2014 年7 月
第42 卷第14 期
机床与液压
MACHINE TOOL ＆ HYDＲAULICS
Jul. 2014
Vol. 42 N o. 14
DOI:10〃3969/j.issn.1001－3881.2014.14.039
孙英培，肖艳军，孟宪乐，李永聪，刘晨晨
( 河北工业大学机械工程学院，天津300130)
摘要: 介绍了粉煤灰仓泵输送系统自动作业的控制原理。PLC是其主控制器，辅以模拟量模块处理模拟量
信号，运用料位计和压力变送器智能检测料位和气压状况，应用触摸屏操作方便且能够更好地实时反映仓泵输送系统自动作业的情况。该控制系统具有稳定性强、可靠性高、运行方便、提高输送效率的优点，使粉煤灰输送系统现场能在无人值班的情况下正常运行，并能保证系统出力。总结了粉煤灰仓泵输送系统在运行过程中可能出现的故障以及相应的处理措施。 关键词: 仓泵输送; 自动作业; 控制研究; 故障处理
中图分类号: TP29 文献标识码: A 文章编号: 1001 －3881 ( 2014) 14 －128 －3
Study of Control and Troubleshooting on Automatic Operation about the Conveyor
System of Flying Ashes Pump System
SUN Yingpei，XIAO Yanjun，MENG X ianle，LI Yongcong，LIU Chenchen
( School of Mechanical E ngineering，Hebei University of T echnology，Tianjin 300130，China)
A b st rac t: The c o ntr o llin g principle of aut o matic o perati o n，ab o ut the c o n v e yo r s y stem of f l y in g ashe s pump s y stem w a s de- scribed〃S upplemented b y anal og m o dule dealin g w ith anal og si g nals，PLC acted as the master c o ntr o ller，the le v el g au g e and pres
sure transmitter w ere used t o inte lli g entl y detect the hei g ht of the material and pressure c o nditi o ns〃 The applicati o n of the t o uchin g screen c o uld make the o perati o n c o n v enient and re f lect the situati o n of the aut o matic o perati o n of the c o n v e yo r s y stem of f l y in g ashe s pump s y s- tem in ri g ht time〃 The c o ntr o l s y stem ha s the ad v anta g es of stabilit y，hi g h reliabilit y，runnin g easil y，and impr ov in g the e ff icienc y of the o ri g inal c o n v e y in g s y stem〃 It enables f l y in g ashe s pump s y stem t o run n o rmall y w ith o ut the w a tch of pe o ple and ensures the o utput of the s y stem〃 At la st，the p o ssible f ailures durin g the o perati o n and c o rresp o ndin g measures fo r f l y in g ashes sil o pump s y stem w ere summari z ed〃
