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摘要：为提高甘蔗糖厂压榨车间机的工作效率，计划实现一种甘蔗糖厂压榨车间机电设备连锁及启停控制系统。该系统计划在甘蔗糖厂压榨车间中的大功率设备之间利用PLC和DCS的技术设计相关的编程语言配合硬件系统实现甘蔗糖厂压榨车间机电设备连锁及启停控制系统。
关键词：甘蔗糖；压榨机电设备；连锁启停；控制系统
前言
本文研究如何提高甘蔗糖厂压榨车间的生产效率；经过对几家甘蔗糖厂的压榨车间实际的调查，一般工厂的甘蔗压榨车间采用的都是功率较大，整个设计系统带动的负载比较多多，其中这些负载主要包括有运输甘蔗的机器和压榨甘蔗的机器等等设备有几十台之多。在车间开始工作的时候，每个设备与不同的其它设备通过特定的方式有着一些联系。现在社会需求的量不断加大对甘蔗糖厂压榨车间的效率要求也是越来越高，也正是因为如此各个工厂都开始采用一些技术来提高工厂车间的工作效率，其中比较突出的就有PLC技术和DCS技术。对于甘蔗糖厂的干榨要炸车间而言如何控制电机一起启动和停止是尤为重要的问题。根据对市面上的一些工厂的考察报告来看有着不少工厂有着对于压榨车间电机一起的启动和停止的研究，这些工厂大部分都是采用的电气的手段，但是由于采用这种手段会导致整个系统接线变得过于复杂、而且线路的稳定性也不高，常常会有故障发生、这些故障的维修也因为接线的复杂而变得极为的困难。本篇文章选取了PLC和DCS各自的优点采用自控的手段来进行对其优化。
1. 功能分析
甘蔗糖厂的甘蔗压榨车间主要构成设备包括有运输的设备，压榨的设备和泵送的设备。其中运输类的主要负责将甘蔗及经过加工的甘蔗产物进行运输作用，压榨类设备负责粉碎，榨汁等工作，泵送类设备负责运输甘蔗汁。本文研究的主要是将这三类机器做到互相关联达到能够做到顺序启动或停止和手动启动或停止。
在系统的设计中还会加入保护机制，如果相互关联的设备在工作时，有某一台机器发生故障此时就会启动保护机制，及时停止与这台设备关联的设备，保护与之相关联的设备，避免造成更大的损失。
本次系统设计的另一个要求则是顺序启停，对于甘蔗场车间的各个设备而言，各个设备工作配合的时机应该恰到好处。顺序启动和停止的目的就是在不同机器启动的时候会有一个时间差方便调整，这样也能避免瞬间同时启动对工厂的系统产生不利的影响。至于手动启动和停止和需要另外设置开关，这类开关的主要目的是为了避免系统故障产生更大的损失。
2. 系统设计
2.1系统设计语言
本次设计选取了PLC和DCS的优点来进行设计的，这些技术所使用的语言包括结构化文本语言（ST），梯形图语言(LD)，利用步和转换关系的图形化语言功能图(SFC)和利用逻辑图来表示功能块的图形化语言功能块图(FBD)。其中本次设计所需要的保护机制涉及到逻辑则选取FBD来设计，顺序启动或停止则选择SFC语言来设计，手动启停与电气原理图基本类似则是选择LD来设计。
2.2结构分析
系统的需要设计的包括有输入输出部分，保护机制电路，设备的启动或停止的开关，通讯部分和人机交互部分。输入部分的电路设计需要能检测各个设备的概况，一般为开关量信号。输出部分电路设计是为了控制各个设备的启动和停止，一般这种设计方式有三种：1.本地启停。2.双触点本地或远程启停。3.单触点远处或本地启停。这三种设计方式中本地启停设计简单但是无法远程控制，单触点能远程控制但是在启停的过程中需要切换，而双触点则避免了这些缺点但是设计较为复杂。基于本次设计的考虑，选择双触点本地或远程启动和停止。
3.系统设计
3.1装置选择
本次对于甘蔗糖厂的压榨车间的设计经过考虑可以选择国内比较热门的西门子产品，本次设计的主要部分PLC就是选用西门子品牌。电源模块规格选择24VDC/5A，CPU可以根据实际需求做出相应的调整，数字量输入输出选择32路，还需要准备MMC微储存卡，另外本次的设计没有设计系统扩展的功能。
3.2地址分配
对于选取的PLC系列按照地址编码规则对相应的功能进行分配，这些分配地址的包括有：运输甘蔗设备状态和启停控制，压榨设备的运行状态和启停控制，甘蔗汁运输设备的工作状态和启停控制，各设备的互相关联时的启停控制，各设备的顺序启停控制和各设备的手动启停控制。
3.3程序设计
3.3.1相关联设备的连锁停止，顺序启停和手动启停
当压榨机车间开始工作时，如果相关联的设备使能端为有效值的时候，这个时候受控设备的相关联的设备的停机控制则会受到任意一个使能端有效的控制设备的工作状态的影响，如果这些设备的其中一台是停机的状态，那么该受控设备也会为停机状态。
至于顺序启动和停止的设计，整体上会设计成为选择序列循环的结构，这种结构的特点是其构成包含有多个步和转换。当系统开始工作时，或者是没有启动顺序循环设计而开始工作时，会有一个特有的功能表示改设计系统处于一种未开启的状态，这个时候可以通过相应的操作来开启系统的顺序启动的功能。同样的在顺序停机是也会有一个特有的功能表示其是未开启的状态需要在进行相关的操作后才会开启顺序停机的功能。
对于手动启停而言，当某一个设备需要手动启停的时候，首先会有一个手动启停的信号，当系统检测到这个信号的时候，这个时候系统会产生一个脉冲信号，这个脉冲信号的主要功能是作为手动启动的开始信号，当这个脉冲信号结束的时候会再次产生一个脉冲信号，这个脉冲信号则是作为手动停止的信号。除了这些功能设计外还必须设计一个总开关，用于启动和停止所有的功能。手动启停和总开关的设计梯形图如下：
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图1.手动启停的梯形图设计
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图2.总开关的梯形图设计
4.总结
随着社会得快节奏的速度日益提升，对任何事情的效率性要求都是越来越高，甘蔗糖厂压榨甘蔗车间的效率也是需要进一步的加强，虽然本次的设计不一定能符合全部的工厂所需要的要求，毕竟不同的工厂会由于效益着重点和经济实力的限制还有其他的种种原因的限制会变得不怎么需要本次的设计，但是这个设计对于提升甘蔗糖厂甘蔗榨取车间的工作效率和安全性还是有较大的的提升的，对于其中的一些设计参数也可以根据实际的生产需求做一些相应的更改。
参考文献
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