浅谈PLC控制的配方自动灌注设备研制

尚春云

摘要：PLC控制系统的功能性强、编程简单、可靠性较高，将其与配方自动灌注设备结合，可以有效地提升配方自动灌注设备控制运行的效率和质量。本文资源阐述PLC控制技术原理及特征的基础上，就该技术下，配方自动灌注设备的运作状况展开分析，并指出基于PLC控制的配方自动灌注设备配置方法，期望能提升PLC控制技术在配方自动灌注设备中的应用质量，进而在保证配方自动灌注设备运行效率的同时，推动现代工业的自动化、智能化发展。

关键词：PLC控制;配方自动灌注设备;自动化;智能化

机械设备是工业生产的重要支撑，新经济形态下，我国工业化建设持续深入，对于机械设备的应用提出了较高要求。一方面，机械设备本身应具备较高的稳定性和精确性，能充分满足当前工业生产需要。另一方面，机械设备的操作还应尽可能简单，便捷，同时能满足生产成本、环境因素的管理需要。基于此，PLC控制技术在机械设备中的获得了广泛应用。本文就PLC控制技术在配方自动灌注设备中的应用要点展开分析。

一、PLC控制技术的原理及特征

1、PLC控制技术的基本原理

PLC技术是基于计算机技术、数字技术发展起来的一种新型可编程逻辑控制手段，将其应用于工业生产，可以实现逻辑运算、控制顺序、技术、定时和操作等质量的规范管理[1]。从控制过程来看，其包含了数据采样输入、用户程序执行、输出刷新三个阶段。在数据输入采样中，PLC装置会在脉冲信号控制下，对数据及部分状态进行扫描，并在I/O映象区进行保存，为后期的控制运算提供支持。PLC用户执行过程中，系统本身会按照从上往下的顺序对相关程序进行扫描运算，并且通过运算的结果刷新逻辑线圈，验证计算结果的准确性。到达系统控制指令输出时，CPU会在I/O映象区保存、计算数据的指导下，对系统运作状态进行管理，实现各电路系统运行的有效控制。

2、PLC控制技术的主要特征

现阶段，PLC控制技术在多个领域获得了广泛应用。从应用过程来看，基于PLC控制技术的设备具有以下特征：其一，借助于PLC控制指令，机械设备的逻辑图、语言编程更加灵活，且程序控制更加简便。其二，与传统设备应用相比，PLC控制下的设备采用了分散控制、集中管理的控制方式，这有效地完善了机械设备的功能，提升了设備的适用性。其三，在设备使用过程中，PLC技术通过储存逻辑代替了接线逻辑，这有效地控制了设备故障的发生概率，确保了机械设备运行的安全性和可靠性，同时提升了设备的抗干扰能力[2]。

二、PLC控制下的配方自动灌注设备运行

配方自动灌注设备是现代工业生产的重要支撑，其在电子、化工、冶金、食品、饮料、饲料加工等领域均有广泛应用。在这些产业发展中，配方自动灌注设备能在配方指导下，实现原材料的有效混合和灌注。新时期，人们对于配方自动灌注的要求更加严格，为满足工业生产的精确化管理，人们在配方自动灌注设备使用中融入了PLC控制技术。从应用过程来看，传动部件、配方灌注部件、自动容器 进给部件、控制按钮及触摸屏是配方自动灌注设备的基本组成单元。受PLC控制技术影响，这些单元的运作模式发生重大变化。

1、传动系统

作为配方自动灌注设备运行的重要单元，传动部件能确实现工位盘间歇运动的有效控制。通常情况下，配方自动灌注设备的主电机为步进电机，在设备融入PLC技术后，系统三相单双六拍供电由PLC进行控制。在设备使用过程中，主电机放大装置转动一圈，则传动轴就转动一定的角度并停止，而当主电机再次转动时，传动轴又会转移到另一个对应角度。从控制效果来看，其实现了传动轴及传动盘上工位的间歇控制，满足了抓取原料、原料转移、下料等工序的控制需要。

