一、造粒機系統(tǒng)概述

    造粒機是一種可將物料制造成特定形狀的成型機械，廣泛應(yīng)用于化工、石化、制藥、食品、礦冶、環(huán)保、印染、橡膠、塑料等領(lǐng)域。本實例主要針對造粒機的搖振進行控制，其對應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖如圖11-1所示。其工作過程大致如下：啟動系統(tǒng)，漿料經(jīng)進料口進入料斗，同時將壓縮空氣引入料斗，在造粒過程中，打開排風閥，并設(shè)置定時搖振，對漿料進行攪拌處理。當設(shè)置的搖振時間到，漿料和壓縮空氣關(guān)，同時關(guān)閉排風閥門，并延時一段時間。搖振操作結(jié)束后，噴霧和排風閥門再打開，繼續(xù)造粒。

    圖11-1    造粒機搖振工藝流程圖

    本設(shè)計主要針對造粒機的搖振進行控制，在造粒過程中，設(shè)置定時搖振，當搖振時間到時，噴霧和主壓（壓縮空氣）關(guān)，同時關(guān)閉排風閥門。搖振結(jié)束后，噴霧和排風閥門都打開，繼續(xù)造粒。

    二、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

    1．系統(tǒng)輸入／輸出信號分析

    根據(jù)上述的造粒機系統(tǒng)概述，可知該造粒機PLC控制系統(tǒng)的輸入信號有：控制造粒機搖振啟動，需要1個啟動按鈕，控制造粒機搖振停止，需1個停止按鈕，所以共需要2個輸入端子。

    輸出信號：本實例需要使用3個電磁閥來分別控制搖振、噴霧和排風閥門，所以共需要3個輸出端子。

    2．PLC的輸入／輸出分配表

    根據(jù)上述對該造粒機搖振PLC控制系統(tǒng)輸入／輸出信號的分析，可設(shè)計如表11-1所示的PLC輸入／輸出分配表。

    表11-1    PLC的輸入／輸出分配表

    3．PLC選型

    根據(jù)上述的PLC輸入／輸出分配表，參看表2-1，本實例中選用的PLC是西門子公司的S7-200系列小型PLC CPU222。

    4．造粒機搖振PLC控制系統(tǒng)接線圖

    根據(jù)前述的造粒機搖振工作流程以及PLC的輸入／輸出分配表，可畫出如圖11-2所示的PLC硬件系統(tǒng)接線圖。

    圖11-2    造粒機搖振PLC控制系統(tǒng)接線圖

    三、造粒機搖振PLC控制程序

    按照前述的造粒機工作原理，其造粒過程可描述如下：按啟動按鈕，I0.0輸入為1，I0.0由動合變?yōu)閯訑啵�輔助繼電器M0.2線圈得電，動合觸點吸合并自鎖，然后輔助繼電器M0.1動斷觸點通電，啟動定時器T60，定時10ms。此時，T60的動合觸點閉合，使計數(shù)器C1開始計數(shù)，計60次，C1的動合觸點接通，使輔助中間繼電器M0.0線圈得電，動斷觸點接通，使C1復(fù)位，同時T60動合觸點吸合使輔助繼電器M0.1動斷觸點斷開，T60被復(fù)位，這樣循環(huán)下去，C1就每1s (1000ms)計數(shù)一次。

    當計數(shù)值大于0小于54s時，即54s時間內(nèi)噴霧和風門開，搖振關(guān)。當計數(shù)值大于54s小于60s時，即在6s時間內(nèi)搖振開，噴霧和風門關(guān)。在程序下一次掃描時，M0.2動合觸點繼續(xù)接通，使T60動合觸點得電，動斷觸點斷開，C1又開始計數(shù)，這樣一直重復(fù)上述控制過程，直到停止按鈕I1.0輸人為1，I1.0動斷觸點斷開，輔助中間繼電器M0.2線圈失電，其動合觸點斷開，控制過程終止。與該過程相對應(yīng)的造粒機搖振工藝流程圖如圖11-3所示，該過程對應(yīng)的時序圖和控制邏輯圖分別如圖11-4和圖11-5所示。

    造粒機搖振PLC控制程序如圖11-6～圖11-15所示。

    (1)網(wǎng)絡(luò)1。

    圖11-3    造粒機搖振PLC控制流程圖

    圖11-4    造粒機搖振時序圖

    圖11-5    造粒機搖振邏輯控制圖

    圖11-6    網(wǎng)絡(luò)1梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網(wǎng)絡(luò)1實現(xiàn)了系統(tǒng)的啟動和自鎖，按啟動按鈕，I0.0輸入為1，I0.0常開變閉合，M0.2得電。按停止按鈕，I1.0輸人為1，I1.0常閉變斷開，M0.2失電。M0.2為輔助中間繼電器。

    (2)網(wǎng)絡(luò)2。

    網(wǎng)絡(luò)2用于設(shè)定計時基數(shù)，其中M0.1為中間繼電器的動斷觸點，T60為100ms的定時器，定時1s。

    圖11-7    網(wǎng)絡(luò)2梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    (3)網(wǎng)絡(luò)3。

    網(wǎng)絡(luò)3實現(xiàn)對計數(shù)器的計數(shù)次數(shù)設(shè)置，其中M0.0為中間繼電器觸點，復(fù)位C1，C1為計數(shù)器，計數(shù)60次。

    (4)網(wǎng)絡(luò)4。

    圖11-8    網(wǎng)絡(luò)3梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    圖11-9    網(wǎng)絡(luò)4梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網(wǎng)絡(luò)4用于計數(shù)復(fù)位。

    (5)網(wǎng)絡(luò)5。

    圖11-10    網(wǎng)絡(luò)5梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網(wǎng)絡(luò)5用于設(shè)定噴霧和排風閥門運行時間，同時使搖振復(fù)位，即停止搖振。其中，M0.3為中間繼電器，是控制搖振的電磁閥。

    (6)網(wǎng)絡(luò)6。

    網(wǎng)絡(luò)6用于復(fù)位噴霧／關(guān)排風閥門并開始啟動搖振。

    圖11-11    網(wǎng)絡(luò)6梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    (7)網(wǎng)絡(luò)7。

    圖11-12    網(wǎng)絡(luò)7梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網(wǎng)絡(luò)7用于復(fù)位T60。

    (8)網(wǎng)絡(luò)8。

    圖11-13    網(wǎng)絡(luò)8梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網(wǎng)絡(luò)8用于設(shè)置搖振電磁閥的通電時間。

    (9)網(wǎng)絡(luò)9。

    網(wǎng)絡(luò)9用于設(shè)置搖振電磁閥的失電時間。

    (10)網(wǎng)絡(luò)10。

    圖11-14    網(wǎng)絡(luò)9梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    圖11-15    網(wǎng)絡(luò)10梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網(wǎng)絡(luò)10表示搖振，Q0.0閃爍表示搖振。