基于PLC控制的自動(dòng)配料系統(tǒng)的應(yīng)用

　　圖2： 流量PID閉環(huán)調(diào)節(jié)

2.系統(tǒng)控制流程

　　當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，啟動(dòng)配料生產(chǎn)線。首先系統(tǒng)程序進(jìn)行初始化，通過上位機(jī)或觸摸屏設(shè)置配料配比，檢查料斗有無物料。若無物料，向料斗送料，啟動(dòng)配料生產(chǎn)線，由電子皮帶秤進(jìn)行稱重并實(shí)時(shí)計(jì)量，CPU計(jì)算得實(shí)時(shí)流量及累計(jì)流量。若設(shè)定流量與實(shí)際流量有偏差，調(diào)節(jié)器根據(jù)系統(tǒng)控制要求比較設(shè)定值與實(shí)際流量的偏差，經(jīng)PID調(diào)節(jié)改變輸出信號(hào)以控制變頻器對(duì)輸送電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)恒流量控制。根據(jù)配比各輔料同時(shí)混合計(jì)量，并按配方工藝要求添加。系統(tǒng)主程序控制流程如圖3。

　　圖3： 系統(tǒng)主程序控制流程

3.PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)置

　　系統(tǒng)中主、輔料秤由可編程控制器（PLC）和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制?，F(xiàn)以1#～4#四臺(tái)電子皮帶秤的PLC控制分析為例，每一電子皮帶秤有一臺(tái)皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩個(gè)料位傳感器，一個(gè)速度傳感器，一個(gè)稱重傳感器，一臺(tái)變頻器，它們構(gòu)成了被控對(duì)象。電動(dòng)機(jī)的啟、停由開關(guān)量控制，PLC數(shù)字量輸出信號(hào)作為變頻器的控制端輸入信號(hào)，經(jīng)變頻器調(diào)制輸出高頻脈沖給皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)。料位傳感器檢測(cè)料斗有無物料，速度傳感器測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)需8個(gè)數(shù)字量輸入信號(hào)，25個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)和24個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)，I/O點(diǎn)總數(shù)量為57。I/O點(diǎn)數(shù)量和類型如表1所示。

　　表1： PLC I/O口數(shù)量和類型

　　公司的SIMATIC S7-/300，屬于模塊化小型PLC系統(tǒng)，各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。

　　根據(jù)系統(tǒng)被控對(duì)象的I/O點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，選用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU 315-2DP 。CPU 315-2DP是唯一帶現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS）SINEC L2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的裝載存儲(chǔ)器，可用存儲(chǔ)卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)容量最大到512KB，最大可擴(kuò)展1024點(diǎn)數(shù)字量或128個(gè)模擬量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的I/O點(diǎn)數(shù)選擇一個(gè)直流32點(diǎn)和一個(gè)16點(diǎn)的SM321數(shù)字量輸入模塊和一個(gè)32點(diǎn)SM322繼電器輸出模塊。

　　3.2變頻器選型及其功能設(shè)定

　　三菱公司提供了FR-A540系列變頻器與該公司的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)相匹配時(shí)的技術(shù)參數(shù)。采用三菱的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，1#皮帶機(jī)額定功率2.2KW，2～4#皮帶機(jī)額定功率為0.4KW，額定電壓380V，額定電流5A，轉(zhuǎn)速1420r/ min，調(diào)速范圍120～1200r/min。三菱FR-A540變頻器自帶有PID調(diào)節(jié)功能，根據(jù)自動(dòng)配料系統(tǒng)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行PID控制，需要檢測(cè)設(shè)定的部分參數(shù)設(shè)定如下：