2、进给部件

自动容器进给部件位于配方自动灌注设备的两侧，在设备运作过程中，左右两个进给装备会同时运作，并配合工位盘做间歇性运运动。此时，空容器会被持续性的转移到工位盘之上。设备运作过程中，基于PLC控制技术，工位上的夹具可自动开合，即当容器达到指定位置后，夹具会紧合进行容器固定，同时在传感器的支撑下，PLC控制中心会受到夹具发出的信号脉冲，然后将容器转移到预定工位上。而当容器内部原料被取出，需要进行空容器转移时，感应器同样会向PLC控制系统发出到微信号，并在空容器转出后补给下一个容器。从PLC控制效果来看，通过可编程自动控制手段的应用，自动容器进给部件的转移更加灵活，其实现了进给部件与下料电机旋转过程的紧密配合，提升了设备运行的效率和质量。需注意的是，在配方自动灌注设备开机运作前，必须将一定量的空容器整齐放置于料槽内，同时需保证空容器口要朝向定位板，此外，当空容器到达定位板后，应与定位板紧紧贴合在一起[3]。

3、配方灌注

配方灌注部件是配方灌注设备的核心单元。在设备运作过程中，其要求部件中的漏斗可以自动升降。具体而言，当空容器达到预定位置后，PLC控制系统须发出指令，通过定位气缸使得漏斗升到最高点，该环节中，漏斗上升到位的系统号通过形成开关进行检测，确保空容器到达工位时处于漏斗下方。然后进行工位盘控制，使得转动角度满足系统运作需要。此外，在配方自动灌注设备应用中，配方灌注构件的应用还应满足以下条件：其一，在开机前，应在各个原料存放斗内装入适量的配方原料，防止设备走空。其二，PLC控制中心发出控制指令，且设备开始运作是，应按照顺序进行设备调料，同时预判相应工位是否有空容器的信息。其三，在成品制作完成后，借助于相应的传感器，向控制中心发出夹具松开请求，并在PLC控制下，将料斗自由放下，并在下料斗的下方放置料桶，使得成品进入料筒，完成成品转移。

4、控制按钮及触摸屏控制

作为配方灌注设备的重要操作系统，控制按钮及触摸屏对于设备开关机、单步控制实现具有较大影响，在实践中，借助于PLC控制系统的有效管理，设备本身不仅具有较强的监控和配方设置功能，而且在计数控制等操作、运行履历、诊断系统、生成生产报表等方面优势明显，能够有效地满足当前工业生产需要。

三、基于PLC控制的配方自动灌注设备配置方法

新时期，PLC控制使得配方自动灌注设备的配置方法发生一定变化。就实现过程来看，要充分满足自动控制需要，在配方自动灌注设备配置中，不仅要考虑原设备传动部件、配方灌注部件、自动容器 进给部件、控制按钮及触摸屏的应用需要，更要对PLC控制系统进行规范设置。一方面，工作人员应注重主程序、自动程序、手动程序的合理设置，为施工工况操作提供保证。另一方面，应确保送容器子程序、配方比较子程序、报警子程序等项目与生产条件相互吻合，以此满足设备运作需要。譬如，在较多企业配方自动灌注设备运作中，其控制器选用S7-300系统，同时为满足其实际控制需要，故而在PLC装置布局是，增加了相应的DI、DO、AI、AO扩展模块，此外，通过IMATIC PANEL触摸屏进行系统监控，并采用现场总线和以太网实现系统的调试管理，以此来保证触摸屏信号输入、控制及输出的高效运行。

结论

PLC控制技术应用对于配方自动灌注设备的应用具有较大影响。实践过程中，人们只有充分掌握PLC技术的应用原理，并在其指导下进行自动灌注设备配置和与运行控制，才能有效地提升PLC控制技术的应用水平，进而在保证配方自动灌注设备运行效率的同时，推动现代工业的自动化、智能化发展。

参考文献：

[1]吴啸龙.PLC控制的配方自动灌注设备的研制[J].科学技术创新，2019（2）：188-189.

[2]郝佳，刘军.基于PLC的污水处理自动控制系统研制[J].自动化技术与应用，2017，36（5）：68-71.

[3]唐元恒，刘振岗，张玎，等.PLC技术的原理、优点及其在电气设备自动化控制中的实践研究[J].电子世界，2017（8）：28.

（作者单位：山东越浩自动化有限公司）