一、造粒機(jī)系統(tǒng)概述

    造粒機(jī)是一種可將物料制造成特定形狀的成型機(jī)械，廣泛應(yīng)用于化工、石化、制藥、食品、礦冶、環(huán)保、印染、橡膠、塑料等領(lǐng)域。本實(shí)例主要針對(duì)造粒機(jī)的搖振進(jìn)行控制，其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖如圖11-1所示。其工作過(guò)程大致如下：?jiǎn)��?dòng)系統(tǒng)，漿料經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入料斗，同時(shí)將壓縮空氣引入料斗，在造粒過(guò)程中，打開(kāi)排風(fēng)閥，并設(shè)置定時(shí)搖振，對(duì)漿料進(jìn)行攪拌處理。當(dāng)設(shè)置的搖振時(shí)間到，漿料和壓縮空氣關(guān)，同時(shí)關(guān)閉排風(fēng)閥門，并延時(shí)一段時(shí)間。搖振操作結(jié)束后，噴霧和排風(fēng)閥門再打開(kāi)，繼續(xù)造粒。

    圖11-1    造粒機(jī)搖振工藝流程圖

    本設(shè)計(jì)主要針對(duì)造粒機(jī)的搖振進(jìn)行控制，在造粒過(guò)程中，設(shè)置定時(shí)搖振，當(dāng)搖振時(shí)間到時(shí)，噴霧和主壓（壓縮空氣）關(guān)，同時(shí)關(guān)閉排風(fēng)閥門。搖振結(jié)束后，噴霧和排風(fēng)閥門都打開(kāi)，繼續(xù)造粒。

    二、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    1．系統(tǒng)輸入／輸出信號(hào)分析

    根據(jù)上述的造粒機(jī)系統(tǒng)概述，可知該造粒機(jī)PLC控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：控制造粒機(jī)搖振啟動(dòng)，需要1個(gè)啟動(dòng)按鈕，控制造粒機(jī)搖振停止，需1個(gè)停止按鈕，所以共需要2個(gè)輸入端子。

    輸出信號(hào)：本實(shí)例需要使用3個(gè)電磁閥來(lái)分別控制搖振、噴霧和排風(fēng)閥門，所以共需要3個(gè)輸出端子。

    2．PLC的輸入／輸出分配表

    根據(jù)上述對(duì)該造粒機(jī)搖振PLC控制系統(tǒng)輸入／輸出信號(hào)的分析，可設(shè)計(jì)如表11-1所示的PLC輸入／輸出分配表。

    表11-1    PLC的輸入／輸出分配表

    3．PLC選型

    根據(jù)上述的PLC輸入／輸出分配表，參看表2-1，本實(shí)例中選用的PLC是西門子公司的S7-200系列小型PLC CPU222。

    4．造粒機(jī)搖振PLC控制系統(tǒng)接線圖

    根據(jù)前述的造粒機(jī)搖振工作流程以及PLC的輸入／輸出分配表，可畫出如圖11-2所示的PLC硬件系統(tǒng)接線圖。

    圖11-2    造粒機(jī)搖振PLC控制系統(tǒng)接線圖

    三、造粒機(jī)搖振PLC控制程序

    按照前述的造粒機(jī)工作原理，其造粒過(guò)程可描述如下：按啟動(dòng)按鈕，I0.0輸入為1，I0.0由動(dòng)合變?yōu)閯?dòng)斷，輔助繼電器M0.2線圈得電，動(dòng)合觸點(diǎn)吸合并自鎖，然后輔助繼電器M0.1動(dòng)斷觸點(diǎn)通電，啟動(dòng)定時(shí)器T60，定時(shí)10ms。此時(shí)，T60的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使計(jì)數(shù)器C1開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)60次，C1的動(dòng)合觸點(diǎn)接通，使輔助中間繼電器M0.0線圈得電，動(dòng)斷觸點(diǎn)接通，使C1復(fù)位，同時(shí)T60動(dòng)合觸點(diǎn)吸合使輔助繼電器M0.1動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，T60被復(fù)位，這樣循環(huán)下去，C1就每1s (1000ms)計(jì)數(shù)一次。

