任 彬，姚福江，劉彥偉，耿 欣，黃新建

（山東能源裝備集團(tuán)魯中裝備制造有限公司，山東 泰安 271000）

目前，在立式壓濾機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)可編程控制器加以引用，也被稱之為PLC。在電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)西門(mén)子PLC 加以應(yīng)用，可以為系統(tǒng)控制提供有力依據(jù)。在具體工作中存在許多功能指令，所以不僅要確保其功能靈活，而且問(wèn)題相對(duì)較少，可以有效落實(shí)維修保養(yǎng)工作，并確保系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。對(duì)此，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)中西門(mén)子PLC 的應(yīng)用展開(kāi)分析，采取有效的應(yīng)用對(duì)策，以此來(lái)全面提升西門(mén)子PLC 應(yīng)用水平，進(jìn)一步保證電氣控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 壓濾機(jī)概述

壓濾機(jī)設(shè)備可以有效實(shí)現(xiàn)固液分離，可以有效實(shí)現(xiàn)間歇性操作，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且使用方便，可以在化工、冶金、煤炭、輕工、食品以及制藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而且對(duì)紡織、皮革、造紙、制藥以及印染等城市生活污水處理、工業(yè)廢水等領(lǐng)域十分適用，可以有效分離固液兩相。對(duì)于立式壓濾機(jī)而言，其主要在固體、液體分離工作中應(yīng)用，和其他分離設(shè)備相比，在對(duì)立式壓濾機(jī)進(jìn)行使用后，可以使含固率和固液分離效果得到提高。針對(duì)固液分離原理進(jìn)行分析，需要采用過(guò)濾介質(zhì)有效輔助混合物的過(guò)濾處理，將固體有效滯留在濾布上，并在堆積后可以形成相應(yīng)的過(guò)濾泥餅。對(duì)于濾液，其可以在濾布中透過(guò)，并獲取純液。在此過(guò)程中需要注意，濾布選型對(duì)過(guò)濾效果具有直接影響。在實(shí)際使用立式壓濾機(jī)時(shí)，濾布可以有效發(fā)揮作用?，F(xiàn)如今，比較常用的濾布主要采用超高分丙綸加以紡織，結(jié)合其材質(zhì)可以具體劃分為維綸、滌綸、錦綸等?，F(xiàn)如今，無(wú)論哪一行業(yè)都存在固液分離需求，比較常見(jiàn)的便是鋰電新能源企業(yè)物料處理工作，伴隨科學(xué)技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，智能化控制的壓濾機(jī)也應(yīng)用到更多行業(yè)當(dāng)中。

1.1 立式壓濾機(jī)工作原理及控制系統(tǒng)組成

對(duì)于立式壓濾機(jī)而言，其工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，具體來(lái)說(shuō)需要將混合物流過(guò)濾布，并通過(guò)氣壓或水壓、固液重力以及泵壓力等作用，使固體能夠在濾布上停留，并靜壓過(guò)濾過(guò)濾泥餅，濾液則在過(guò)濾液中有效滲透，以此來(lái)形成不含固體的純液。結(jié)合壓濾機(jī)的功能，可以將系統(tǒng)組成部分具體劃分為控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。首先，對(duì)于相關(guān)壓力動(dòng)作的執(zhí)行系統(tǒng)，其具體包括液壓系統(tǒng)以及電氣拖動(dòng)系統(tǒng)，用戶應(yīng)結(jié)合壓力介質(zhì)對(duì)相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置。其次，控制系統(tǒng)可以對(duì)壓力動(dòng)作控制執(zhí)行，其核心為PLC，需要對(duì)具體的采樣和保護(hù)等器件進(jìn)行配置，同時(shí)還包括相關(guān)的外圍部件，如編碼器、接近開(kāi)關(guān)、壓力變送器等。通過(guò)壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，其具有較高的控制量，具體包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壓力大小、動(dòng)作方向和速度等。對(duì)于采樣信號(hào)，其涉及多個(gè)參量，包括流速、壓力以及溫度。PLC 可以使硬件改動(dòng)得到減少，并提高壓濾機(jī)控制效果，充分發(fā)揮出PLC 的優(yōu)勢(shì)。目前，該類控制系統(tǒng)可以有效替代繼電器的邏輯控制系統(tǒng)，可以充分實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，使立式壓濾機(jī)性能得到有效提高，保證壓濾機(jī)的工作可靠性，使設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試任務(wù)量得到減少。