Key w or ds: Conveyor of the pump; Automatic operation; Study of control; Fault treatment
粉煤灰仓泵输送系统的工业环境十分恶劣，根据该系统的结构和控制特点，很有必要研究其自动作业的控制系统，从而提高系统的可靠性和运行效率，为社会创造更大的效益。
1 系统硬件设计方案
1. 1 粉煤灰仓泵输送系统的基本结构
粉煤灰仓泵输送系统的基本机构如图1 所示。
图1 粉煤灰仓泵输送系统的基本机构1. 2 粉煤灰仓泵输送原理
粉煤灰仓泵输送过程分为4 个阶段：进料阶段。
仓泵投入运行后卸料阀打开，粉煤灰
自由落入泵体内，当料位计发出料满信号或达到设定时间时，卸料阀关闭。
流化加压阶段。泵体输送阀打开，压缩空气从泵体底部的气化室进入，扩散后穿过流化床，在物料被充分流化的同时，泵内的气压也逐渐上升。
输送阶段。当泵内压力达到一定值时，压力传感器发出信号，吹扫阀打开，延时几秒钟后，排料阀开启，流化床上的物料流化加强，输送开始，泵内物料逐渐减少。此过程中流化床上的物料始终处于边流化边输送的状态。
吹扫阶段。当泵内物料输送完毕，压力下降到等于或接近管道阻力时，输送阀和吹扫阀关闭，排料阀在延时一定时间后关闭，从而完成一次工作循环。
1. 3 系统硬件的选型
核心控制器的选择。此研究涉及模拟量的输入问题，因此需要选择具有通信功能的PLC。这里选择具
收稿日期: 2013 －05 －20
作者简介: 孙英培( 1988—) ，男，硕士研究生，主要研究方向是机电一体化研究与仿真技术。E －mail: yishuihan09 @ 126. com。
第14 期孙英培等: 粉煤灰仓泵输送系统自动作业的控制研究及故障处理129
有强大扩展性的三菱F X3U-48MＲ/E S-A 可编程控制器，它带有模拟量输入输出适配器，有24路数字输入量和24路数字输出量。这里选择与之配套的F X3U-4AD-AD P ( 4通道模拟量输入) 模块，其模拟量输入范围: 电压输入DC 0～10 V; 电流输入DC 4～20m A。
料位计的选择。上海城祥阻旋式料位开关BP Z-600。料位计通常工作状态是常闭状态，当达到料满状态转为常开。
压力变送器的选择。江苏奥博AO B131-1M pa1. 5 卡。压力变送器接口1 接PL C 的24 V，接口2 接P L C 的0 和模拟量模块的1COM，接口3 接模拟量模块接口的1V +。
滤波器的选择。上海安州电子E MI 滤波器AN-3A2DW。PLC 起至关重要的控制作用，在现场复杂恶劣的环境中需要给PL C 提供安全可靠的电源。单相交流电源滤波器对差模和共模干扰具有良好的抑制作用。
PLC I /O 分配表见表1。
表1 PLC I /O分配表
软件设计
2. 1 自动作业设计过程
从安全工作和提高生产效率的层面，设定粉煤灰仓泵输送系统自动作业的控制原理框图如图2。
图2 自动作业控制原理框图2. 2 模拟量信号处理
该控制研究核心是把压力变送器的电压模拟量信号转化成数字量。把压力变送器检测的0 ～ 10 V 电压转换成0 ～ 1 MPa 压力，这里设定FX3U-4AD-ADP 通道1 的平均次数为3 次，把整型数值转为浮点型。模拟量转换如图3 所示。
图3 模拟量转换
粉煤灰仓泵不同工作状态压力要求不同，其大致特性曲线如图4 所示。
根据现实总结经验
，
手啤机高压排料
压力设定为0. 36 M Pa，低压吹扫压力设定为0. 25 MPa。
图4 仓泵工作压力曲线
当仓泵中压力达到0. 36 MPa，此时排料阀打开。压力检测程序如图5所示。
图5 高压检测
当仓泵中压力达到0. 25 MPa，此时吹扫阀打开。压力检测程序如图6所示。
图6 低压检测
3 调试
根据粉煤灰仓泵输送系统自动作业的控制原理，将各个工艺需求形象地布置在MCGS 触摸屏面板上。保证MCGS 触摸屏与PLC 之间的通信，可以上电调试，观察当前压力值和各个阀指示灯与现实工艺的情况。最终证实能够实现粉煤灰仓泵输送系统的自动作业。粉煤灰仓泵输送系统手动操作触摸屏显示如图7
所示，粉煤灰仓泵输送系统自动操作触摸屏显示如图8 所示。网络安全控制技术
