淺談PLC控制的配方自動灌注設備研制

尚春云

摘要：PLC控制系統的功能性強、編程簡單、可靠性較高，將其與配方自動灌注設備結合，可以有效地提升配方自動灌注設備控制運行的效率和質量。本文資源闡述PLC控制技術原理及特征的基礎上，就該技術下，配方自動灌注設備的運作狀況展開分析，并指出基于PLC控制的配方自動灌注設備配置方法，期望能提升PLC控制技術在配方自動灌注設備中的應用質量，進而在保證配方自動灌注設備運行效率的同時，推動現代工業的自動化、智能化發展。

關鍵詞：PLC控制;配方自動灌注設備;自動化;智能化

機械設備是工業生產的重要支撐，新經濟形態下，我國工業化建設持續深入，對于機械設備的應用提出了較高要求。一方面，機械設備本身應具備較高的穩定性和精確性，能充分滿足當前工業生產需要。另一方面，機械設備的操作還應盡可能簡單，便捷，同時能滿足生產成本、環境因素的管理需要。基于此，PLC控制技術在機械設備中的獲得了廣泛應用。本文就PLC控制技術在配方自動灌注設備中的應用要點展開分析。

一、PLC控制技術的原理及特征

1、PLC控制技術的基本原理

PLC技術是基于計算機技術、數字技術發展起來的一種新型可編程邏輯控制手段，將其應用于工業生產，可以實現邏輯運算、控制順序、技術、定時和操作等質量的規范管理[1]。從控制過程來看，其包含了數據采樣輸入、用戶程序執行、輸出刷新三個階段。在數據輸入采樣中，PLC裝置會在脈沖信號控制下，對數據及部分狀態進行掃描，并在I/O映象區進行保存，為后期的控制運算提供支持。PLC用戶執行過程中，系統本身會按照從上往下的順序對相關程序進行掃描運算，并且通過運算的結果刷新邏輯線圈，驗證計算結果的準確性。到達系統控制指令輸出時，CPU會在I/O映象區保存、計算數據的指導下，對系統運作狀態進行管理，實現各電路系統運行的有效控制。

2、PLC控制技術的主要特征

現階段，PLC控制技術在多個領域獲得了廣泛應用。從應用過程來看，基于PLC控制技術的設備具有以下特征：其一，借助于PLC控制指令，機械設備的邏輯圖、語言編程更加靈活，且程序控制更加簡便。其二，與傳統設備應用相比，PLC控制下的設備采用了分散控制、集中管理的控制方式，這有效地完善了機械設備的功能，提升了設備的適用性。其三，在設備使用過程中，PLC技術通過儲存邏輯代替了接線邏輯，這有效地控制了設備故障的發生概率，確保了機械設備運行的安全性和可靠性，同時提升了設備的抗干擾能力[2]。

二、PLC控制下的配方自動灌注設備運行

配方自動灌注設備是現代工業生產的重要支撐，其在電子、化工、冶金、食品、飲料、飼料加工等領域均有廣泛應用。在這些產業發展中，配方自動灌注設備能在配方指導下，實現原材料的有效混合和灌注。新時期，人們對于配方自動灌注的要求更加嚴格，為滿足工業生產的精確化管理，人們在配方自動灌注設備使用中融入了PLC控制技術。從應用過程來看，傳動部件、配方灌注部件、自動容器 進給部件、控制按鈕及觸摸屏是配方自動灌注設備的基本組成單元。受PLC控制技術影響，這些單元的運作模式發生重大變化。

1、傳動系統

作為配方自動灌注設備運行的重要單元，傳動部件能確實現工位盤間歇運動的有效控制。通常情況下，配方自動灌注設備的主電機為步進電機，在設備融入PLC技術后，系統三相單雙六拍供電由PLC進行控制。在設備使用過程中，主電機放大裝置轉動一圈，則傳動軸就轉動一定的角度并停止，而當主電機再次轉動時，傳動軸又會轉移到另一個對應角度。從控制效果來看，其實現了傳動軸及傳動盤上工位的間歇控制，滿足了抓取原料、原料轉移、下料等工序的控制需要。

