繼電器邏輯電路實(shí)現(xiàn)倉(cāng)門互鎖技術(shù)應(yīng)用研究

柯正義

（蘇州盛迪亞生物醫(yī)藥有限公司，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

繼電器邏輯電路是既簡(jiǎn)單又復(fù)雜的電路，簡(jiǎn)單指繼電器邏輯電路的組成是簡(jiǎn)單的通斷以及互鎖等，復(fù)雜則指在電路中只要一個(gè)繼電器發(fā)生故障，如果沒有實(shí)施有效的檢測(cè)設(shè)備，也就無(wú)法確定具體的故障位置。本文以烘干系統(tǒng)分料工序作為研究對(duì)象，通過繼電器邏輯電路完成其倉(cāng)門互鎖，提升烘干系統(tǒng)分料工序控制自動(dòng)化和智能化，并加強(qiáng)檢測(cè)，提升繼電器邏輯電路運(yùn)行安全性[1]。

1 繼電器邏輯電路實(shí)現(xiàn)倉(cāng)門互鎖方法

1.1 某生產(chǎn)廠物料分配基本情況

某生產(chǎn)廠，在烘干系統(tǒng)分料工序上一直以來(lái)采用的是手動(dòng)分料，也就是通過人工操作實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的控制，以此完成不同的物料分配。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，很明顯單純的人工操作無(wú)法滿足實(shí)際工作需求，在物料分配中也非常容易導(dǎo)致出現(xiàn)物料混裝，直接影響下一道配料工序的順利開展。同時(shí)這一生產(chǎn)廠由于受到經(jīng)濟(jì)因素的影響，沒有足夠的資金更換設(shè)備。另外在集中控制中，倉(cāng)門的安裝位置是在原料倉(cāng)頂，和地面的距離比較高，大概為35 米，因此在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中操作人員無(wú)法在第一時(shí)間對(duì)不同料種和倉(cāng)門開啟對(duì)應(yīng)狀態(tài)實(shí)時(shí)檢查，容易出現(xiàn)各種操作失誤，影響工作質(zhì)量和效率。

1.2 繼電器邏輯電路設(shè)計(jì)

1.2.1 烘干系統(tǒng)分料系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

針對(duì)目前廠內(nèi)烘干系統(tǒng)分料工序中存在的問題，為減少改進(jìn)工作量，因此完成了繼電器邏輯電路設(shè)計(jì)，詳情見圖1。這一電路在應(yīng)用中不管是在哪一時(shí)刻，整個(gè)烘干系統(tǒng)分料工序中只有一個(gè)倉(cāng)門打開，如果出現(xiàn)了兩個(gè)甚至兩個(gè)以上倉(cāng)門打開，生產(chǎn)中的輸送設(shè)備會(huì)自動(dòng)停機(jī)或者閉鎖。在實(shí)際運(yùn)行過程中，烘干系統(tǒng)的SP1-SP4 為限位開關(guān)，安裝位置和倉(cāng)門比較接近。針對(duì)開關(guān)實(shí)施調(diào)試過程中，如果是在倉(cāng)門關(guān)閉狀態(tài)下，以上開關(guān)即為開啟狀態(tài)。

1.2.2 烘干系統(tǒng)分料系統(tǒng)電路優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用結(jié)果

從以上分析可以看出，烘干系統(tǒng)分料工序中的輸送設(shè)備接觸器K 即能夠順利通電并吸合。如果出現(xiàn)其他倉(cāng)門誤開或虛開，輸送設(shè)備即會(huì)立即出現(xiàn)繼電器KMs 吸合，同時(shí)在此過程中輸送設(shè)備的二次回路上存在有一個(gè)KMs 動(dòng)斷觸頭串聯(lián)，從而K 失放，通過以上操作即可以立即出現(xiàn)烘干系統(tǒng)停機(jī)聯(lián)鎖控制，在整個(gè)電路中HL5 亮起，代表運(yùn)行出現(xiàn)故障[2-3]。通過這一電路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)四個(gè)料倉(cāng)的控制，如果之后廠生產(chǎn)規(guī)模出現(xiàn)擴(kuò)大，需要增加新的控制路數(shù)，在以上原理引導(dǎo)下可以繼續(xù)增加。