1.2 立式壓濾機(jī)關(guān)鍵技術(shù)控制要求

針對(duì)立式壓濾機(jī)展開(kāi)分析，其常規(guī)工作模式具體包括兩種類型，分別為長(zhǎng)程序控制和短程序控制。

首先，當(dāng)工作模式采用長(zhǎng)程序控制方式時(shí)，其具體包括以下環(huán)節(jié)。第一，需要進(jìn)行過(guò)濾處理，并合攏濾板，將物料懸浮液有效泵入。第二，需要有效實(shí)施隔膜擠壓，確保油缸壓力能夠達(dá)到上限設(shè)定值，然后停止運(yùn)行，使其能夠有效擠壓成濾餅。第三，需要對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，并打開(kāi)保壓和濾液閥，在開(kāi)啟洗滌閥后，可以啟動(dòng)洗滌泵，對(duì)濾餅有效進(jìn)行清水洗濾。第四，需要在二次隔膜進(jìn)行擠壓，并對(duì)濾餅重新擠壓，關(guān)閉保壓和排污閥，并打開(kāi)解壓閥，關(guān)閉回水閥，開(kāi)啟擠壓泵。第五，應(yīng)吹干濾餅，關(guān)閉保壓閥、排污閥、母液閥、洗滌閥以及入料閥，然后將干燥閥和封包閥打開(kāi)，使用高壓風(fēng)進(jìn)行吹干，使濾餅上的少量水分被帶走。第六，排出濾餅和洗滌濾布，需要打開(kāi)板框，使濾餅由兩側(cè)落下，然后進(jìn)行卸料，并對(duì)濾布進(jìn)行洗滌。在完成卸料工序后，壓濾機(jī)將停止運(yùn)行，此時(shí)需要將手動(dòng)閥關(guān)閉，并將總開(kāi)關(guān)切斷。

其次，對(duì)于短程序控制工作模式，其環(huán)節(jié)如下。第一，需要進(jìn)行過(guò)濾處理，并合攏濾板，將過(guò)濾開(kāi)啟。第二，需要有效進(jìn)行隔膜擠壓，然后吹干濾餅。第三，排出濾餅和洗滌濾布。

2 西門(mén)子PLC 的技術(shù)特性和工作原理

2.1 技術(shù)特性

結(jié)合我國(guó)市場(chǎng)發(fā)展情況進(jìn)行分析，德國(guó)的西門(mén)子公司對(duì)可編程控制器進(jìn)行了有效生產(chǎn)，即PLC，具有良好的發(fā)展前景。目前，無(wú)論是印刷，還是化工和冶金等行業(yè)，對(duì)其均有著較高需求。西門(mén)子公司有著許多的PLC 產(chǎn)品，尤其是西門(mén)子S7 系列，其優(yōu)勢(shì)十分明顯，不僅體積較小，速度較快，而且網(wǎng)絡(luò)通信能力較強(qiáng)。與此同時(shí)，S7 系列PLC 產(chǎn)品可以具體劃分為微型、高性能要求以及小規(guī)模性能要求等。西門(mén)子企業(yè)在對(duì)PLC 進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，可以對(duì)現(xiàn)代化工藝技術(shù)以及大規(guī)模集成電路加以引用，對(duì)比傳統(tǒng)電路要更加簡(jiǎn)便以及便捷，功能強(qiáng)大，性價(jià)比也相對(duì)較高，在實(shí)際設(shè)計(jì)和引用過(guò)程中可以使人員工作壓力得到降低，使其能夠更好地掌握和應(yīng)用PLC[1]。從本質(zhì)角度分析，西門(mén)子企業(yè)生產(chǎn)的PLC，可以使微電子、通信以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)得到有效融合。PLC 具體包括兩種狀態(tài)，分別為運(yùn)行和停止，前者可以對(duì)應(yīng)用程序加以執(zhí)行，后者則可以編制和修改程序。所以，在PLC 持續(xù)循環(huán)過(guò)程中，需要做好通信和內(nèi)部處理工作[2]。

2.2 工作原理

西門(mén)子PLC可以有效實(shí)現(xiàn)工廠的交直流傳動(dòng)控制、可編程控制器PLC、過(guò)程檢測(cè)儀表、低壓電氣標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并為客戶提供全方位的技術(shù)服務(wù)，使產(chǎn)品銷售量得到提升。針對(duì)西門(mén)子PLC 的基本控制電路，其控制系統(tǒng)核心為接觸器、繼電器，需要對(duì)常規(guī)控制電器的動(dòng)作執(zhí)行要點(diǎn)進(jìn)行掌握，對(duì)其執(zhí)行特點(diǎn)加以控制，熟悉分析與設(shè)計(jì)繼電接觸控制電路。繼電器裝置比較簡(jiǎn)單，可以利用磁場(chǎng)對(duì)開(kāi)關(guān)有效進(jìn)行控制。具體而言，繼電器可以將另外一個(gè)電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行關(guān)閉，使其有效隔離。對(duì)于PLC 控制系統(tǒng)，其只對(duì)一個(gè)用戶界面進(jìn)行設(shè)置，并要采取安全和方便的方法，有效中斷機(jī)器操作以及遠(yuǎn)程硬件訪問(wèn)[3]。