2、進給部件

自動容器進給部件位于配方自動灌注設備的兩側，在設備運作過程中，左右兩個進給裝備會同時運作，并配合工位盤做間歇性運運動。此時，空容器會被持續性的轉移到工位盤之上。設備運作過程中，基于PLC控制技術，工位上的夾具可自動開合，即當容器達到指定位置后，夾具會緊合進行容器固定，同時在傳感器的支撐下，PLC控制中心會受到夾具發出的信號脈沖，然后將容器轉移到預定工位上。而當容器內部原料被取出，需要進行空容器轉移時，感應器同樣會向PLC控制系統發出到微信號，并在空容器轉出后補給下一個容器。從PLC控制效果來看，通過可編程自動控制手段的應用，自動容器進給部件的轉移更加靈活，其實現了進給部件與下料電機旋轉過程的緊密配合，提升了設備運行的效率和質量。需注意的是，在配方自動灌注設備開機運作前，必須將一定量的空容器整齊放置于料槽內，同時需保證空容器口要朝向定位板，此外，當空容器到達定位板后，應與定位板緊緊貼合在一起[3]。

3、配方灌注

配方灌注部件是配方灌注設備的核心單元。在設備運作過程中，其要求部件中的漏斗可以自動升降。具體而言，當空容器達到預定位置后，PLC控制系統須發出指令，通過定位氣缸使得漏斗升到最高點，該環節中，漏斗上升到位的系統號通過形成開關進行檢測，確保空容器到達工位時處于漏斗下方。然后進行工位盤控制，使得轉動角度滿足系統運作需要。此外，在配方自動灌注設備應用中，配方灌注構件的應用還應滿足以下條件：其一，在開機前，應在各個原料存放斗內裝入適量的配方原料，防止設備走空。其二，PLC控制中心發出控制指令，且設備開始運作是，應按照順序進行設備調料，同時預判相應工位是否有空容器的信息。其三，在成品制作完成后，借助于相應的傳感器，向控制中心發出夾具松開請求，并在PLC控制下，將料斗自由放下，并在下料斗的下方放置料桶，使得成品進入料筒，完成成品轉移。

4、控制按鈕及觸摸屏控制

作為配方灌注設備的重要操作系統，控制按鈕及觸摸屏對于設備開關機、單步控制實現具有較大影響，在實踐中，借助于PLC控制系統的有效管理，設備本身不僅具有較強的監控和配方設置功能，而且在計數控制等操作、運行履歷、診斷系統、生成生產報表等方面優勢明顯，能夠有效地滿足當前工業生產需要。

三、基于PLC控制的配方自動灌注設備配置方法

新時期，PLC控制使得配方自動灌注設備的配置方法發生一定變化。就實現過程來看，要充分滿足自動控制需要，在配方自動灌注設備配置中，不僅要考慮原設備傳動部件、配方灌注部件、自動容器 進給部件、控制按鈕及觸摸屏的應用需要，更要對PLC控制系統進行規范設置。一方面，工作人員應注重主程序、自動程序、手動程序的合理設置，為施工工況操作提供保證。另一方面，應確保送容器子程序、配方比較子程序、報警子程序等項目與生產條件相互吻合，以此滿足設備運作需要。譬如，在較多企業配方自動灌注設備運作中，其控制器選用S7-300系統，同時為滿足其實際控制需要，故而在PLC裝置布局是，增加了相應的DI、DO、AI、AO擴展模塊，此外，通過IMATIC PANEL觸摸屏進行系統監控，并采用現場總線和以太網實現系統的調試管理，以此來保證觸摸屏信號輸入、控制及輸出的高效運行。

結論

PLC控制技術應用對于配方自動灌注設備的應用具有較大影響。實踐過程中，人們只有充分掌握PLC技術的應用原理，并在其指導下進行自動灌注設備配置和與運行控制，才能有效地提升PLC控制技術的應用水平，進而在保證配方自動灌注設備運行效率的同時，推動現代工業的自動化、智能化發展。

參考文獻：

[1]吳嘯龍.PLC控制的配方自動灌注設備的研制[J].科學技術創新，2019（2）：188-189.

[2]郝佳，劉軍.基于PLC的污水處理自動控制系統研制[J].自動化技術與應用，2017，36（5）：68-71.

[3]唐元恒，劉振崗，張玎，等.PLC技術的原理、優點及其在電氣設備自動化控制中的實踐研究[J].電子世界，2017（8）：28.

（作者單位：山東越浩自動化有限公司）