PLC控制的自動配料系統的研究與應用

卜洋

摘? ?要：在工藝生產系統中，配料系統是重要的組成部分，其控制精度及穩定性直接關系著生產工藝質量。文章首先對自動配料系統的工藝流程進行分析，進而研究PLC控制技術在自動配料系統中的應用，包括其硬件設計中的PLC選型、觸摸屏選擇、變頻器參數設計以及軟件設計中的PLC控制程序設計和系統交互界面設計等。

關鍵詞：PLC控制;自動配料系統;軟硬件設計

采用可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）對自動配料系統進行控制，不僅能夠精確控制各種配料的比例，還能夠根據實際生產需求，自動控制設備啟停，確保生產工藝流程的穩定性。在具體設計和應用過程中，應保證PLC控制系統自身功能的完善性，同時應具備一定的抗電磁干擾能力，從而適應實際生產環境。

1? ? 自動配料系統工藝流程

工業生產中的自動配料系統主要負責按照預先設計的成分比例，自動控制下料過程，確保生產工藝的連續、穩定進行。PLC可編程控制器由于具有編程簡單、裝置小巧、抗干擾能力強等特點，已經在自動配料系統中得到了廣泛應用。從配料工藝流程來看，第一個環節是控制下料過程，將產品生產所需要的各種配料裝進儲料設備中，采用PLC控制技術控制給料裝置動作，使配料按照預先設定的比例和速度進入到生產設備中。一般在系統中設置有精確稱量裝置，可以通過編程方法設定稱量定值，達到定值后停止給料。此外，還可以采用流量檢測、速度檢測裝置等，對給料過程進行控制。在PLC控制技術的應用下，可以根據模擬信號變化，自動控制各種設備的運行，測算給料參數值，并采用PID控制方法調節電機輸出，在滿足生產工藝要求的同時，節省系統運行能耗[1]。

2? ? PLC控制技術在自動配料系統中的應用

2.1? 硬件設計應用

2.1.1? PLC選型

PLC控制系統主要由可編程控制器、調節閥、電磁閥等部分組成，采用模擬量和開關量控制方法對自動配料系統設備進行控制。比如電機啟停控制采用開關量控制方法，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過編程實現控制流程，自動完成相應的操作。因此，PLC可編程控制器是硬件核心裝置，在其選型過程中，應根據實際生產工藝的要求，選擇功能完善、性能良好的裝置型號。目前在工業生產自動配料系統中，對整體型PLC裝置的應用較多，其內置功能包括數字I/O功能、脈沖輸出功能、高速計數功能、模擬輸入輸出功能等，可以滿足實際生產需求，而且具有良好的系統可擴展性[2]。

2.1.2? ?觸摸屏選擇

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

2.1.3? 變頻器參數設計

變頻器主要負責對配料系統電機功率進行調節，達到節能生產要求。需要根據生產工藝中采用的電機設備參數，結合負載情況，合理選擇變頻器，并對其參數進行設定。根據精密給料電機的PLC控制要求，需要具體設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、電機額定電流值參數、電機極數參數、電流信號輸入范圍等。當系統將采集到的信號參數傳輸到可編程控制器后，由其根據用戶操作，產生輸出指令，控制變頻器輸出頻率大小，進而改變電機轉速，使其能夠滿足給料系統的實際運行狀況。在負載下降時，也可以通過降低電機輸出功率，起到節能效果。

2.2? 軟件設計應用

2.2.1? PLC控制程序

在軟件設計方面，首先要做好PLC程序設計。系統上位機和下位機之間采用RS232C串口通信，通信協議為Toolbus，通信參數為9 600波特率。奇偶校驗方式選擇奇校驗，設置8位數據位和1位停止位。在PLC控制過程中，首先標定運行參數，然后對流量和料倉料量進行檢測，計算實際出料量及流量。在此基礎上，采用PID調節方法對電機進行控制，實時檢測配料系統運行情況，將實際運行參數與設定參數進行比較，出現偏差時及時發出報警。整個控制系統的智能化程度較高，支持在線和離線控制兩種模式，可以隨時對系統參數進行在線修正。通過采用PLC控制程序，能夠極大地降低配料系統運行對于人工操作的依賴。

2.2.2? 系統交互界面

系統交互界面即觸摸屏程序設計，主要通過設計不同的功能界面，為技術人員的使用提供方便。在系統交互界面設計過程中，采用模塊化設計方法，具體分為登錄模塊、主菜單模塊、參數設置模塊、狀態監測模塊等，各個模塊之間通過主菜單模塊進行切換。在用戶使用過程中，首先在登錄模塊中驗證身份信息，確保系統操作的安全性。驗證成功后進入主菜單模塊，顯示各個功能模塊進入窗口，并顯示系統控制流程，方便用戶掌握系統操作方法。最后根據實際操作需求，在對應的模塊中進行參數設置，調節配料系統運行狀態，確保實際生產過程的穩定進行。

3? ? 結語

綜上所述，PLC控制技術在自動配料系統中的應用，完全能夠滿足自動配料系統的自動化控制需求。PLC編程簡單、靈活，可以隨時根據生產工藝要求的改變進行調整。對軟硬件實現方案進行具體研究，可以為相關生產活動的應用提供參考，促進工業生產自動化水平的提升。

[參考文獻]

[1]崔維賢.基于西門子PCS控制的多流體自動配料系統[J].山東工業技術，2019（10）：153.

[2]沈志娟，范時成.基于觸摸屏控制的煤列抑塵劑自動配料系統設計研究[J].機電工程技術，2018（10）：97-100.