3 PLC 工作方式

3.1 掃描過(guò)程

對(duì)于PLC 掃描過(guò)程，在掃描周期內(nèi)，PLC 程序可以完成各種動(dòng)作指令的控制，可以對(duì)內(nèi)部指令進(jìn)行判斷，并利用外部接口加以通信，對(duì)外部信號(hào)充分采集，準(zhǔn)確計(jì)算與判斷，對(duì)動(dòng)作執(zhí)行程序加以運(yùn)行。針對(duì)用戶應(yīng)用層當(dāng)中的軟件部分，動(dòng)作指令主要為輸入信號(hào)采樣以及輸出刷新，并要結(jié)合用戶的運(yùn)行程序，對(duì)機(jī)構(gòu)控制指令加以執(zhí)行。在工作周期當(dāng)中，PLC 可以在相應(yīng)周期內(nèi)反復(fù)與持續(xù)執(zhí)行上述動(dòng)作。

3.2 輸入信號(hào)采樣階段

通過(guò)實(shí)時(shí)采樣外部信號(hào)，可以全面保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在此過(guò)程中通過(guò)對(duì)傳感器加以使用，可以有效轉(zhuǎn)換電流、電壓、壓力以及溫度等信號(hào)，使其能夠轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并向PLC 的固定單元中進(jìn)行傳輸。在此期間，PLC 可按照具體周期在映象區(qū)當(dāng)中依次存入輸入信號(hào)。在這一階段完成之后，系統(tǒng)可以自動(dòng)執(zhí)行后續(xù)任務(wù)，并對(duì)周期數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并在下一周期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新。

3.3 用戶程序執(zhí)行階段

在實(shí)際應(yīng)用PLC 時(shí)，梯形圖是比較常見(jiàn)的編程語(yǔ)言，其有著直觀和簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。相關(guān)用戶想要使指令得到完成，通常應(yīng)在梯形圖當(dāng)中，按照PLC 的具體執(zhí)行順序有效分解各個(gè)動(dòng)作。PLC 在對(duì)梯形圖程序執(zhí)行的過(guò)程中，需要按照由上到下和由左向右的順序，有效運(yùn)算梯形圖當(dāng)中的邏輯。除此之外，可以結(jié)合運(yùn)算指令，對(duì)主控存儲(chǔ)區(qū)的狀態(tài)位有效刷新。

3.4 輸出刷新階段

在完成以上步驟后，PLC 可自動(dòng)刷新輸出映像寄存器。從其內(nèi)部電路來(lái)看，主控芯片可以結(jié)合輸入與輸出口的實(shí)際狀態(tài)，有效刷新內(nèi)部輸出儲(chǔ)存的電路。與此同時(shí)，還可以通過(guò)輸出電路對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相關(guān)動(dòng)作有效執(zhí)行。在此過(guò)程中，如果用戶對(duì)相關(guān)操作執(zhí)行中斷，則可以使PLC 的中斷質(zhì)量得到觸發(fā)，該指令的優(yōu)先級(jí)對(duì)比其他運(yùn)行指令相對(duì)較高，所以可以得到立即執(zhí)行。

4 西門(mén)子PLC 在壓濾機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 控制系統(tǒng)主電路

在實(shí)際劃分壓濾機(jī)電路時(shí)，需要從電機(jī)入手展開(kāi)設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，立式壓濾機(jī)通常對(duì)4 個(gè)電機(jī)進(jìn)行安裝，其中一個(gè)可以在壓濾機(jī)當(dāng)中的液壓系統(tǒng)油泵進(jìn)行應(yīng)用，合攏松開(kāi)控制濾板，一個(gè)則用來(lái)往復(fù)拉板濾板卸料，最后兩個(gè)需要安裝在擠壓泵、進(jìn)料泵之中。

4.2 PLC 外部接線設(shè)計(jì)

通過(guò)結(jié)合相關(guān)實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，中央處理器是PLC當(dāng)中的一項(xiàng)核心器件，需要合理對(duì)其加以選擇。所以，工作人員在實(shí)際應(yīng)用西門(mén)子PLC 的過(guò)程中，需要對(duì)CPU 研究加大重視。例如，當(dāng)傳感器電源為24V 時(shí)，其能夠輸出600mA 電流，并根據(jù)相應(yīng)計(jì)算進(jìn)行分析。工作人員在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)輸出電氣觸點(diǎn)容量加以保證，有效控制電壓范圍，其中直流電源需要維持在5V～30V，交流電源同樣需要維持在5V～30V[4]。

