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    0 引言
    配料系統(tǒng)是生產(chǎn)工藝工程中一道非常重要的工序, 配料工序質(zhì)量對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量起著舉足輕重的作用, 它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各種領(lǐng)域。配料系統(tǒng)一般由可編程控制器與電子秤組成一個(gè)計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò), 通過稱重傳感器將現(xiàn)場的重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒Q重儀, 同時(shí)電腦通過Mo dbus 通信協(xié)議將儀表的數(shù)據(jù)經(jīng)PLC 讀入電腦, 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。電腦也可以通過Modbus 通信協(xié)議將寫入的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻x表。通過現(xiàn)場總線連接稱重傳感器、稱重儀、控制計(jì)算機(jī)、PLC 和變頻器等智能程度較高、處理速度快的設(shè)備。在配料生產(chǎn)工藝過程中, 將各種料按一定比例配重, 由稱重傳感器完成對(duì)振動(dòng)給料機(jī)輸送的物料進(jìn)行計(jì)量。PLC 主要承擔(dān)對(duì)秤的稱重過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制, 并完成對(duì)系統(tǒng)故障檢測(cè)、顯示及報(bào)警, 同時(shí)向變頻器輸出信號(hào)調(diào)節(jié)振動(dòng)給料機(jī)的振動(dòng)速度。
    1 稱重配料系統(tǒng)組成及其工作過程
    系統(tǒng)主要由振動(dòng)給料機(jī)、料斗、稱重傳感器、稱重儀表、PLC、變頻器、電氣控制回路、電腦及送料小車等組成。其工作工程是: 首先通過上位機(jī)( 電腦)輸入4 種物料的目標(biāo)值和大投值即物料的配比, 4臺(tái)2. 2 kW 的變頻器分別帶動(dòng)1 臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)的2臺(tái)電機(jī); 點(diǎn)擊啟動(dòng)配料按鈕, 1 號(hào)振動(dòng)給料電機(jī)開始工作, 變頻器切換到較大的頻率, 物料1 快速進(jìn)入料斗, 以提高進(jìn)料的效率; 同時(shí)稱重儀表開始工作, 實(shí)時(shí)顯示出料斗里物料1 的重量, 當(dāng)物料達(dá)到設(shè)定的大投值的時(shí)候, 變頻器切換到較小的振動(dòng)頻率, 慢速進(jìn)料, 以提高進(jìn)料的精度; 當(dāng)物料達(dá)到目標(biāo)值的時(shí)候, 上位機(jī)顯示物料1 的實(shí)際重量值, 電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn), 1 號(hào)振動(dòng)給料結(jié)束, 同時(shí)進(jìn)入2 號(hào)振動(dòng)給料, 依次順延, 直到4 種物料都配完。配完4 種物料后, 打開卸料閘板閥, 物料進(jìn)入輸送小車, 通過變頻器調(diào)節(jié)小車的速度, 由小車將物料送入下一道工序。其中小車在輸送料的過程中, 要涉及到減速問題: 即小車在上升到快要到達(dá)料倉的時(shí)候, 減速啟動(dòng), 小車慢速爬行直到將料卸掉; 小車下降的時(shí)候, 先慢速下降,到達(dá)減速結(jié)束限位開關(guān)的時(shí)候, 慢速結(jié)束, 小車快速下降。同時(shí), 為了防止小車下降的時(shí)候速度過快產(chǎn)生的沖擊對(duì)小車的損壞, 在下車快下降到低限位之前也同樣加上一個(gè)減速開始限位開關(guān)和減速結(jié)束限位開關(guān)。
    稱重儀所選儀表為深圳龍芯科技公司生產(chǎn)的JY500A 系列稱重儀, 集稱重、顯示、通信和配料控制于一體, 并具有自動(dòng)、手動(dòng)、快速、慢速和配料等功能。其中KP7, KP8 繼電器分別作為啟動(dòng)和暫停輸出, 轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5 在就地遠(yuǎn)程之間轉(zhuǎn)換, 按鈕SB1 和繼電器KY2, SB2 和繼電器KY3 分別作慢速和快速控制。
