魯小勝+賀麗平+馬凱+金濤

摘要：針對工業(yè)生產(chǎn)中需對塊狀或散狀物料，進行一定距離或角度的定量調(diào)速輸送，就需要在原基礎上改進和提高輸送裝置的工藝與控制部件。本文對PLC定量調(diào)速輸送裝置模型進行一定的結構處理與參數(shù)調(diào)整，便能應用于企業(yè)，使其取得一定的經(jīng)濟效益和節(jié)能效果。

Abstract： Because the bulk materials need the quantitative speed transfer of a certain distance or angle in the industrial production， the original process and control unit for conveying device need to be improved. This paper carries out the structural treatment and parameter adjustment for the model of PLC quantitative speed transmission device to make it can be applied to the enterprise and obtain certain economic efficiency and energy saving effect.

關鍵詞：變頻器；PLC；定量輸送；調(diào)速

Key words： frequency transformer；PLC；quantitative transmission；speed regulation

中圖分類號：TN773 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）35-0139-02

0 引言

隨著PLC與變頻器技術在現(xiàn)代化與智能化等控制領域，得到越來越多的應用與發(fā)展，為了不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和節(jié)能減排效果，進一步提高企業(yè)生產(chǎn)過程自動化的水平與程度，以及精確與正確的生產(chǎn)控制。這就需要在輸送裝置中使用模擬量信號，并通過A/D功能模塊對該信號進行快速有效的采集、處理與輸出，從而滿足或達到新工藝所規(guī)定的技術要求。

1 應用背景

隨著新能源及低炭節(jié)能技術在各行業(yè)得到不斷的開發(fā)與越來越多的應用，特別是給使用這一技術的生產(chǎn)型企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟效益，其趨勢將在所有企業(yè)中應用，因此在這個基礎上，對本市某企業(yè)塊狀物料輸送裝置即單斗式提升機的工作情況進行了解與分析后，提出了改進方案，即將PLC、變頻器、觸摸屏、A/D類功能模塊等控制元件在裝置中進行組合使用，使得該裝置具有物料輸送連續(xù)性強，輸送的速度與高度可調(diào)節(jié)，泄漏量小，安全可靠性高等特點，在定量輸送過程中極大地降低了電動機的運行時間和對電能的消耗，從而滿足企業(yè)自動化生產(chǎn)與高精度加工的需求，同時達到安全、可靠、高效與節(jié)能等方面的要求。

2 應用理念

本次研發(fā)的裝置模型，將平滑皮帶改成了閉式結構，減少了物料輸送中的散落或堆壓，并通過料倉中物料重量的大小自動調(diào)節(jié)皮帶的送料速度，即加速或減速，當物料重量達到設定量時，皮帶停止運行不再送料，從而保證每次生產(chǎn)所需的物料一樣重，這就極大地降低了對物料的浪費與生產(chǎn)成本，提高了控制精度與經(jīng)濟效益。

當定量物料完全送入料倉后，可對物料進行二次處理，如配比混裝、恒壓、恒溫、恒濕等各類處理，從而滿足企業(yè)對物料的多種加工需求，極大地提高了裝置的加工功能與領域。

3 PLC的應用

因本裝置模型節(jié)約的能量主要是電能，因此在采用了PLC與變頻器等技術的基礎上，還選用配合精密的機械傳動部件，來降低各運動部件之間的摩擦阻力和磨損，具體應用如下。

根據(jù)PLC在該裝置中的應用思路和裝置的工作過程與控制要求，以及所選用的各類器件，完成對該裝置結構框圖的設定，即硬件之間的組合與連接過程的設定，具體設定見圖1所示，圖中PLC主要實現(xiàn)對在本裝置的整體控制，最終實現(xiàn)對物料的變速輸送與恒溫處理。

3.1 PLC與裝置I/O口設定

通過對該裝置控制要求的分析與工藝過程的了解，以及本裝置工作過程中所需的I/O元件，完成其與PLC的I/O端口設定，具體設定與分配的器件端口見表1所示。

3.2 PLC應用程序編寫

①根據(jù)裝置控制要求，完成其PLC控制程序的編寫，實現(xiàn)物料輸送的PLC部分應用程序見圖2所示，圖中Y7表示電動機工作的控制信號，Y1，Y2，Y3分別表示變頻器控制電動機實行低速、快速、慢速的控制信號，Y6表示物料達到設定值的控制信號[1]。

