卜洋

摘? ?要：在工藝生產(chǎn)系統(tǒng)中，配料系統(tǒng)是重要的組成部分，其控制精度及穩(wěn)定性直接關(guān)系著生產(chǎn)工藝質(zhì)量。文章首先對(duì)自動(dòng)配料系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行分析，進(jìn)而研究PLC控制技術(shù)在自動(dòng)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括其硬件設(shè)計(jì)中的PLC選型、觸摸屏選擇、變頻器參數(shù)設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)中的PLC控制程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)交互界面設(shè)計(jì)等。

關(guān)鍵詞：PLC控制;自動(dòng)配料系統(tǒng);軟硬件設(shè)計(jì)

采用可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）對(duì)自動(dòng)配料系統(tǒng)進(jìn)行控制，不僅能夠精確控制各種配料的比例，還能夠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，自動(dòng)控制設(shè)備啟停，確保生產(chǎn)工藝流程的穩(wěn)定性。在具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)保證PLC控制系統(tǒng)自身功能的完善性，同時(shí)應(yīng)具備一定的抗電磁干擾能力，從而適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境。

1? ? 自動(dòng)配料系統(tǒng)工藝流程

工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)配料系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的成分比例，自動(dòng)控制下料過(guò)程，確保生產(chǎn)工藝的連續(xù)、穩(wěn)定進(jìn)行。PLC可編程控制器由于具有編程簡(jiǎn)單、裝置小巧、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已經(jīng)在自動(dòng)配料系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。從配料工藝流程來(lái)看，第一個(gè)環(huán)節(jié)是控制下料過(guò)程，將產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的各種配料裝進(jìn)儲(chǔ)料設(shè)備中，采用PLC控制技術(shù)控制給料裝置動(dòng)作，使配料按照預(yù)先設(shè)定的比例和速度進(jìn)入到生產(chǎn)設(shè)備中。一般在系統(tǒng)中設(shè)置有精確稱(chēng)量裝置，可以通過(guò)編程方法設(shè)定稱(chēng)量定值，達(dá)到定值后停止給料。此外，還可以采用流量檢測(cè)、速度檢測(cè)裝置等，對(duì)給料過(guò)程進(jìn)行控制。在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用下，可以根據(jù)模擬信號(hào)變化，自動(dòng)控制各種設(shè)備的運(yùn)行，測(cè)算給料參數(shù)值，并采用PID控制方法調(diào)節(jié)電機(jī)輸出，在滿足生產(chǎn)工藝要求的同時(shí)，節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行能耗[1]。

2? ? PLC控制技術(shù)在自動(dòng)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1? 硬件設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1.1? PLC選型

PLC控制系統(tǒng)主要由可編程控制器、調(diào)節(jié)閥、電磁閥等部分組成，采用模擬量和開(kāi)關(guān)量控制方法對(duì)自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制。比如電機(jī)啟?？刂撇捎瞄_(kāi)關(guān)量控制方法，水流量控制采用模擬量控制方法，然后采用可編程控制器經(jīng)過(guò)編程實(shí)現(xiàn)控制流程，自動(dòng)完成相應(yīng)的操作。因此，PLC可編程控制器是硬件核心裝置，在其選型過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝的要求，選擇功能完善、性能良好的裝置型號(hào)。目前在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)配料系統(tǒng)中，對(duì)整體型PLC裝置的應(yīng)用較多，其內(nèi)置功能包括數(shù)字I/O功能、脈沖輸出功能、高速計(jì)數(shù)功能、模擬輸入輸出功能等，可以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，而且具有良好的系統(tǒng)可擴(kuò)展性[2]。