4.3 PLC 的類型選擇

現(xiàn)如今，在電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其功能要求不斷提高，需要充分研究系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本、有效性以及效率。例如，在應(yīng)用西門(mén)子S7-1500 系列的PLC 時(shí)，需要對(duì)主機(jī)加以應(yīng)用，以此作為電氣控制系統(tǒng)，采用CPU1511 對(duì)整體系統(tǒng)加以控制。由于控制系統(tǒng)比較繁瑣，而且其輸入與輸出端口相對(duì)較多。與此同時(shí)，該類PLC 的拓展性較強(qiáng)，所以可以通過(guò)人機(jī)交互界面對(duì)相關(guān)操作加以完成，并使其工作效率得到提升。在此過(guò)程中需要注意，工作人員需要明確生產(chǎn)工作的具體要求，有針對(duì)性的改造系統(tǒng)，合理運(yùn)用遠(yuǎn)傳技術(shù)，向電腦有效傳遞壓濾機(jī)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，使操作人員可以明確壓濾機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況。除此之外，還可以在系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)機(jī)旁手動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行安裝，使工作人員能夠正確操作立式壓濾機(jī)，包括壓緊以及拉板等，除了可以使實(shí)踐工作效率得到提升，還可以使現(xiàn)場(chǎng)人員安全得到有效保障。

4.4 PLC 調(diào)試

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)理念的不斷創(chuàng)新，各企業(yè)對(duì)生產(chǎn)也有了更高要求，所以需要有效改造壓濾機(jī)PLC。在此背景下，工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作需求，對(duì)PLC有效進(jìn)行調(diào)試。首先，需要壓緊濾板。操作人員需要按下濾板上的壓緊按鈕，并要對(duì)液壓站的油泵電機(jī)接觸器進(jìn)行接通，不僅可以保證液壓站電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，還可以對(duì)電磁閥動(dòng)作加以控制和壓緊。通過(guò)油缸壓力，可以有效推動(dòng)板前進(jìn)。其次，當(dāng)壓濾機(jī)為保壓狀態(tài)之后，可以對(duì)進(jìn)料啟動(dòng)按鈕按下，有效保證進(jìn)料泵的穩(wěn)定運(yùn)行，完成壓濾機(jī)的進(jìn)料過(guò)程。再次，需要松開(kāi)濾板，運(yùn)行液壓站電機(jī)，將電磁閥動(dòng)作松開(kāi)，退回推進(jìn)板。最后，需要完成卸料自動(dòng)操作[5]。

4.5 注意事項(xiàng)

首先，當(dāng)壓濾機(jī)的自動(dòng)拉板卸料過(guò)程遇到阻礙時(shí)，其與推進(jìn)板未有效推到位有關(guān)，或者其設(shè)計(jì)位置與工作需求不符，因此無(wú)法為PLC 提供信號(hào)，使拉板或者取板等工作開(kāi)展受到阻礙。在對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行解決時(shí)，需要按“濾板松開(kāi)”，將推進(jìn)板有效推到位，并接通松開(kāi)限位開(kāi)關(guān)，或者可以將接近開(kāi)關(guān)的位置加以改變。其次，液壓站的電動(dòng)機(jī)保護(hù)存在錯(cuò)誤動(dòng)作，其與電動(dòng)機(jī)的保護(hù)值過(guò)小有關(guān)，需要相關(guān)工作人員對(duì)實(shí)際工作情況進(jìn)行充分了解，并科學(xué)合理地進(jìn)行調(diào)節(jié)。再次，需要對(duì)濾布規(guī)格進(jìn)行檢查，判斷其是否與工藝要求相符，檢查其是否存在破損問(wèn)題，確保平整的安裝濾布，禁止有折疊現(xiàn)象。在使用新的濾布前，需要對(duì)其進(jìn)行縮水處理。最后，在進(jìn)行過(guò)濾操作時(shí)，應(yīng)將進(jìn)料閥緩慢打開(kāi)，并在一定時(shí)間后再完全打開(kāi)進(jìn)料閥。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，相關(guān)技術(shù)人員需要結(jié)合壓濾機(jī)電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)西門(mén)子PLC 的應(yīng)用方案合理制定，明確具體的應(yīng)用要點(diǎn)，從而有效保證立式壓濾機(jī)電氣控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。