②物料恒溫控制的部分程序見圖3所示，圖中D1中的數(shù)據(jù)如在370-390之間則表示實現(xiàn)恒溫控制，如小于370則SET Y013，表示對物料開始加熱，如大于390則RST Y013，表示對物料停止加熱，本程序中具體溫度數(shù)值的大小可以根據(jù)實際的溫控需要來設定。

3.3 裝置的安裝

根據(jù)裝置結構框圖以及各元件之間的配合要求，對其進行合理與正確安裝，具體裝置外觀見圖4、5所示。圖4為裝置的控制器件，主要有PLC、變頻器、A/D信號轉換模塊與相關的電器元件組合而成，圖5為皮帶輸送部件與料倉，主要有電動機、帶輪、皮帶與相關的機械元件組合而成，另外在料倉低部安裝了重量傳感器，料倉內(nèi)部安裝了加熱器與溫度傳感器，實現(xiàn)對物料重量與溫度檢測和控制。

3.4 PLC的應用實現(xiàn)

通過正確設置裝置器件之間的通訊參數(shù)，將控制程序?qū)懭氲絇LC中，將PLC設置為運行模式，開始對裝置進行運行與調(diào)試，具體過程如下。按下啟動按鈕，裝置開始工作，因料倉中物料重量小于1kg，電動機低速運行頻率為20Hz，皮帶速度為低速，運行效果通過變頻器來實現(xiàn)[2]；當物料的重量增加到在大于1kg小于5kg之間時，為了提高生產(chǎn)效率，電動機快速運行頻率上升到40Hz，皮帶速度上升為高速；當物料的重量大于5kg，為了實現(xiàn)物料輸送的精準性，電動機慢速運行頻率下降到6Hz，皮帶由高速變?yōu)槁?，當料倉中的物料重量達到設定重量時，電動機則停止運行頻率為0Hz；另外當料倉中的物料重量大于1kg后，加熱器開始工作，給連續(xù)送入的物料進行均勻加熱，最后實現(xiàn)恒溫控制，加熱效果見圖6所示，即當物料的溫度小于37度時開始加熱，加熱溫度達到39度時停止加熱，讓物料的溫度基本保持在38度左右，當然根據(jù)實際需要，溫度恒定值的范圍還可以繼續(xù)調(diào)小與設定。

根據(jù)調(diào)試結果，可知本裝置模型能較好地滿足預期的設計要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對各類散狀物料的額定重量的變速輸送與和恒溫控制處理。另外在本裝置中使用了觸摸屏技術，在觸摸屏上繪制相應的控制界面與對應器件參數(shù)的設置[3]，根據(jù)實際情況對裝置運行的工作參數(shù)進行在線修改，直接調(diào)整電動機的運行頻率與物料的加熱溫度，通過控制界面將其參數(shù)值實時的顯示出來，實現(xiàn)對裝置運行過程數(shù)字化與可視化的控制，滿足實際生產(chǎn)的控制要求。

4 結論

通過PLC在本裝置上的應用，較好地實現(xiàn)了對物料定量調(diào)速輸送過程的控制，滿足了實際生產(chǎn)所需的功能，在整個運行調(diào)試過程中也遇到了一些問題與困難，通過集體研究與進一步的參數(shù)修改和運行，解決了這些問題；采用閉式皮帶輸送物料具有較高的輸送效率與安全性，并完全彌補了單斗提升機回程不做功的問題，且輸送的角度可調(diào)節(jié)。將本裝置的輸送與控制系統(tǒng)根據(jù)實際生產(chǎn)的要求做適當改進，便能應用于企業(yè)，幫助其取得良好的經(jīng)濟效益與節(jié)能效果。

參考文獻：

[1]史國生.電氣控制與可編程控制器技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[2]三菱通用變頻器FR-E700使用手冊.

[3]薛迎成.PLC與觸摸屏控制技術[M].北京：中國電力出版社，2008.