2.1.2? ?觸摸屏選擇

觸摸屏即觸摸式可編程終端，也是PLC控制系統(tǒng)的重要組成部分，由顯示器、觸摸屏系統(tǒng)組成，提供了一種方便使用的人機(jī)交互界面。觸摸屏的主要功能是指令輸出及結(jié)果輸出，需要考慮實(shí)際生產(chǎn)工藝中的操作需求，盡可能為使用者提供方便。具體可采用NS系列觸摸屏，其電源規(guī)格為DC24 V（±15%），支持視頻卡，顯示顏色256色，畫(huà)面存儲(chǔ)容量為60 MB，可以滿足自動(dòng)配料系統(tǒng)的操作需求。

2.1.3? 變頻器參數(shù)設(shè)計(jì)

變頻器主要負(fù)責(zé)對(duì)配料系統(tǒng)電機(jī)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能生產(chǎn)要求。需要根據(jù)生產(chǎn)工藝中采用的電機(jī)設(shè)備參數(shù)，結(jié)合負(fù)載情況，合理選擇變頻器，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)精密給料電機(jī)的PLC控制要求，需要具體設(shè)置控制回路端子模擬量輸入指令、控制回路端子順序控制指令、電機(jī)額定電流值參數(shù)、電機(jī)極數(shù)參數(shù)、電流信號(hào)輸入范圍等。當(dāng)系統(tǒng)將采集到的信號(hào)參數(shù)傳輸?shù)娇删幊炭刂破骱?，由其根?jù)用戶操作，產(chǎn)生輸出指令，控制變頻器輸出頻率大小，進(jìn)而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，使其能夠滿足給料系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況。在負(fù)載下降時(shí)，也可以通過(guò)降低電機(jī)輸出功率，起到節(jié)能效果。

2.2? 軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.2.1? PLC控制程序

在軟件設(shè)計(jì)方面，首先要做好PLC程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)之間采用RS232C串口通信，通信協(xié)議為T(mén)oolbus，通信參數(shù)為9 600波特率。奇偶校驗(yàn)方式選擇奇校驗(yàn)，設(shè)置8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。在PLC控制過(guò)程中，首先標(biāo)定運(yùn)行參數(shù)，然后對(duì)流量和料倉(cāng)料量進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算實(shí)際出料量及流量。在此基礎(chǔ)上，采用PID調(diào)節(jié)方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)檢測(cè)配料系統(tǒng)運(yùn)行情況，將實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，出現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警。整個(gè)控制系統(tǒng)的智能化程度較高，支持在線和離線控制兩種模式，可以隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線修正。通過(guò)采用PLC控制程序，能夠極大地降低配料系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)于人工操作的依賴。

2.2.2? 系統(tǒng)交互界面

系統(tǒng)交互界面即觸摸屏程序設(shè)計(jì)，主要通過(guò)設(shè)計(jì)不同的功能界面，為技術(shù)人員的使用提供方便。在系統(tǒng)交互界面設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，具體分為登錄模塊、主菜單模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊等，各個(gè)模塊之間通過(guò)主菜單模塊進(jìn)行切換。在用戶使用過(guò)程中，首先在登錄模塊中驗(yàn)證身份信息，確保系統(tǒng)操作的安全性。驗(yàn)證成功后進(jìn)入主菜單模塊，顯示各個(gè)功能模塊進(jìn)入窗口，并顯示系統(tǒng)控制流程，方便用戶掌握系統(tǒng)操作方法。最后根據(jù)實(shí)際操作需求，在對(duì)應(yīng)的模塊中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，調(diào)節(jié)配料系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，確保實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC控制技術(shù)在自動(dòng)配料系統(tǒng)中的應(yīng)用，完全能夠滿足自動(dòng)配料系統(tǒng)的自動(dòng)化控制需求。PLC編程簡(jiǎn)單、靈活，可以隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求的改變進(jìn)行調(diào)整。對(duì)軟硬件實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行具體研究，可以為相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)的應(yīng)用提供參考，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提升。

[參考文獻(xiàn)]

[1]崔維賢.基于西門(mén)子PCS控制的多流體自動(dòng)配料系統(tǒng)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（10）：153.

[2]沈志娟，范時(shí)成.基于觸摸屏控制的煤列抑塵劑自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2018（10）：97-100.