    當(dāng)計(jì)數(shù)值大于0小于54s時(shí)，即54s時(shí)間內(nèi)噴霧和風(fēng)門開(kāi)，搖振關(guān)。當(dāng)計(jì)數(shù)值大于54s小于60s時(shí)，即在6s時(shí)間內(nèi)搖振開(kāi)，噴霧和風(fēng)門關(guān)。在程序下一次掃描時(shí)，M0.2動(dòng)合觸點(diǎn)繼續(xù)接通，使T60動(dòng)合觸點(diǎn)得電，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，C1又開(kāi)始計(jì)數(shù)，這樣一直重復(fù)上述控制過(guò)程，直到停止按鈕I1.0輸人為1，I1.0動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，輔助中間繼電器M0.2線圈失電，其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，控制過(guò)程終止。與該過(guò)程相對(duì)應(yīng)的造粒機(jī)搖振工藝流程圖如圖11-3所示，該過(guò)程對(duì)應(yīng)的時(shí)序圖和控制邏輯圖分別如圖11-4和圖11-5所示。

    造粒機(jī)搖振PLC控制程序如圖11-6～圖11-15所示。

    (1)網(wǎng)絡(luò)1。

    圖11-3    造粒機(jī)搖振PLC控制流程圖

    圖11-4    造粒機(jī)搖振時(shí)序圖

    圖11-5    造粒機(jī)搖振邏輯控制圖

    圖11-6    網(wǎng)絡(luò)1梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    網(wǎng)絡(luò)1實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的啟動(dòng)和自鎖，按啟動(dòng)按鈕，I0.0輸入為1，I0.0常開(kāi)變閉合，M0.2得電。按停止按鈕，I1.0輸人為1，I1.0常閉變斷開(kāi)，M0.2失電。M0.2為輔助中間繼電器。

    (2)網(wǎng)絡(luò)2。

    網(wǎng)絡(luò)2用于設(shè)定計(jì)時(shí)基數(shù)，其中M0.1為中間繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)，T60為100ms的定時(shí)器，定時(shí)1s。

    圖11-7    網(wǎng)絡(luò)2梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    (3)網(wǎng)絡(luò)3。

    網(wǎng)絡(luò)3實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)次數(shù)設(shè)置，其中M0.0為中間繼電器觸點(diǎn)，復(fù)位C1，C1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)60次。

    (4)網(wǎng)絡(luò)4。

    圖11-8    網(wǎng)絡(luò)3梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    圖11-9    網(wǎng)絡(luò)4梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    網(wǎng)絡(luò)4用于計(jì)數(shù)復(fù)位。

    (5)網(wǎng)絡(luò)5。

    圖11-10    網(wǎng)絡(luò)5梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    網(wǎng)絡(luò)5用于設(shè)定噴霧和排風(fēng)閥門運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)使搖振復(fù)位，即停止搖振。其中，M0.3為中間繼電器，是控制搖振的電磁閥。

    (6)網(wǎng)絡(luò)6。

    網(wǎng)絡(luò)6用于復(fù)位噴霧／關(guān)排風(fēng)閥門并開(kāi)始啟動(dòng)搖振。

    圖11-11    網(wǎng)絡(luò)6梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    (7)網(wǎng)絡(luò)7。

    圖11-12    網(wǎng)絡(luò)7梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    網(wǎng)絡(luò)7用于復(fù)位T60。

    (8)網(wǎng)絡(luò)8。

    圖11-13    網(wǎng)絡(luò)8梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    網(wǎng)絡(luò)8用于設(shè)置搖振電磁閥的通電時(shí)間。

    (9)網(wǎng)絡(luò)9。

    網(wǎng)絡(luò)9用于設(shè)置搖振電磁閥的失電時(shí)間。

    (10)網(wǎng)絡(luò)10。

    圖11-14    網(wǎng)絡(luò)9梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    圖11-15    網(wǎng)絡(luò)10梯形圖及語(yǔ)句表

    (a)梯形圖；(b)語(yǔ)句表

    網(wǎng)絡(luò)10表示搖振，Q0.0閃爍表示搖振。