錢巍

摘要：自動化生產線是一種能對產品生產過程實現(xiàn)自動化控制的機器體系，包括自動加工、檢測、裝卸、運輸?shù)仍O備，廣泛應用于工業(yè)生產中。自動供料系統(tǒng)作為自動化生產線的起始環(huán)節(jié)，其能否正常運行對工業(yè)生產的影響很大。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)設計復雜，對設計經驗要求較高。在自動供料系統(tǒng)中使用PLC控制，系統(tǒng)有了極高的靈活性、準確性且運行可靠性顯著提高。本文基于PLC設計了一套自動供料單元系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動的供料，并且能夠在上料運轉的過程當中自動進行監(jiān)督和控制。實驗結果表明，自動供料運行效果良好。設計可應用于實際生產，提高系統(tǒng)可靠性和工作效率。

關鍵詞：PLC;自動供料;程序設計

0 ?引言

自動化生產線作為工業(yè)生產中進行自動控制的重要設備體系，綜合了傳感技術、驅動技術、機械技術、接口技術、計算機技術等技術[1]。自動供料系統(tǒng)作為自動化生產線的起始環(huán)節(jié)，在高爐上料、電子產品生產等領域得到廣泛應用[2-4]。傳統(tǒng)的自動供料系統(tǒng)采用繼電器控制系統(tǒng)，設計過程繁雜容易出錯，并且運行過程中人工上料效率偏低且時常發(fā)生元器件失效等情況。由于PLC在自動控制工程中具有響應速度快、功能豐富、運行可靠、簡單易操作等優(yōu)勢[5]，本文采用西門子S7-200 CPU 222CN 型PLC，設計了一種自動供料控制系統(tǒng)。實驗表明，該系統(tǒng)可以滿足整個過程的自動化控制要求，減少人員操作，降低運營成本，提高生產效率。

1 ?自動供料系統(tǒng)控制要求

自動生產線自動供料系統(tǒng)如圖1所示，其工作過程如下：

①需要加工的工件垂直疊放在料倉中，料倉的底層安裝有推料缸。在自動連續(xù)控制模式下，在料倉中有工件，各個執(zhí)行機構都在初始位置情況下，當料倉底層有物料、落料支撐板處有無物料時，供料單元執(zhí)行機構中，頂料氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件，推出氣缸將把存放在料倉中的工件推出到擋料板。在推料氣缸返回后，頂料氣缸返回，料倉中的工件下移。只要料倉中有工件，落料支撐板處工件被取走，此工作就繼續(xù)。

②在運行過程中，當料倉底層無物料或者落料支撐板處有物料時，停止運行;供料單元應該在完成當前的工作循環(huán)后停止運行，并且各個執(zhí)行機構應該回到初始狀態(tài)。

2 ?PLC的I/O地址分配及外部接線圖

通過分析控制過程，3個光電傳感器信號（料倉供料不足檢測、料倉底層有無物料有無工件檢測、落料支撐板處物料檢測）和4個磁性開關信號（頂料到位、頂料復位、推料到位、推料復位）作為輸入點，輸出動作有頂料、推料。采用西門子S7-200 CPU 222CN 型PLC，完成對輸入、輸出點的控制。根據(jù)輸入輸出，編制I/O地址分配表，如表1所示。根據(jù)I/O地址分配表，PLC外部接線圖如圖2所示。

3 ?順序功能圖和梯形圖程序設計

根據(jù)自動供料系統(tǒng)的控制流程，控制過程具有明顯的先后順序，包括初始步，我們可以將整個過程劃分為5步，分別用S0.0～S0.4代表各步;各步之間的轉換條件依次為I0.5·I0.6、I0.2、I0.3、I0.1、I0.0。對應的動作有Q0.0、Q0.1。利用開機接通一個掃描周期的SM0.1的常開觸點作為轉換條件，將初始步預置為活動步。根據(jù)以上分析，繪制順序功能圖如圖3所示。根據(jù)順序功能圖，利用SCR指令的方法[6]編寫該控制的梯形圖程序，如圖4所示。在SCR段中用SM0.0的常開觸點驅動該步中為ON的輸出點的線圈，利用轉換條件對應的觸點（或者電路）來驅動轉換到后續(xù)步的SCRT指令。

4 ?程序調試

該控制過程的軟件設計以及硬件連接完成后，全面檢查程序是否有誤，各執(zhí)行機構動作是否發(fā)生沖突。檢查無誤后下載運行程序。經過實驗表明，程序編寫無誤，運行效果良好，可以滿足控制要求。

基于PLC進行自動供料系統(tǒng)的程序設計，程序設計方法簡單易被接受，易于掌握，不僅避免了傳統(tǒng)的繼電器控制電路設計中對設計人員經驗要求高的問題，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和控制過程的可靠性也得到顯著提高。該設計可應用于實際生產，提高工作效率。

參考文獻：

[1]覃娟.基于PLC和MCGS的自動供料單元控制系統(tǒng)設計[J].裝備制造技術，2016（2）：119-122.

[2]于成龍.基于PLC控制的高爐自動化上料系統(tǒng)的應用與分析[J].自動化應用，2020，3：27-29.

[3]祁偉.PLC技術視角下錳鐵高爐自動上料控制系統(tǒng)研究[J].工業(yè)加熱，2019，48（9）：33-36.

[4]王曉燕.基于PLC的液晶玻璃基板自動上料控制系統(tǒng)[J].兵器裝備工程學報，2019，2：33-36.

[5]戴冠秀，劉太湖，鞏敦衛(wèi)，等.PLC在運料小車自動控制系統(tǒng)中的應用[J].工礦自動化，2005（6）：57-59.

[6]廖常初.S7-200 PLC編程及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2020.