连续可调的。变频器就是通过改变电流的频率来使电动机调速的。

　　1.1.2 物料A的计量方式

　　采用压力传感器组成的电子皮带秤的计量方式进行物料A 的计量。

　　电子皮带秤是一种连续输送松散物料进行自动称量的专用仪表, 在我国各行各业得到了广泛的应用。当皮带输送物料时, 称量段上的物料重量通过皮带秤量拖辊载台作用于称重传感器, 称重传感器将重量转换成电信号(mV级), 送入运算器, 经过放大、滤波、A /D 转换变换成数字信号。装在回程皮带上的测速传感器把皮带运行的速度信号转换成脉冲信号, 送入运算器。运算器将两个信号进行积分运算, 从而得出物料的重量累计值并显示。运算器的计算方法一般有积分法和累加法两种数学模式。

　　1.1.3 给料与计量的配合控制

　　当物料A 下料落到电子皮带秤上时, 通过给电子皮带秤上的压力传感器确定一个物料量数值,然后通过物料下落到电子皮带秤上称得的数据与给定数值进行比较得到一个给料信号, 然后将这个给料信号传送到PLC 的A /D 模拟量模块中, 通过PLC 的D /A 模拟量模块来给给料电机1M 上的变频器一个控制信号, 通过这个控制信号来调节1M 电机的转速, 从而控制物料A 的给料的大小。最后由电子皮带秤将物料A 输送到搅拌器中。