一、 概述
壓濾機(jī)是食品、釀造、制糖等自動(dòng)化生產(chǎn)線中進(jìn)行固液分離的關(guān)鍵設(shè)備，是一種間歇性的過濾裝置。傳統(tǒng)壓濾機(jī)通常采用繼電器—接觸器式的控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，觸點(diǎn)數(shù)量多，故障率高等缺點(diǎn)。plc（plc）作為新一代的工業(yè)控制裝置，具有豐富的功能指令，完善的抗干擾措施和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，用它來控制壓濾機(jī)，不僅可大大提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，同時(shí)也減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。
二、系統(tǒng)的工作原理
壓濾機(jī)的工作過程分“保壓”、“回程”、“拉板”三個(gè)階段，工作時(shí)，油泵電機(jī)先啟動(dòng)，主接觸器和壓緊電磁閥得電，將板框壓緊，同時(shí)進(jìn)料泵將固液混合物輸入各個(gè)板框內(nèi)進(jìn)行過濾，濾渣留在濾室內(nèi)，濾液經(jīng)濾布排出，此時(shí)系統(tǒng)壓力開始上升。當(dāng)液壓系統(tǒng)達(dá)到上限壓力25mpa時(shí)，油泵電機(jī)自動(dòng)停機(jī)，此時(shí)壓濾機(jī)進(jìn)入自動(dòng)保壓狀態(tài)，保壓期間，當(dāng)下限壓力低于21mpa時(shí)，油泵電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，壓緊電磁閥動(dòng)作，壓力回升，達(dá)到25mpa時(shí)，油泵電機(jī)又停止，如此循環(huán)。
進(jìn)料過濾后，按下“回程”按鈕，油泵電機(jī)重新啟動(dòng)，回程電磁閥動(dòng)作，活塞回程，濾板松開，當(dāng)活塞碰到回程限位開關(guān)后，回程電磁閥斷電。固液混合物過濾后，須將固體濾渣卸下，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入拉板階段。先將工作方式開關(guān)撥到“拉板”位置，按下按鈕，啟動(dòng)油泵電機(jī)，同時(shí)前進(jìn)電磁閥得電，液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)拉板架前進(jìn)，定時(shí)時(shí)間到后（一般為5s，期間卸下濾渣），后退電磁閥自動(dòng)得電，驅(qū)動(dòng)拉板架后退，同時(shí)啟動(dòng)第二個(gè)定時(shí)器，第二個(gè)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到后，拉板機(jī)構(gòu)再自動(dòng)返回拉第二塊濾板，如此循環(huán)往返，直到拉完全部濾板，碰到前端限位開關(guān)后，后退電磁閥動(dòng)作，拉板架后退，碰到末端限位開關(guān)自動(dòng)停機(jī)。
三、 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)上述工作原理，壓濾機(jī)控制系統(tǒng)的操作元件主要有轉(zhuǎn)換開關(guān)、起停按鈕、行程開關(guān)、壓力限位開關(guān)等，plc的輸入點(diǎn)數(shù)為15個(gè)，控制元件主要為接觸器線圈、電磁閥等，plc的輸出點(diǎn)數(shù)為5個(gè)，根據(jù)控制系統(tǒng)的工作電流較大、動(dòng)作頻率不是很高的特點(diǎn)，同時(shí)適當(dāng)留有一定的裕量，可選用三菱fx2n—32mr型plc。其i/o地址分配如下表所示：
根據(jù)系統(tǒng)工作原理，可以設(shè)計(jì)出壓濾機(jī)的plc梯形圖如圖1所示，圖1中，輔助繼電器m100為操作保壓時(shí)啟動(dòng)，y0控制油泵電機(jī)的主接觸器km的斷合。t0設(shè)定定時(shí)時(shí)間為5s，前進(jìn)定時(shí)。t1定時(shí)時(shí)間同樣為5s，為后退定時(shí)。m101用來控制現(xiàn)場(chǎng)操作拉板。m102控制拉板限位，為了提高操作可靠性，在圖1中設(shè)置了“軟件保護(hù)”，即只有當(dāng)sa轉(zhuǎn)換到“操作”位置，x0為“1”狀態(tài)，按下壓緊和回程按鈕才有效，同時(shí)為了避免油泵電機(jī)頻繁啟動(dòng)，便于工人連續(xù)操作，程序設(shè)計(jì)中，當(dāng)sl3（x13）得電時(shí)，回程電磁閥yv2（y2）斷電，但油泵電機(jī)不停止，直到卸下濾渣后，電機(jī)才停下來。
圖1 壓濾機(jī)程序梯形圖
四、抗干擾措施
本系統(tǒng)中，由于plc的驅(qū)動(dòng)元件主要是電磁閥和交流接觸器線圈，外界環(huán)境對(duì)這些元件的干擾較大，直接影響系統(tǒng)正常的工作，為此在plc輸出端與驅(qū)動(dòng)元件之間增加光電隔離的過零型固態(tài)繼電器ac－ssr如圖2所示。
從圖2可以看出，從plc輸出的控制信號(hào)經(jīng)晶體管放大，去驅(qū)動(dòng)ac－ssr，ac－ssr的輸出經(jīng)驅(qū)動(dòng)元件連接ac220v電壓，圖中mov為金屬氧化物壓敏電阻，用于保護(hù)ac－ssr，其中電壓在標(biāo)稱值電壓以下時(shí)，mov阻值很大，當(dāng)超過標(biāo)稱值時(shí)，阻值很小，在電壓斷開的瞬間，正好可以吸收線圈存儲(chǔ)的能量，實(shí)踐證明，這種抗干擾措施是非常有效的。
圖2 電磁閥及交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路
五、結(jié)束語
對(duì)于本系統(tǒng)自動(dòng)控制操作的調(diào)試，首先應(yīng)保證手動(dòng)調(diào)試成功后，再轉(zhuǎn)入連續(xù)控制，且調(diào)試應(yīng)在低壓下進(jìn)行，待上述步驟均調(diào)好后，再連接整個(gè)系統(tǒng)升壓運(yùn)行。由于plc開發(fā)柔性好，可以靈活方便地進(jìn)行編程和改變參數(shù)，因此，通過改變時(shí)間，壓力使調(diào)試變得更簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)已運(yùn)行了多年，據(jù)我們跟蹤調(diào)查，系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，得到了用戶的好評(píng)。