PLC在压滤机控制系统中的应用

一、 概述
压滤机是食品、酿造、制糖等自动化生产线中进行固液分离的关键设备，是一种间歇性的过滤装置。传统压滤机通常采用继电器—接触器式的控制系统，这种控制系统存在结构复杂，触点数量多，故障率高等缺点。plc（PLC）作为新一代的工业控制装置，具有丰富的功能指令，完善的抗干扰措施和高可靠性等优点，用它来控制压滤机，不仅可大大提高系统的自动化程度，同时也减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。
二、系统的工作原理
压滤机的工作过程分“保压”、“回程”、“拉板”三个阶段，工作时，油泵电机先启动，主接触器和压紧电磁阀得电，将板框压紧，同时进料泵将固液混合物输入各个板框内进行过滤，滤渣留在滤室内，滤液经滤布排出，此时系统压力开始上升。当液压系统达到上限压力25Mpa时，油泵电机自动停机，此时压滤机进入自动保压状态，保压期间，当下限压力低于21Mpa时，油泵电机自动启动，压紧电磁阀动作，压力回升，达到25Mpa时，油泵电机又停止，如此循环。
进料过滤后，按下“回程”按钮，油泵电机重新启动，回程电磁阀动作，活塞回程，滤板松开，当活塞碰到回程限位开关后，回程电磁阀断电。固液混合物过滤后，须将固体滤渣卸下，此时系统进入拉板阶段。先将工作方式开关拨到“拉板”位置，按下按钮，启动油泵电机，同时前进电磁阀得电，液压系统驱动拉板架前进，定时时间到后（一般为5S，期间卸下滤渣），后退电磁阀自动得电，驱动拉板架后退，同时启动第二个定时器，第二个定时器定时时间到后，拉板机构再自动返回拉第二块滤板，如此循环往返，直到拉完全部滤板，碰到前端限位开关后，后退电磁阀动作，拉板架后退，碰到末端限位开关自动停机。
三、 控制系统设计
根据上述工作原理，压滤机控制系统的操作元件主要有转换开关、起停按钮、行程开关、压力限位开关等，PLC的输入点数为15个，控制元件主要为接触器线圈、电磁阀等，PLC的输出点数为5个，根据控制系统的工作电流较大、动作频率不是很高的特点，同时适当留有一定的裕量，可选用三菱FX2N—32MR型PLC。其I/O地址分配如下表所示：

根据系统工作原理，可以设计出压滤机的PLC梯形图如图1所示，图1中，辅助继电器M100为操作保压时启动，Y0控制油泵电机的主接触器KM的断合。T0设定定时时间为5S，前进定时。T1定时时间同样为5S，为后退定时。M101用来控制现场操作拉板。M102控制拉板限位，为了提高操作可靠性，在图1中设置了“软件保护”，即只有当SA转换到“操作”位置，X0为“1”状态，按下压紧和回程按钮才有效，同时为了避免油泵电机频繁启动，便于工人连续操作，程序设计中，当SL3（X13）得电时，回程电磁阀YV2（Y2）断电，但油泵电机不停止，直到卸下滤渣后，电机才停下来。

图1 压滤机程序梯形图
四、抗干扰措施
本系统中，由于PLC的驱动元件主要是电磁阀和交流接触器线圈，外界环境对这些元件的干扰较大，直接影响系统正常的工作，为此在PLC输出端与驱动元件之间增加光电隔离的过零型固态继电器AC－SSR如图2所示。
从图2可以看出，从PLC输出的控制信号经晶体管放大，去驱动AC－SSR，AC－SSR的输出经驱动元件连接AC220V电压，图中MOV为金属氧化物压敏电阻，用于保护AC－SSR，其中电压在标称值电压以下时，MOV阻值很大，当超过标称值时，阻值很小，在电压断开的瞬间，正好可以吸收线圈存储的能量，实践证明，这种抗干扰措施是非常有效的。

图2 电磁阀及交流接触器的驱动电路
五、结束语
对于本系统自动控制操作的调试，首先应保证手动调试成功后，再转入连续控制，且调试应在低压下进行，待上述步骤均调好后，再连接整个系统升压运行。由于PLC开发柔性好，可以灵活方便地进行编程和改变参数，因此，通过改变时间，压力使调试变得更简单。本系统已运行了多年，据我们跟踪调查，系统自动化程度高，抗干扰能力强，不仅提高了劳动生产率，而且大大减轻了劳动强度，得到了用户的好评。