1.3 繼電器邏輯電路的抗干擾設(shè)計(jì)

1.3.1 反接二極管

在繼電器邏輯電路運(yùn)行中，為確保電路運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，需要強(qiáng)化繼電器邏輯電路的抗干擾設(shè)計(jì)。電路中存在的干擾源則為線圈斷電瞬間出現(xiàn)的反電動(dòng)勢(shì)，這一因素的存在會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)控制線圈晶體管出現(xiàn)擊穿損壞或其他線圈觸點(diǎn)被燒蝕。針對(duì)這一問題，最有效的方式即為線圈兩段反向并聯(lián)一支二極管，一旦出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)則會(huì)立即通過二極管釋放電流，對(duì)控制元件起到保護(hù)作用如圖2 所示[4]。

1.3.2 光電隔離

在繼電器邏輯電路中設(shè)置光電隔離電路即為是在電隔離狀態(tài)下，將信號(hào)通過光進(jìn)行傳送，隔離輸入以及輸出的電路，在此過程中可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行噪聲起到良好的防范作用，降低接地回路干擾影響。運(yùn)行過程中不但可以取得較快響應(yīng)速度，也有助于延長(zhǎng)使用壽命，提升耐沖擊力，所以在強(qiáng)-弱電接口中的應(yīng)用比較廣泛[5]。

1.3.3 電源輸出端增加EM 濾波器

在系統(tǒng)運(yùn)行中EM 濾波器屬于是低通濾波器之一，其結(jié)構(gòu)組成包括有多端口網(wǎng)絡(luò)，一方面可以對(duì)傳導(dǎo)傳播中存在的干擾起到降低作用，另一方面也可以有效抑制輻射干擾，尤其是在20 ～100kHz 低頻抑制效果更加顯著。

2 繼電器邏輯電路檢測(cè)技術(shù)

2.1 繼電器邏輯電路組成

2.1.1 PLC 的選擇及應(yīng)用

（1）PLC 技術(shù)的選擇?？删幊炭刂破鳎≒rogrammable Logic Controller，PLC），即為是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)建構(gòu)的新型工業(yè)控制裝置，在對(duì)能夠?qū)嵤┏绦蚓幹拼鎯?chǔ)器應(yīng)用下，可在存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行相關(guān)操作指令，例如邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、順序運(yùn)算以及算數(shù)運(yùn)算等等，在數(shù)字式或模擬式輸出以及輸入過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不用類型機(jī)械及生產(chǎn)過程的有效控制。目前在鋼鐵、電力以及機(jī)械制造等多個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，PLC 的使用總體上主要有以下幾種，分別為：開關(guān)量的邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制、通信及聯(lián)網(wǎng)、過程控制[6]。在應(yīng)用中針對(duì)繼電器邏輯電路的檢測(cè)，采用的也就是PLC 在應(yīng)用中的開關(guān)量邏輯控制。針對(duì)這一問題需要合理選擇應(yīng)用PLC。