    小車的上升下降的電氣控制, 點(diǎn)擊按鈕SZ1, 繼電器KA1 線包得電, KA1 的常開觸點(diǎn)閉合, 回路形成自鎖, 小車上升, 遇到上限位開關(guān)LK1, 回路失電, 小車停止上升, KA1 線包失電, 同時(shí)常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)閉合; 點(diǎn)擊按鈕SF1, 繼電器KA2 線包得電, KA2 的常開觸點(diǎn)閉合,回路形成自鎖, 小車下降, 遇到下限位開關(guān)LK2, 回路失電, 小車停止下降, 同時(shí)KA2 線包失電, 常開觸點(diǎn)斷開、常閉觸點(diǎn)閉合。繼電器KP1 和繼電器KP2分別與點(diǎn)動(dòng)開關(guān)SZ1 和SF1 并連, 并且分別與PLC相接, 通過PLC 控制繼電器KP1 和KP2 的線包得失電就可以遠(yuǎn)程控制小車的上升和下降。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1 分別在就地、遠(yuǎn)程和空擋3 個(gè)擋位上轉(zhuǎn)換。繼電器KA4 接變頻器的故障的常開輸出點(diǎn), 當(dāng)有故障產(chǎn)生時(shí), KA4 線包得電, 主回路斷開, 從而阻止小車運(yùn)行。同時(shí), 為了更方便觀察, HG1, HL1 和HL2分別指示故障報(bào)警、小車上升和小車下降。小車的減速電氣控制, 當(dāng)小車到達(dá)接近開關(guān)JK1 的位置時(shí), 繼電器KJ1 得電, 繼電器KA3 得電, 電路自鎖, 小車低速運(yùn)行; 當(dāng)小車到達(dá)接近開關(guān)JK2 的位置時(shí), 繼電器KJ2 線包得電, 常開觸點(diǎn)斷開, 回路解鎖, KA 3 失電, 減速結(jié)束, 小車快速運(yùn)行。
    2 PLC 控制程序設(shè)計(jì)
    2. 1 軟硬件及通訊
    系統(tǒng)采用西門子的S7200 編程軟件, 上位機(jī)采用西門子組態(tài)軟件WinCC, PLC 與電腦采用
    RS485 數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接。通信采用Mo dbus 通訊,它具有通信穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸快和實(shí)時(shí)等特點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述控制要求, 系統(tǒng)一共有41 個(gè)輸入點(diǎn), 9 個(gè)輸出點(diǎn), 現(xiàn)主要列出稱重儀和小車控制的輸入輸出點(diǎn),其配料和小車控制的I/ O 端口接線。
    2. 2 程序設(shè)計(jì)
    稱重儀表具有Modbus 通訊功能, 可以通過調(diào)用S7200PLC 的Modbus 通訊模塊, 在寄存器位中通過寫入二進(jìn)制數(shù), 實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。所要注意的是要在稱重儀表上面必須設(shè)置好對(duì)應(yīng)的波特率為19200, 串行數(shù)據(jù)格式是8n1( 8 位數(shù)據(jù)/ 無校驗(yàn)位) , 通訊接口模式是RS485, 通訊協(xié)議是Modbus RT U 從站協(xié)議, 以及儀表通訊地址, 這些參數(shù)的設(shè)置與程序要保持一致, 否則通信會(huì)出現(xiàn)問題。此外, 啟動(dòng)配料是在功能地址100 的0 位寫入二進(jìn)制1, 停止配料是在功能地址100 的2 位上寫入1 。
    小車的上升下降主要靠變頻器控制卷揚(yáng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來控制, 其高速低速主要靠變頻器的高頻和低頻來控制。
    3 結(jié)束語
    采用基于PLC 的稱重配送料系統(tǒng), 經(jīng)過標(biāo)定后能夠通過壓力傳感器準(zhǔn)確地顯示出料斗中物料的重量, 讀寫數(shù)據(jù)快速暢通, 準(zhǔn)確控制振動(dòng)給料機(jī)的快慢速給料, 既提高了效率又控制了下料精度, 物料重量可控制在3 kg 以內(nèi)。同時(shí), 小車控制也實(shí)現(xiàn)快慢速切換, 既提高了小車運(yùn)行速度, 節(jié)約了時(shí)間, 又防止了小車由于慣性大而導(dǎo)致的不容易控制的缺陷, 現(xiàn)場試運(yùn)行, 取得了滿意的結(jié)果。

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