1,、前言

隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，一種基于工業(yè)自動化控制要求而設(shè)計的控制設(shè)備——可編程序控制器（Programmable Controller）,，目前己在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,。由于這種控制器集成化程度高，兼?zhèn)淞擞嬎銠C的功能特點,，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊,，控制指令豐富，抗干擾能力強,，使用操作靈活方便,，對使用環(huán)境無過高要求，而且實現(xiàn)了復(fù)雜邏輯控制電路的智能化和軟件化,，控制電路及控制程序修改十分方便,。再加上程序語言采用工程技術(shù)人員所熟悉的梯形圖（近似于繼電器邏輯電路）進行編制，易于實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制,，而且硬件控制線路十分簡單,，學(xué)習(xí)和掌握也十分容易，因而可編程序控制器在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,。

目前,，飼料廠配料工序多采用微機控制系統(tǒng)（國內(nèi)生產(chǎn)的控制機組大多采用微機和STD總線工控機，進口控制機組以可編程序控制器為主）進行控制,，而原糧粉碎工段設(shè)備控制仍以手動操作為主,，少數(shù)用繼電器盤實現(xiàn)順序控制。采用繼電器盤進行順序和時間控制,，硬件線路復(fù)雜,，可靠性不高，柜內(nèi)占用空間大,，不便于線路修改及維護。而采用手動控制極易產(chǎn)生誤操作,，控制準確性差,，人為因素影響大,，易增加不必要的設(shè)備啟、停次數(shù),，增加設(shè)備空載運行時間,，嚴重時甚至損壞設(shè)備，因而很難保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品一致性,，也增加了設(shè)備能耗,、運行噪音和產(chǎn)品成本。針對這一情況,，我們開發(fā)了可編程序控制器應(yīng)用于原糧粉碎工段自動控制系統(tǒng),，實現(xiàn)了原糧粉碎工段控制的電氣自動化。

2,、粉碎工段工藝介紹

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工藝流程

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由物料提升機,、水平輸送機、除塵器,、粉碎機,、物料分配器及粉料成品倉等構(gòu)成。圖1表示出整個原糧粉碎工段的工藝結(jié)構(gòu)流程圖,。整套系統(tǒng)運行特點為連續(xù)工作制,，要具有良好的設(shè)備保護能力。一旦出現(xiàn)設(shè)備故障而未及時得到保護,，就不但可能使設(shè)備毀壞,，而且使各種物料在輸送管路及加工設(shè)備中產(chǎn)生堵塞，給生產(chǎn)帶來不必要的工作量及麻煩,。另外,，粉碎機為大功率設(shè)備，一般功率為75KW以上,，它的合理控制與保護,，對系統(tǒng)降低耗能總量及設(shè)備運行噪音起到關(guān)鍵的作用。

                            圖1 粉碎工段工藝結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)設(shè)備控制工藝

下面介紹原糧粉碎工段控制系統(tǒng)的主要控制工藝流程特點：

其控制工藝對除塵器,、提升機,、輸送機、粉碎機及料斗電插門的啟,、停順序和啟,、停延遲時間都有較嚴格的控制要求。在原糧粉碎工段運行過程中,，設(shè)備啟動順序為：除塵器→提升機→輸送機→粉碎機→開電插門,；停止順序為：關(guān)電插門→粉碎機→輸送機→提升機→除塵器。而各設(shè)備間延時啟停時間的設(shè)定,，要根據(jù)設(shè)備及物料的不同,，經(jīng)過現(xiàn)場多次反復(fù)測試及調(diào)整,，才能得到理想的數(shù)值。在運行過程中某設(shè)備有過載現(xiàn)象時,，要求能及時停止過載設(shè)備,，然后按停止順序停相關(guān)工段的其他設(shè)備。此外,，上述設(shè)備在手動操作時,，通常需聯(lián)鎖啟停，以避免物料堆積,。

粉碎機的控制要求啟動時采用合理的啟動方式,，以保護電機及工廠供電電網(wǎng)的安全。我們利用了可編程序控制器豐富的內(nèi)部定時器資源及其極高的定時精度的特點,，對粉碎機的啟動控制采用了星-三角降壓啟動的控制方法,。實踐的結(jié)果證明該控制方法不僅安全可靠、調(diào)整方便,、降低了啟動能耗和噪音,，而且也減少了電機啟動器的投資，為飼料廠帶來巨大的經(jīng)濟效益,。 

3,、可編程序控制器的選擇

輸出點數(shù)的確定：根據(jù)原糧粉碎工段系統(tǒng)的控制設(shè)備臺數(shù)及控制要求為粉碎機的正向及反向啟停、除塵器的啟停,、提升機（兩個）的啟停,、輸送機（兩個）的啟停、電插門的開關(guān),、物料分配器電磁閥（左分及右分）,、設(shè)備故障保護及各設(shè)備的運行狀態(tài)指示及報警，總共輸出控制點為23個,。

輸入點數(shù)的確定：輸入信號有程序啟動與停止,、自動/手動選擇、設(shè)備聯(lián)鎖,、設(shè)備的啟停信號,、設(shè)備運行狀態(tài)檢測信號及設(shè)備過載檢測信號等，總共38個控制信號,。

日立E系列提供一種40點輸入及24點輸出的可編程序控制器,，型號為E-64HR，其結(jié)構(gòu)為單機式結(jié)構(gòu),，控制指令豐富,、簡單易懂，十分符合本系統(tǒng)的控制要求,。其次,，日立E系列極高的可靠性能也是我們選擇它的一個重要原因,。

