小型玉米初加工廠控制系統(tǒng)改進(jìn)

李國印，黃 威*

（1.海寧美景海綿有限公司;浙江 海寧 314400;2.河南工學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453003）

目前國內(nèi)一般小型的玉米初加工廠設(shè)備控制較簡單，很多都是斷路器直接控制，不但不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的順序開停，而且設(shè)備操作相對比較繁瑣又有很大的觸電風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)作業(yè)過程中也很容易出現(xiàn)糧食從緩沖倉冒出、皮帶機(jī)被糧食堵死的情況，總體設(shè)備使用故障率較高，使用效率偏低，因此對玉米加工廠的控制改造就顯得非常有意義。

1 存在的問題

某玉米加工廠年加工玉米約1萬t左右，以前很多設(shè)備都是通過配電箱中的斷路器或接觸器控制，控制比較簡單，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)順序啟動(dòng)、自動(dòng)逆序停止功能，總體自動(dòng)化程度不高，設(shè)備故障率和設(shè)備的使用效率偏低，不能有效地保證公司生產(chǎn)線正常運(yùn)行及設(shè)備的產(chǎn)能正常發(fā)揮，嚴(yán)重阻礙了加工廠的健康發(fā)展，因此考慮采用PLC對該工廠的設(shè)備控制系統(tǒng)進(jìn)行升級，提高設(shè)備的可操作性、安全性和連續(xù)化生產(chǎn)要求，對提高該加工廠產(chǎn)能降低設(shè)備維護(hù)成本具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

2 改造方案及實(shí)施

綜合考慮進(jìn)糧設(shè)備的控制我們選用西門子LOGO A6控制器，出糧設(shè)備的控制選用三菱可編程控制器FX-3GA PLC實(shí)現(xiàn)玉米從進(jìn)糧入倉到出糧進(jìn)入打包機(jī)的全部自動(dòng)化程序控制。

2.1 生產(chǎn)工藝流程圖

玉米進(jìn)糧及出糧工藝流程圖見圖1。

圖1 玉米進(jìn)糧及出糧工藝流程圖

2.2 設(shè)計(jì)實(shí)施

2.2.1 進(jìn)糧控制系統(tǒng)

（1）開機(jī)順序進(jìn)糧選一號原料倉時(shí)：電動(dòng)閘門→吸風(fēng)風(fēng)機(jī)→刮板機(jī)→進(jìn)糧提升機(jī)→進(jìn)糧入原料倉，設(shè)備啟動(dòng)間隔時(shí)間10 s。

（2）進(jìn)糧選二號原料倉時(shí)電動(dòng)閘門關(guān)閉，其它設(shè)備同上。

（3）關(guān)機(jī)順序：進(jìn)糧停止→提升機(jī)→刮板機(jī)→電動(dòng)閘門。

（4）高料位器（阻旋式）顯示料滿報(bào)警（旋轉(zhuǎn)警報(bào)器），不停設(shè)備。低料位器顯示料少報(bào)警指示燈亮。

（5）總控制柜里增加一個(gè)總斷路器250 A，打包總電柜增加1個(gè)分?jǐn)嗦菲?60 A，另外增加智能電表1個(gè)、互感器250/5三個(gè)。

2.2.2 出糧控制系統(tǒng)

（1）一號打包機(jī)高料位器燈亮?xí)r振動(dòng)篩上氣動(dòng)閘門關(guān)閉，倉下氣動(dòng)閘門關(guān)閉一半，可以手動(dòng)控制倉下閘門選一號倉或者二號倉。

（2）二號打包機(jī)高料位器燈亮?xí)r刮板機(jī)上氣動(dòng)閘門關(guān)閉，倉下氣動(dòng)閘門關(guān)閉一半，可以手動(dòng)控制倉下閘門選一號倉或者二號倉。

（3）提升機(jī)下緩沖倉料位器燈亮?xí)r倉下氣動(dòng)閘門全部關(guān)閉，然后延時(shí)10 min左右（時(shí)間可調(diào)整）關(guān)閉刮板機(jī)。

（4）每個(gè)設(shè)備要有運(yùn)行指示燈，并另設(shè)手動(dòng)開關(guān)按鈕。

（5）開機(jī)順序：一號打包機(jī)→吸風(fēng)風(fēng)機(jī)→振動(dòng)篩（出雜，振動(dòng)、擺動(dòng)，吸風(fēng)）→氣動(dòng)閘門→提升機(jī)→刮板機(jī)→原料倉下閘門，每個(gè)開機(jī)順序間隔10 s左右，關(guān)機(jī)反之。

二號打包機(jī)→吸風(fēng)風(fēng)機(jī)→刮板機(jī)→氣動(dòng)閘門→提升機(jī)→刮板機(jī)→原料倉下閘門，每個(gè)開機(jī)順序間隔10 s左右。停機(jī)反之。

（6）打包機(jī)自帶料位器儀表輸出信號燈。

（7）選擇單倉時(shí)，如果打包機(jī)上高料位燈亮?xí)r，關(guān)閉倉下兩個(gè)閥門。

（8）緩沖倉高料位時(shí)，原料倉下面閥門全部關(guān)閉，延時(shí)30 s后，倉下刮板機(jī)停止運(yùn)行。

2.2.3 電氣原理圖

玉米進(jìn)糧改進(jìn)控制原理圖見圖2。玉米出糧改進(jìn)PLC控制接線見圖3。

圖2 進(jìn)糧西門子LOGO控制原理圖及程序

圖3 出糧PLC控制接線圖

3 效率分析

改進(jìn)前皮帶機(jī)等設(shè)備開停機(jī)都靠空氣開關(guān)控制，有時(shí)候玉米縫包機(jī)出現(xiàn)故障，或是工人的打包速度慢了、皮帶機(jī)忘記關(guān)了都會(huì)出現(xiàn)打包機(jī)緩沖倉冒倉的情況，現(xiàn)在通過在打包機(jī)上增加一個(gè)大點(diǎn)的緩沖倉用料位器控制原料倉下啟動(dòng)閥門，緩沖倉高料位時(shí)關(guān)閉原料倉下閥門，緩沖倉低料位時(shí)打開倉下閥門等程序改進(jìn)控制措施，有效地減少了糧食的冒倉次數(shù)，提高了設(shè)備的使用率和連續(xù)生產(chǎn)效率，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)每年節(jié)省設(shè)備維修費(fèi)用和電費(fèi)約5萬元。

4 結(jié)語

通過對進(jìn)倉控制系統(tǒng)和玉米倉出倉控制系統(tǒng)PLC控制改進(jìn)和在打包機(jī)上增加大的緩沖倉后，有效減少了異常情況下玉米的冒倉次數(shù)，同時(shí)增加了工藝設(shè)備的可操作性和設(shè)備工作的連續(xù)性，極大程度降低了設(shè)備的故障率，有效保證了該加工廠玉米初加工的產(chǎn)能，對提高設(shè)備生產(chǎn)效率，減少設(shè)備開停機(jī)次數(shù)和維修、節(jié)約用電綜合成本都具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，值得推廣。

致謝：本文得到河南工學(xué)院自動(dòng)化171班黃威的大力協(xié)助，在此深表謝意。