（2）PLC 的應(yīng)用。在PLC 選擇應(yīng)用中，不同廠家的PLC 工作原理是一致的，功能和指標(biāo)也存在一定類似，彼此之間可以互換應(yīng)用，目前在各廠家生產(chǎn)中也逐漸向高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化編程軟件方向發(fā)展，因此促進(jìn)了PLC 的廣泛應(yīng)用。在選擇中如果是單項(xiàng)工程或非常少重復(fù)數(shù)項(xiàng)目中，PLC 的應(yīng)用有助于顯著提升項(xiàng)目成功率以及可靠性。針對(duì)PLC 梯形圖的認(rèn)識(shí)，和匯編等計(jì)算器語(yǔ)言存在一定類似，可以將其看成是編程語(yǔ)言，但是使用范圍存在差異。一般是借助于PLC 軟件實(shí)現(xiàn)梯形圖向C 或匯編語(yǔ)言的轉(zhuǎn)變，在此過程中PLC 裝置的CPU具有決定作用。之后也就可以在匯編或C 編譯系統(tǒng)的應(yīng)用下將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器碼，通過機(jī)器碼也就可以實(shí)現(xiàn)PLC 的運(yùn)行，梯形圖有助于提升PLC 運(yùn)行操作便利性。

2.1.2 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的組態(tài)軟件即為人機(jī)界面監(jiān)視控制及數(shù)據(jù)采集軟件，其建立在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層上建構(gòu)的軟件平臺(tái)以及開發(fā)環(huán)境，組態(tài)方式非常靈活，用戶在應(yīng)用中以上則為能夠提供監(jiān)控和通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件在應(yīng)用中，對(duì)于用戶來(lái)講可以得到便利的編輯工具以及作圖工具，同時(shí)也能夠?yàn)橛脩籼峁┫鄳?yīng)的設(shè)備圖符、歷史曲線以及儀表圖符等。另外在應(yīng)用中也能夠提供友好圖形化用戶界面，為用戶操作提供便利，確保相關(guān)機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，便于操作人員實(shí)施監(jiān)控。

2.2 繼電器邏輯電路檢測(cè)方法

2.2.1 PLC 在繼電器邏輯電路檢測(cè)中的應(yīng)用

在針對(duì)繼電器邏輯電路實(shí)施檢測(cè)過程中，可以在PCB 的應(yīng)用下處理和轉(zhuǎn)換被測(cè)電路信號(hào)，將其處理過的信號(hào)傳送到PLC 實(shí)施邏輯分析處理，在顯示面板上則可以直接將處理結(jié)果顯示出來(lái)。

2.2.2 PLC 在繼電器邏輯電路檢測(cè)中的任務(wù)

想要實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，PLC 的主要任務(wù)有：第一，被測(cè)設(shè)備自檢。在PLC 編程的應(yīng)用下，對(duì)于被測(cè)設(shè)備輸出信號(hào)進(jìn)行采集和控制，重點(diǎn)是針對(duì)被測(cè)設(shè)備工作中的信號(hào)實(shí)施控制，通過獲取的信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)設(shè)備工作的模擬分析，以能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)設(shè)備的系統(tǒng)運(yùn)行問題實(shí)施判定；第二，被測(cè)設(shè)備故障的檢測(cè)。如果在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，被測(cè)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法完成自檢，即可以在PLC 的應(yīng)用下結(jié)合測(cè)試結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)故障繼電器的判定。

3 結(jié)論

在本次研究中，通過繼電器邏輯電路設(shè)計(jì)完成了烘干系統(tǒng)分揀工序的智能化及自動(dòng)化控制，不但降低了其之前系統(tǒng)控制中的手工量，同時(shí)也進(jìn)一步提升了工作質(zhì)量以及工作效率，對(duì)于烘干系統(tǒng)傳統(tǒng)分揀程序具有顯著改善作用。本次研究過程中為提升繼電器邏輯電路運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，提出了相應(yīng)的抗干擾措施以及檢測(cè)技術(shù)，以能夠通過對(duì)繼電器邏輯電路的抗干擾設(shè)計(jì)，降低各種干擾源對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。同時(shí)借助于PLC 裝置的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)繼電器邏輯電路的有效檢測(cè)，針對(duì)繼電器邏輯電路存在的故障可以實(shí)施有效檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)存在有繼電器故障，則可以立即檢測(cè)出故障繼電器，保障繼電器邏輯電路的正常運(yùn)行，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。