图7 手动操作触摸屏显示界面
图8 自动操作触摸屏显示界面
4 运行故障及处理
由于外在环境和硬件设施自身长时间运行的影响，粉煤灰仓泵输送系统可能出现相应故障。
推力反向器粉煤灰粗且潮湿造成输送超压( 堵管) ，此时可以手动排灰，关闭流化自动进气一路球阀→打开防堵直通总进气球阀，给输送管道再充压到无声→打开往电除尘的排料球阀到无声→关闭往电除尘的排料球阀→打开防堵直通总进气球阀，给输送管道再充压到无声→打开往电除尘的排料球阀到无声→反复多次直至输灰管排通。
输送时压力不稳定造成输送超时( 堵管前兆) 。如果输送压力稳定且不高，利用排料管直通阀门进行
继续输送，直到疏通; 如果输送压力高，接近堵管压力，利用排料管进行手动排灰。
当运行过程中发生加压超时，可以尝试: 检查空压机; 检修或更换加压阀; 检修或更换电磁阀; 检修或更换进料电磁阀或密封垫或气缸; 检修或更换输送电磁阀或输送气动双闸板或气缸; 清洗或更换滤网板。
料位计在输送完后仍有料位信号，此时应按照说
明书重新调整料位计或更换料位计。
当出现气源持续低压时，可以尝试: 检查空压机; 检查传感器是否损坏( 检修或更换传感器) ，传
感器有无电压或电流( 如无则更换熔芯) ; 检查测压
装置是否损坏( 皮管是否堵塞，滤网是否堵塞) 。
5 总结
介绍了系统硬件设计方案。在分析了粉煤灰仓泵
输送系统自动作业的控制原理的基础上，建立了以可
编程控制器为核心的控制系统。巧妙地处理并运用了钢管加工
模拟量信号，根据严谨逻辑的现实工艺编写相应程序，并采用MCGS 触摸屏编写了人机交互界面实现了
自动控制。经过现场调试，该自动作业控制系统能够
安全可靠地实现生产工艺。总结了粉煤灰仓泵输送过
程中出现的运行故障并给出相应的处理方法。参考文献:
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测控程序采用模块化设计方法，将整个测试程序分成多个不同功能的子VI 程序。对电机控制保护器实施不同功能项目检测时，由主程序根据需要调用不同的子VI 程序。模块化设计提高了软件编程的速度，便于多人协同编程。程序结构如图6 所示。
系统研制［J］〃低压电器，2010( 2): 45 － 48〃
［6］谢启，顾启民，涂水林，等〃智能型万能式断路器控制器全自动检测系统研制［J］〃电测与仪表，2009 (6): 63 －66〃
( 上接第87 页)
5 结束语图
6 检测程序结构图
图5 孔的数据信息及干涉孔提示
最后，用户就可根据E xcel 表中提示的相干涉的
孔道或者集成块上标有的特定标记对相应孔道进行修
改。
运用粗调与微调调压器构成调压器组，设计了大电流发生装置。采用数据采集卡实时测量和处理各种数据，运用LabVIEW 软件开发平台设计上位机测控界面。所设计检测装置具有如下优点:
( 1) 电流调节范围大，调节精度高。与单一调压器电流调节方式相比，电流自动调节时更容易稳定在电流需求值上。
( 2) 数据采集卡的运用，结合上位机LabVIEW 测控界面，使该装置的测量精度有了很大的提高。测控界面与数据采集卡配合，具有数据采集速度快、实时性好的优点。
( 3) 气动夹具的使用省去了大量接线工作，结合各种控制电路，将被测产品装夹完毕以后，测试装置可以全自动一次性将所有需要测试的项目自动测试完毕，并实现了5 工位同时检测。
( 4) 模块化程序设计，使编程层次分明、脉络清晰、可读性好，有利于产品改进时对软件的升级及日常维护。
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借助S olidW orks 测量工具中的最小距离功能获得
两选中对象的最小距离，运用宏功能，用V B. NET语
言编程并调用相应的API函数，实现集成块油孔最小
间隙和相交孔的自动校核。用该方法对集成块进行校核
已经在计算机上得以实现，效果良好，不仅可以大大节
省时间，而且能及时发现错误，为提高集成块设计水平、质量及自动化程度提供有力的技术保障。参考文献:［1］熊壮，喻道远，段正澄〃液压集成块内部孔系的自动校验［J］〃机床与液压，1998( 5): 53 － 54〃
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