4、控制流程圖及控制程序編制

要想完整準確地編制控制程序,，首先要根據(jù)控制工藝流程繪制出控制流程圖。圖2為該系統(tǒng)的控制流程圖,?？删幊绦蚩刂破魈峁┑囊莆患拇嫫鞴δ苤噶睿梢允址奖愕貙崿F(xiàn)設(shè)備的順序啟停,。根據(jù)控制流程,，我們可以將控制程序分為：程序指針控制程序、手動操作控制程序,、自動操作控制程序和設(shè)備狀態(tài)檢測,、顯示及故障報警程序。系統(tǒng)控制程序略,。

    
                           圖2 程序控制流程圖

5,、控制系統(tǒng)的主要功能

下面介紹該控制系統(tǒng)的主要功能：

多種控制功能可選 系統(tǒng)控制程序設(shè)有手動和自動運行模式。手動控制時,，又可選擇聯(lián)鎖或解鎖功能,，選擇時通過選擇開關(guān)，選擇十分方便,，不需在控制線路中加過多的轉(zhuǎn)換開關(guān),。

2．自動啟、停過程的鎖定功能 當啟動自動控制程序時,，原糧粉碎工段相關(guān)設(shè)備按工藝要求依次延時啟動,。在設(shè)備尚未全部啟動完畢前按下停止鈕，停止操作不起作用,。系統(tǒng)處于啟動鎖定狀態(tài),，直至設(shè)備全部啟動。反之,，停止時停止操作狀態(tài)也被鎖定,。

3．手動、自動操作鎖定功能 手動或自動操作功能在啟動前已被選定,。一旦啟動控制程序,，當前的操作狀態(tài)即被鎖定而無法更改，只有按下停止操作鈕,，待全部設(shè)備停止后,，所更改的操作狀態(tài)才有效。

4.完善的自動控制功能 在粉碎工段的自動啟,、停過程中,，設(shè)有自動開電插門5秒（未全部打開）和自動關(guān)電插門10秒（保證電插門關(guān)死）的控制程序,。當啟動自動程序后，設(shè)備依次自動啟動,，并最后完全打開電插門,；停止時，設(shè)備反序自動停止后,，再關(guān)電插門,。在運行過程中，可手動啟,、停粉碎機,，并開、關(guān)相應(yīng)電插門,，當粉碎機被停止后,，按自動停止順序停止粉碎工段相關(guān)的其他設(shè)備。在控制柜給電后,，可由一對啟,、停鈕控制輔料工序設(shè)備按工藝要求自動依次延時啟、停,，以適應(yīng)上料隨機性和繼續(xù)工作的要求,。

5.設(shè)備過載自動保護功能 當有設(shè)備過載尚未恢復(fù)，則不能執(zhí)行自動程序,。在設(shè)備自動啟動過程中和啟動完成后有過載,，先停過載設(shè)備，再關(guān)電插門,，然后按反序依次停其他設(shè)備,；手動操作時，單臺設(shè)備過載,，單臺停,。

6.故障報警及故障查詢功能 當設(shè)備出現(xiàn)過載現(xiàn)象時，控制屏上有一紅燈閃爍報警,，并伴有蜂鳴聲,，故障消除后，操作功能恢復(fù),，紅燈停止閃爍,，故障設(shè)備也可以直觀地從可編程序控制器的輸入顯示窗中查到。

7．控制參數(shù)可隨意調(diào)整 時間控制參數(shù)可根據(jù)設(shè)備具體功率和物料的容重進行調(diào)整,，調(diào)整十分方便,，時間精度達1／100秒。

6、結(jié)束語

飼料廠原糧粉碎工段采用可編程序控制器進行控制,，從設(shè)備投資來看,，如有兩套粉碎機的系統(tǒng)中，可編程序控制器只需增加投資約4000元,，1套粉碎機的系統(tǒng)約增加3500元,。但由于可編程序控制器集控制、電源板,、定時器,、輸入/輸出單元（輸出選繼電器輸出單元）于一體，采用整體設(shè)計,，可靠性極高，抗干擾能力極強,，而且可省掉幾十個中間繼電器和十幾個時間繼電器,，硬件上的自鎖和互鎖控制可由軟件實現(xiàn)，從而使控制線路大大簡化,，整個控制系統(tǒng)可靠性大大地得到了提高,，實際凈增加投資很少，這是采用繼電器盤,，甚至單板機控制無法與之相比的,。從實際使用效果來看，不僅簡化了操作過程,，提高了控制可靠性和準確性,，而且降低了維修維護工作量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量,。由于設(shè)備啟,、停采用了精確的自動控制，從而減少了設(shè)備空載時間和啟,、停的次數(shù),，提高了生產(chǎn)效率，降低了電力損耗,，減少了設(shè)備損壞,。改善了生產(chǎn)環(huán)境，增加了社會效益和經(jīng)濟效益,。

可編程序控制器不僅可以實現(xiàn)各種開關(guān)量控制,、配上A／D及D／A模擬量模塊，還可以實現(xiàn)各種定量控制,。如粉碎機控制系統(tǒng)加入電流檢測閉環(huán)控制,，可實現(xiàn)粉碎系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)喂料量的更加完善的控制系統(tǒng)。總而言之,，在飼料工業(yè)實現(xiàn)部分和全廠自動化控制以及生產(chǎn)管理現(xiàn)代化的過程中,，可編程序控制器將會以其優(yōu)越的功能，發(fā)揮越來越重要的作用,。