引言

　　甲糖分蜜是白砂糖在生產過程中成糖工段的最后一道工序,它直接影響到產品的質量,而分蜜過程要經過十幾項復雜的控制,其中影響分蜜質量的主要因素有分蜜設備和每一項控制的持續的時間;目前只有小部分糖廠采用廣重離心機制造公司生產的全自動離心機,大部分糖廠由于資金的原因,還是采用手工操作的老式離心分蜜機;老式分蜜機技術落后,可靠性差,在分蜜生產的現場環境非常惡劣,溫度高、震動大,所以故障率很高,難以保證生產的正常進行;而每一項控制都依賴于操作工的經驗和技巧;因而產品的質量就難以保障。針對這些情況,廣西大學自動化研究所對老式離心機進行技術改造,研究開發出了基于觸摸屏和PLC的全自動離心式分蜜機的自動控制系統。

1　控制系統設計

　　1.1　系統基本組成

　　該控制裝置主要由PLC、ＧＰ(工業觸摸屏)、進料檢測機構、電流檢測、轉速檢測及各種執行機構等組成,控制系統硬件結構框圖如圖1所示。

圖1 控制系統硬件結構框圖

    可編程序控制器(PLC)采用日本松下公司的ＦＰ0-Ｃ14,另加2塊Ｉ/Ｏ擴展單元及1塊8通道的Ａ/Ｄ轉換模塊,以滿足輸入/輸出點數及模擬量輸入的要求。

    ＧＰ是與PLC配套使用的設備,它具有操作簡單,界面美觀直接,與PLC通信良好,抗干擾能力強的特點,是一種取代控制面板和鍵盤的智能操作顯示器,用于設置數據、顯示參數、以動畫等形式顯示自動控制過程;作為PLC的人機界面,一方面擴展了PLC的功能,組成交互式工作界面的獨立系統,另一方面也可大大減少操作臺上按鈕、開關儀器等使用的數量,使PLC外圍電路更簡單。本系統選用松下公司的ＶＰ10,它與PLC配套使用,實現各種開關量輸入、系統參數設定、修改及各種工作狀態顯示,它通過ＲＳ-232Ｃ與PLC通信。

    進料檢測機構自動檢測糖層高度,當下料達到預計的高度,向PLC發出信號,PLC使進料閥復位,停止進料,進料探針退出檢測位置,脫離糖層;電流和轉速檢測機構檢測離心機的電流、轉速,并通過變送器送入PLC的輸入接口,監視離心機的電流和轉速,當出現異常時,PLC自動報警,斷開電路,起保護作用。

1.2　PLC設計

    甲糖分蜜主要分松剎(落罩)啟動、提速、洗網、下料、滴盤拉出、加速、甲稀、打水、打汽、剎車、卸料(升罩)、滴盤復位工序,根據分蜜生產的工藝要求,考慮操作方便及安全可靠性,采用模塊式程序設計,系統軟件框圖如圖2所示,分手動控制子程序和自動控制子程序,自動控制子程序如圖3所示,每一工序又為一子程序,各子程序間有嚴格的聯鎖、互鎖和故障保護及報警功能。

①啟制動時檢測啟動和制動閥是否處于松剎狀態,若否則報警。

②啟動提速后,離心機轉速必須大于200ｒ/ｍｉｎ才能洗籃進料,轉速太低,離心力太小不能使糖膏立起來,否則報警。

③拉出滴盤后,離心機再次加速,當轉速大于1000ｒ/ｍｉｎ,才能進行水洗,否則報警。

④各狀態間主要根據用戶設置的時間來轉換。

⑤由于水洗、汽洗操作的時間對各種糖膏的處理要求不相同,因此在水洗、汽洗狀態顯示畫面,設定了時間參數修改功能,可在任意時刻進行水洗、汽洗時間的設定和調整,不必停機進行調整。

⑥在進料過程中用戶可根據實際情況按下觸摸開關來發出料滿信號中止進料,系統關閉進料糖閥,將料位探頭退出檢測位置,繼續執行自動循環操作。

1.3　ＧＰ設計

    ＶＰ10是一個小型的多功能5英寸的全屏幕顯示面板,屏幕為320×240點,防水、防振動、防反光,可以在惡劣環境下運行。它通過本身具有的ＲＳ-232Ｃ以直接連接方式與PLC或個人計算機通信,在計算機上通過它的支持軟件ＮＴ-ＧＴ10設計各個控制及說明畫面,下載到觸摸屏后,再通過與ＰＩＣ的通信來完成。

    觸摸屏的軟件框圖如圖4所示。兩類畫面之間的切換由箭頭的方向表示,可有兩種方式切換,一是設置功能鍵,兩屏之間直接切換,不經過PLC;二是設置開關鍵,由PLC控制切換。

圖4 觸摸屏的軟件框圖

①初始畫面;顯示本控制系統的名稱。

②參數設置;包括松閘、啟動、提速、水洗、汽洗、剎車、卸料等時間參數的設置,在每一參數設置畫面都 有輸入鍵盤,每一鍵都為觸摸鍵,用戶可直接輸入數據,這些數據被放入ＶＰ10的數據表中,通過通信再送入PLC的數據寄存器,PLC程序運行時就會調用這些參數。為保證系統參數的安全,進參數設置;項,必須輸入密碼,密碼輸入正確才能進入設置或修改參數,當然密碼隨時可以修改。

③運行：包括運行操作和運行狀態顯示&運行中所有的操作都通過觸摸屏完成,每一階段的工作狀態、時間和循環次數等也都通過觸摸屏顯示;其中還設置了;故障報警;,當某一點出現故障時可設置蜂鳴,轉入報警畫面顯示故障內容,并可儲存多達256條的報警歷史記錄,對發生過的故障可通過查詢;歷史故障數據;項,將顯示最近發生過的故障內容畫面。

2　結束語

    實踐證明:采用分蜜機微機自動控制系統,具有抗干擾能力強,運行穩定,安全可靠,操作方便、直觀,維修方便,并大大減輕了工人的勞動強度,提高了勞動生產率和產品質量,同時也使得篩糖過程的管理變得直觀、方便。實現了微機對糖廠分蜜工序的過程控制自動化。