楊永明

（青海明諾膠囊有限公司，青海 西寧 810007）

1 概述

近幾年，膠囊行業(yè)的競爭異常激烈，為了在激烈的膠囊市場競爭中立于不敗之地，就必須改進生產(chǎn)設(shè)備的裝備水平，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，增強企業(yè)及其產(chǎn)品的市場競爭力，進而占領(lǐng)更多的市場份額，從而使企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟效益。

硬膠囊生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運行是生產(chǎn)合格產(chǎn)品的保證，我公司現(xiàn)有國產(chǎn)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，是采用按鈕-接觸器線路，通過按鈕操作從硬件上實現(xiàn)生產(chǎn)線的故障報警、排除、啟動。由于電氣觸點多，控制手段落后，難以達到所期望的控制指標，而參數(shù)的測量手段也極其落后，基本上是采用一些簡單的機械測量機構(gòu)，有的數(shù)據(jù)甚至要依靠操作人員憑經(jīng)驗進行估算，生產(chǎn)效率不高。這顯然無法滿足生產(chǎn)線連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的要求，也滿足不了市場對產(chǎn)品質(zhì)量越來越苛刻的要求。原來的控制方式已明顯不能適應(yīng)市場的要求。所以運用PLC技術(shù)控制國產(chǎn)線迫在眉睫。

2 PLC和觸摸屏的聯(lián)合控制

本機在全自動生產(chǎn)膠囊的過程中，必須具備無級調(diào)速（可不停車）、慢速起動、快速制動、故障顯示、故障報警、溫度自控、粘度自動調(diào)節(jié)、故障自動記錄、各參數(shù)隨工藝的改變能隨時調(diào)整等功能。所以能否生產(chǎn)質(zhì)量合格的產(chǎn)品，不僅取決于設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運行，更取決于膠囊生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝控制，二者缺一不可。

所以，我們經(jīng)過反復(fù)論證后決定采用PLC技術(shù)控制硬膠囊生產(chǎn)線的程序，將生產(chǎn)線的控制技術(shù)提升一個檔次。PLC技術(shù)非常適合硬膠囊生產(chǎn)線的控制。硬膠囊生產(chǎn)線采用三種不同方式實施全機的控制。即主機運行采用PLC（可編程控制器）進行程序控制；采用溫度、粘度專用控制器進行工藝參數(shù)的溫度與粘度的自動控制；采用繼電器、接觸器、交流電源驅(qū)動器等直接進行與程序無關(guān)的非自動控制。通過PLC和觸摸屏的聯(lián)合控制，簡化了生產(chǎn)線的操作，提高了控制程序和人機界面的靈活性，并提供了完善的實時監(jiān)視功能，使生產(chǎn)線的系統(tǒng)性能更加安全可靠。此項目從設(shè)計的完整性、經(jīng)濟性、可靠性、社會性等方面具有明顯的優(yōu)勢，建議盡快實施。

運用PLC技術(shù)，控制國產(chǎn)硬膠囊生產(chǎn)線中的蘸膠機、大撥、小撥、擺動推進、升降圓盤、上推進、下推進、后升降平臺、工作平臺、推進桿等單機和系統(tǒng)，使它們均按一定嚴格的工作程序協(xié)調(diào)的工作，為生產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運行，提供可靠的程序保證。并且根據(jù)主機房的工藝要求，采用可編程序控制器，一旦生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生變化，只需修改控制程序即可。PLC（可編程控制器）通過裝在主機平臺機周期工作凸輪上的旋轉(zhuǎn)編碼器跟蹤主機的運行位置，按其已寫入的軟件程序進行判斷、計算給出控制指令，由相應(yīng)的模塊按其相應(yīng)地址輸出控制信號，控制其相應(yīng)的元器件按其指令運行。

PLC（可編程控制器）程序的運行是由外部操作器件輸入的操作指令執(zhí)行的。即主機啟動、主機停止、主機點動、小撥點動、體帽推出點動、推爪進退點動、大撥進退點動、尾平臺升降點動、上拖進退點動、圓盤升降點動、下拖進退點動等操作器件進行主機運行的操作（給PLC輸入執(zhí)行命令）。

通過PLC和觸摸屏的聯(lián)合控制，簡化了生產(chǎn)線的操作，提高了控制程序和人機界面的靈活性，并提供了完善的實時監(jiān)視功能，使生產(chǎn)線的系統(tǒng)性能更加安全可靠。此項目從設(shè)計的完整性、經(jīng)濟性、可靠性、社會性等方面具有明顯的優(yōu)勢。通過此項目的實施，生產(chǎn)線的運行速度達到40板/分左右，產(chǎn)量在7萬粒/小時，產(chǎn)品下機合格率在99%以上。

3 PLC 控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)對比

PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)相比，有如下幾點不同：

（1）從控制方法上看，電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。而PLC采用了計算機技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂"軟繼電器"實質(zhì)上是存儲器單元的狀態(tài)，所以"軟繼電器"的觸點數(shù)量是無限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好。

（2）從工作方式上看，在繼電器控制電路中，當電源接通時，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。

（3）從控制速度上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作以實現(xiàn)控制，工作頻率低，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。

（4）從定時和計數(shù)控制上看，電器控制系統(tǒng)采用時間繼電器的延時動作進行時間控制，時間繼電器的延時時間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時精度不高。而PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。

（5）從可靠性和可維護性上看，由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，其存在機械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護性較差。而PLC大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。

[1]蔡杏山.PLC技術(shù)及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2012（02）.

[2]張運剛，宋小春，郭武強編著.西門子S7-300/400PLC技術(shù)與應(yīng)用.人民郵電出版社 2007（08）.