■林 光

（威海市技術(shù)學院，山東威海 264210）

本地一飼料生產(chǎn)公司有一臺SDPM350型顆粒制粒機，自90年代投入使用以來一直高負荷運轉(zhuǎn)，控制電路是繼電器控制，線路混亂，再加上環(huán)境惡劣，導致控制系統(tǒng)故障頻繁，而制粒機是顆粒飼料生產(chǎn)工藝中核心設(shè)備之一，制粒機性能直接影響整個生產(chǎn)線的效率，為提高生產(chǎn)效率，公司決定對制粒機電氣線路進行PLC自動控制改造。

1 顆粒制粒機工作原理

1.1 制粒機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SDPM350型制粒機主要由喂料器、調(diào)質(zhì)器、制粒器和傳動部分組成。主電機功率30 kW電機1臺，喂料器電機一臺0.75 kW，調(diào)質(zhì)器電機一臺3 kW。

1.2 系統(tǒng)工作流程

SDPM350型制粒機電氣原理如圖1所示。開機時，主電動機采用星三角降壓啟動，運行平穩(wěn)后，再啟動調(diào)質(zhì)器電機，然后啟動喂料器電機，調(diào)整喂料器電機轉(zhuǎn)速逐漸由慢到快，使飼料由慢到快進入調(diào)質(zhì)器，打開并調(diào)整蒸汽閥加入蒸汽對飼料進行加熱調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)好后的原料進入錐形進料口和環(huán)模，經(jīng)壓輥和環(huán)模擠壓形成顆粒飼料排出顆粒機進入冷卻器冷卻。停機時，先停止喂料器電機，停止蒸汽閥，然后停止調(diào)質(zhì)器電機，最后停止主電機。

2 PLC控制系統(tǒng)分析與設(shè)計

2.1 控制流程設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)工作流程，自動工作時，關(guān)閉制粒機前門，裝在前門處的保護開關(guān)閉合后，按動啟動按鈕以星三角降壓啟動主電動機，主電機啟動2 s后，自動啟動調(diào)質(zhì)器電機，調(diào)質(zhì)器電機啟動2 s后，啟動喂料器電機，喂料器電機啟動2 s后打開蒸汽電磁閥向調(diào)質(zhì)器里加入蒸汽調(diào)質(zhì)。

圖1 SDPM350型制粒機電氣原理

停止時，按動停止按鈕，喂料器電機首先停機，4 s后蒸汽電磁閥關(guān)閉，蒸汽電磁閥關(guān)閉4 s后調(diào)質(zhì)器電機停機，調(diào)質(zhì)器電機停機4 s后主電機停機。

本機在主軸尾部裝有安全銷結(jié)構(gòu)與限位開關(guān)相連的超載保護裝置，當環(huán)模擠壓孔大片堵塞，環(huán)模壓輥之間飼料過?；蝠そY(jié)，以致出現(xiàn)空心主軸、環(huán)模通過粘結(jié)飼料帶動壓輥、主軸同時轉(zhuǎn)動時，可切斷安全銷，自動停機，并響鈴報警，確保人員及制粒機安全。

2.2 控制系統(tǒng)硬件配置

根據(jù)顆粒機工作流程和控制的要求分析，系統(tǒng)需開關(guān)量輸入點11個，開關(guān)量輸出點7個，綜合考慮成本和技術(shù)要求，本系統(tǒng)中選用SIEMENS S7-200(CPU224)PLC，該PLC具有14點輸入，10點繼電器輸出，可完全滿足系統(tǒng)要求。輸入/輸出信號地址分配如表1所示。

2.3 PLC外部接線

PLC輸入元件中，急停按鈕、停止按鈕和熱繼電器采用常閉觸點，其余按鈕采用常開觸點，限位開關(guān)也全部采用常開觸點。PLC外部接線如圖2所示。

表1 PLC輸入/輸出信號地址分配

圖2 PLC外部接線

3 PLC程序設(shè)計

根據(jù)工藝流程圖，編制PLC的程序，程序可在設(shè)備調(diào)試過程中進行編制，方便修改。

根據(jù)系統(tǒng)要求，顆粒機控制分為兩種狀態(tài)，一是手動控制狀態(tài)，用于壓輥環(huán)模更換、調(diào)整及檢測等；一是自動加工狀態(tài)，用于正常的制粒。

手動狀態(tài)下，旋鈕SA斷開I0.1，在安全銷限位開關(guān)正常的情況下，按下按鈕SB2和SB3，可實現(xiàn)主電機起動和停止，按鈕SB4和SB5，可實現(xiàn)調(diào)質(zhì)器電機啟動和停止，按鈕SB6和SB7，可實現(xiàn)喂料器電機啟動和停止。

自動工作狀態(tài)，首先要確認前門限位開關(guān)及安全銷限位開關(guān)的位置，確保制粒機前門關(guān)閉及安全銷正常。

按下啟動按鈕SB2，電動機以星型啟動，15 s后轉(zhuǎn)為三角形運轉(zhuǎn)，三角形運轉(zhuǎn)2 s后，自動啟動調(diào)質(zhì)器電機，調(diào)質(zhì)器電機啟動2 s后，啟動喂料器電機，喂料器電機啟動2 s后，自動打開蒸汽電磁閥向調(diào)質(zhì)器里加入蒸汽調(diào)質(zhì)。

停止時，按動停止按鈕SB3，喂料器電機停機，4 s后蒸汽電磁閥關(guān)閉，蒸汽電磁閥關(guān)閉4 s后調(diào)質(zhì)器電機停機，調(diào)質(zhì)器電機停機4 s后主電機停機。

為了保證安全，系統(tǒng)設(shè)置了急停按鈕SB1，當系統(tǒng)異常情況時，按下SB1時，PLC所有的輸出將全部停止，以防止事故的發(fā)生。

當主軸轉(zhuǎn)動切斷安全銷時，安全銷限位開關(guān)動作，PLC控制所有電機停止，報警鈴響鈴報警。

4 小結(jié)

利用可編程控制器改造舊設(shè)備電氣控制系統(tǒng)，是現(xiàn)有企業(yè)里常用的技術(shù)改造方案，經(jīng)過PLC改造后的設(shè)備大大降低了運行的故障率，提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和效率，降低了日常維護成本。通過使用PLC改造該舊飼料制粒機電氣控制系統(tǒng)后，省去了原系統(tǒng)的中間繼電器，時間繼電器，使線路簡化。同時，由于PLC的高可靠性，輸入輸出部分還有信號指示，給準確判斷電氣故障的發(fā)生部位提供了很大的方便，具有較好的推廣應用價值。

（參考文獻若干篇，刊略，需者可函索）