酒糟自动摊凉机PLC自控系统设计

胡乃清，雷雪梅

(四川化工职业技术学院，四川 泸州 646000)

1 自动摊凉机工作原理及控制要求

酒糟经人工或者机械送入链式传输带，主链电机通过减速器驱动传输带自下而上运动，带动酒糟从摊凉机底部向顶部运动。在酒糟的传输过程中，前端风机和后端风机通过传输带小孔实现两级风冷，要求摊凉机顶部的酒糟温度处于16～18 ℃[1]，酒糟自动摊凉机结构如图1所示。

图1 酒糟自动摊凉机示意

2 控制方案设计

2.1 电力拖动方案

为保障系统的可靠性并简化拖动系统，电力拖动采用独立拖动方案。

2.2 控制方案设计

2.2.1 传输带速度控制

酒糟最终温度主要受传送带传输速度、环境温度、酒糟量、送风量的影响，在实际工作过程中，考虑到酒糟量的变化(由产量与劳动效率带来的波动)，为保证温度可控，故允许传输带运行速度在一定范围内可调，故传输带电动机采用变频电机。加药量随酒糟量比例变化，故加药电机和主链电机采用同一变频器控制转速，待主链电动机启动后延时启动加药电机。变频器输入信号由触摸屏面板给定。

2.2.2 温度控制

为保证温度控制效果，采用两个独立的温度单闭环控制。在传输带上方安装两个热电阻测温，在传输带下方安装前端风机和后端风机调整送风量达到温度控制的目的。

2.3 系统选型

自控系统既有少量AI点，也有少量开关量，为保证温度控制效果，温度控制采用连续

闭环控制，综合考虑系统可靠性、维护方便性、经济性，控制系统选型上采用PLC控制系统。PLC选用西门子S7—S200下列PLC，变频器采选用三菱FR—A700下列变频器，采用MCGS触摸屏进行监控与操作。

3 PLC自控系统设计

3.1 主电路设计

自动摊凉机主电路如图2所示。

图2 自动摊凉机自控系统主电路

3.2 I/O设备与内部存储单元对照

AQ0，AQ2，AQ4中保存的信号经转换后送入变频器的电流输入端，中间继电器KA常开触点接入变频器的STF端，用于启动变频电机[2]，如表1所示。

表1 自动摊凉机I/O设备和内部存储单元对照表

3.3 程序设计

3.3.1 程序结构设计

(1)主程序(每个周期都要运行的程序)包括：系统急停程序、变频器启停程序、子程序调用，如图3—5所示。

图3 急停程序

图4 变频电机启停程序

图5 子程序调用

(2)子程序。

子程序1实现PID参数设置，通过初试脉冲SM0.1调用PID参数设置子程序，既可以在PLC运行的第一个周期内赋予PID参数值，又可以在PLC运行过程中通过触摸屏修改PID参数值[3]。

子程序2为中断设置程序，包括中断类型(定时中断)及事件号、开中断、定时中断周期。

(3)中断服务程序

定时中断服务程序主要完成两个温度PID程序所需的数据采集与转换、PID模块调用、控制量的数据转换，主链变频电机速度控制信号的数据转换。

将数据采集与数据转换、PID运算、控制量数据转换配置在定时中断服务程序中，既可以实现温度的连续控制，又可以避免配置在主程序中导致主程序周期变长的情况[4]。

4 结语

酒糟自动摊凉机的设计可以降低劳动强度、减少劳动成本、提高生产效率。采用PLC控制系统即可实现逻辑控制、又可以实现连续控制。通过建立触摸屏与PLC之间的通信，可方便地完成操作与监控，在参数显示过程中，既可以实现实时数据监控，也可以观察温度的历史趋势曲线。此外，PLC、触摸屏、变频器等设备还具有很高的可靠性且成本较低。因此，用PLC自控系统实现的自动摊凉机具有较强的推广价值，可广泛应用于白酒生产。