艾默生可編程控制器與變頻器在工業(yè)洗衣機上的應用
1概述
湖南某洗滌設備有限公司(原醫(yī)療器械廠)是專業(yè)從事工業(yè)洗滌設備生產(chǎn)與研發(fā)的企業(yè)。為醫(yī)院、化工、石化、酒店賓館及各生產(chǎn)企業(yè)提供各種規(guī)格的自動洗滌設備。旗下產(chǎn)品有半/全自動離心式洗衣機、半全自動臥式滾筒洗衣機、全自動物料結晶機等三十余種洗滌產(chǎn)品。產(chǎn)品在全國各醫(yī)院、酒店賓館及大型企業(yè)應用廣泛。近年來在家用全自動洗衣機大力推廣的影響下,大型工業(yè)洗滌設備也從原來的繼電器控制方式時期逐步進入全自動控制時代。
2工藝流程
整個洗滌過程分為進水、洗滌、放水、脫水四個部分,系統(tǒng)從進水環(huán)節(jié)開始到脫水環(huán)節(jié)結束共循環(huán)三次。
設備運行示意圖:(見附圖)
A.系統(tǒng)運行循環(huán)三次:第一次循環(huán)轉鼓進水至中水位時開始洗滌;第二、三次轉鼓進水至高水位時開始洗滌。
B.洗滌方式分輕洗、標準洗、強洗(按正轉、停止、反轉、停止四步動作循環(huán)至洗滌時間到達)
C.在20-80HZ頻率脫水環(huán)節(jié)時如轉鼓出現(xiàn)運行振動較大,則變頻器停止輸出至轉鼓停止后再從20HZ重新脫水。
3控制要求及功能
A.洗滌設備應具備延時停止進水功能(即洗滌水進至中水位或高水位時開始洗滌但不關閉進水閥,直至延時時間到再停止進水)
B.系統(tǒng)具備停止與急停功能(即系統(tǒng)在運行時按下停止鍵則終止所有運行,再啟動時又從第一環(huán)節(jié)開始。按下急停鍵時則系統(tǒng)暫停運行,急停復位時系統(tǒng)再從急處繼續(xù)運行)
C.洗滌設備的啟動、停止、急停操作、參數(shù)設定均由人機界面完成。
D.系統(tǒng)使用變頻器簡易PLC功能來完成洗衣機脫水環(huán)節(jié)的多段速度曲線(第一段20HZ/20秒;第二段50HZ/15秒;第三段80HZ/15秒;第四段100HZ/10秒;第五段130HZ/10秒)
E.洗滌頻率加/減速速率2HZ/秒,脫水頻率加速速率0.5HZ/秒,減速速率1.5HZ/秒。
F.脫水過程中如機械振動大于設計要求的振動時,系統(tǒng)應立即停止變頻器輸出直至轉鼓停止后再重新從第一階段開始脫水(由振動開關提供信號)。
G.變頻器中的簡易PLC一至五階段運行頻率與運行時間由可編程控制器通過通訊方式設定。
4系統(tǒng)控制原理
該系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、觸摸屏等控制元件組成,可編程控制器完成整個系統(tǒng)邏輯控制、各運行相關參數(shù)傳送與讀寫、設備運行狀態(tài)顯示功能。變頻器與可編程控制器利用自由口通訊協(xié)議通訊完成設備的啟/停、簡易PLC程序的執(zhí)行及其它相關運行參數(shù)的傳送。PLC與觸摸屏通訊實現(xiàn)人機對話,完成相關參數(shù)設置、啟停操作與狀態(tài)顯示。
5方案的實現(xiàn)
觸摸屏:
通過對廠家參數(shù)畫面進行相關參數(shù)設置,將設備的洗滌時間、洗滌頻率、手動脫水頻率、自動脫水簡易PLC的運行頻率及運行時間固化到可編程控制器中,再將運行頻率與運行時間等參數(shù)通過自由口通訊協(xié)議方式傳送到變頻器中。操作畫面上設置諸如設備的啟/停、運行時間及運行狀態(tài)顯示。
楞編程控制器:
可編程控制器中編寫主機帶頻率正轉、主機帶頻率反轉子程序供洗滌環(huán)節(jié)調(diào)用,編寫階段一至價段五運行頻率設定、階段一至階段五運行時間設定子程序供廠家修改變頻器簡易PLC程序中的參數(shù)。
變頻器:
1)頻率給定通道與命令給定通道均選擇串口給定;主機各運行頻率與運行指令由PLC通過通訊的方式發(fā)給變頻器。
2)將上限頻率與運行頻率設為130HZ。
3)加速時間1、減速時間1(洗滌環(huán)節(jié)的加/減速速率2HZ/秒)設為65秒,加速時間2、減速時間2(脫水環(huán)節(jié)的加速速率0.5HZ/秒,減速速率1.5HZ/秒)分別設為260秒和80秒。
4)V/F曲線電壓值V1設為35,頻率值設定為20HZ否則電機會因起動轉矩過低而無法啟動;
5)X1、X2端子設定為選擇加/減速時間2功能,系統(tǒng)運行在脫水環(huán)節(jié)時(X2為高電平)加減/速時間2有效,變頻器按加減時間2進行加/減速。
6)X3端子設定為外部停機命令功能,當PLC給出停止命令或振動過大時(X3為高電平)變變頻器停止輸出。
7)X4設定為簡易PLC程序失效功能;系統(tǒng)運行在進水與洗滌環(huán)節(jié)時(X4為高電平)簡易PLC程序不能運行。
8)X5設定為簡易PLC程序暫停功能;系統(tǒng)運行在脫水環(huán)節(jié)時如按下急停鍵(X5為高電平)簡易PLC程序將暫停運行。急停復位后再從暫停處繼續(xù)運行。
系統(tǒng)控制:
參數(shù)設置