熊邦宏

（廣州市機電技師學院，廣東 廣州 510435）

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及城鎮(zhèn)化進程的加快，混合攪拌技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。但是如何控制攪拌的過程和質(zhì)量仍是需要解決的一大問題。如何精準控制物料混合比例、攪拌的時間、降低攪拌過程中產(chǎn)生的湍動和攪拌功率等，還需要通過不斷地優(yōu)化技術(shù)手段進行解決。

本研究旨在利用先進的西門子工業(yè)控制技術(shù)解決在攪拌混合中存在的相關(guān)問題，優(yōu)化、精準控制攪拌的過程。采用西門子高端S7-1500 PLC、變頻技術(shù)和基于PROFIBUS 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)總線標準來實現(xiàn)對混合攪拌裝置的混合攪拌過程及質(zhì)量的優(yōu)化，提升攪拌混合的質(zhì)量，達到相對理想的質(zhì)量和成效的攪拌混合物。

1 配料攪拌裝置系統(tǒng)構(gòu)成

配料攪拌裝置主要由攪拌系統(tǒng)、進料部分、出料部分、控制柜、變頻電機、變頻器、稱重配料系統(tǒng)和控制操作面板等構(gòu)成。利用西門子1516F-2PNDP PLC 來控制物料配比，利用G120 變頻器的輸出來控制電機轉(zhuǎn)速，操作控制面板直觀顯示電機轉(zhuǎn)速、流程，整個系統(tǒng)能顯示與控制生產(chǎn)過程中多種物料攪拌混合的過程。

圖1 配料攪拌裝置系統(tǒng)構(gòu)成

2 配料攪拌裝置控制及通訊設(shè)計

2.1 配料攪拌裝置的控制設(shè)計

生產(chǎn)過程中，按配方所加物料經(jīng)過稱重系統(tǒng)計量，產(chǎn)生的信號輸入到西門子1516F-2PNDP PLC，PLC 按配方控制不同物料的重量和進料的次序，進料完成后，通過變頻電機來驅(qū)動攪拌系統(tǒng)進行攪拌。利用PLC 與變頻器來控制攪拌速度的快慢，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制。變頻器采用PROFINET 工業(yè)以太網(wǎng)端口的G120 變頻器。

2.2 配料攪拌裝置系統(tǒng)的通訊及組態(tài)設(shè)計

（1）配料攪拌裝置系統(tǒng)的通訊設(shè)計

系統(tǒng)采用總線型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。采用PROFINET 現(xiàn)場總線方式進行通信互聯(lián)。現(xiàn)場設(shè)備如稱重傳感器、行程開關(guān)、接觸器等信號采用就近原則，接入到具有PROFINET 通信接口的1516F-2PNDP PLC 的I/O 模塊上。變頻電機接入G120 變頻器上，PLC、人機界面、變頻器均接入同一個PROFINET 總線網(wǎng)絡(luò)中。

（2）配料攪拌裝置系統(tǒng)的硬件組態(tài)

利用TIA 博圖V13 軟件進行硬件組態(tài)設(shè)計，組建1個S7-1500 的控制站，選擇CPU 模塊1516F-2PNDP（6ES7 315-2FJ14-0AB0），對電源模塊PS307 5A（6ES7 307-1EA01-0AA0）、數(shù)字模塊DI16DO16 24VDC