可編程序控制器在糧食烘干機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：本文介紹了在糧食烘干機(jī)控制系統(tǒng)中，利用上位機(jī)與可編程序控制器（PLC）進(jìn)行自動(dòng)控制設(shè)備，并對(duì)烘干機(jī)的工藝流程及控制系統(tǒng)的軟、硬件進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器；糧食烘干機(jī)；上位機(jī)

中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編號(hào)：10.14025/j.cnki.jlny.2015.11.023

1概述

糧食烘干機(jī)是一種人為的糧食干燥設(shè)備，它利用一定方式和介質(zhì)將熱能傳遞給糧堆，在熱能作用下，使籽粒中的水分蒸發(fā)，由介質(zhì)將其帶出糧堆，達(dá)到糧食降水目的。當(dāng)前，我國(guó)糧食烘干生產(chǎn)自動(dòng)化水平較為落后，在生產(chǎn)過程中，設(shè)備故障率高，影響烘干后糧食的品質(zhì)，生產(chǎn)成本增加。因此，運(yùn)用先進(jìn)、成熟、穩(wěn)定的PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)糧食烘干是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。

糧食烘干自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器（PLC）控制，通過人機(jī)界面———上位機(jī)監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，可在線觀看設(shè)備故障報(bào)警。PLC控制具有可靠性高；編程簡(jiǎn)單、使用方便；通用性好，具有在線修改能力；縮短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)試制周期，維護(hù)容易可靠；體積小等特點(diǎn)。設(shè)備采用現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)開關(guān)、PLC和上位機(jī)相結(jié)合的控制方式，使設(shè)備電控系統(tǒng)簡(jiǎn)潔緊湊、軟件和硬件易于修改、維護(hù)并具有高可靠性。

2工作原理

首先用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“選擇按鈕”，再選擇“倉(cāng)1選擇”或“倉(cāng)2選擇”按鈕，這時(shí)已具備開車的條件，鼠標(biāo)點(diǎn)擊“烘干開車按鈕”后整套設(shè)備按程序中設(shè)定的時(shí)間，工藝流程的順序從后至前啟動(dòng)。當(dāng)該系統(tǒng)中某一設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，在這臺(tái)設(shè)備前部的所有設(shè)備都立即停車，以防止堵料，損壞設(shè)備。同時(shí)故障信號(hào)反饋到“上位機(jī)”的屏幕上，使操作者能很快準(zhǔn)確地確定出現(xiàn)故障的位置。圖中的烘干機(jī)“高料位”用于控制“閥門1”或“閥門2”的動(dòng)作，當(dāng)選擇“倉(cāng)1選擇”按鈕時(shí)，“閥門1”動(dòng)作，反之，“閥門2”動(dòng)作。當(dāng)烘干機(jī)糧食滿，出現(xiàn)“高料位”，“閥門1”或“閥門2”關(guān)閉，當(dāng)烘干機(jī)糧食未滿，沒有出現(xiàn)“高料位”，“閥門1”或“閥門2”打開。系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)框架

整套系統(tǒng)都是由數(shù)字開關(guān)來控制，設(shè)備即可以自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，也可人工手動(dòng)操作單獨(dú)設(shè)備，因而對(duì)應(yīng)的各種操作的輸入點(diǎn)及需要顯示的動(dòng)作狀態(tài)信息輸出點(diǎn)很多，這些輸入/輸出信號(hào)如采用電器按鈕、指示燈顯示的方式，會(huì)大大增加硬件模塊及電氣連線，相應(yīng)故障率也會(huì)加大。為了消除這種隱患，我們采用PLC和上位機(jī)相結(jié)合的方案，上位機(jī)的畫面使用專用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)完成后，再通過計(jì)算機(jī)的RS-232通訊口下載至PLC的CPU中進(jìn)行運(yùn)行，連線簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)框如圖2所示：

3.2輸入/輸出（I/O）控制的設(shè)計(jì)

整套烘干自控系統(tǒng)總共設(shè)計(jì)數(shù)字開關(guān)量32個(gè)。其中行程開關(guān)4個(gè)，失速開關(guān)4個(gè)，堵塞開關(guān)3個(gè)，跑偏開關(guān)4個(gè)，急停開關(guān)4個(gè)。主控單元采用了SIEMENS公司的S7-300系列的PLC產(chǎn)品CPU315-2DP，外加2塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊（SM321和SM322各1塊）。

4軟件設(shè)計(jì)

4.1軟件總體功能

圖3是程序框圖，控制程序采用菜單形式編制，自動(dòng)功能包括設(shè)備的運(yùn)行、停止、復(fù)位等，利用西門子wincc組態(tài)軟件中的按鈕功能編程，在上位機(jī)屏幕上點(diǎn)擊“系統(tǒng)開車”按鈕時(shí)，在每個(gè)設(shè)備無故障的狀態(tài)下，可按順序啟動(dòng)；點(diǎn)擊“復(fù)位”按鈕進(jìn)，可對(duì)plc相應(yīng)的中間繼電器進(jìn)行復(fù)位，使plc對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制；狀態(tài)監(jiān)控：監(jiān)視系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，如設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)，plc給出停車命令，并給出報(bào)警提示。

4.2 PLC編程

采用西門子公司的STEP7軟件，在上位機(jī)上使用較為直觀的梯形圖進(jìn)行編程，程序編譯成功后，通過上位機(jī)與PLC的通訊電纜將程序下載到PLC中。

5結(jié)論

采用PLC與上位機(jī)結(jié)合的電氣控制方案并與機(jī)械設(shè)備、傳感器技術(shù)而組合在一起的控制系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單、性能可靠。設(shè)備的可維護(hù)性和靈活性得到了顯著提高，可廣泛應(yīng)用于糧食烘干及物流行業(yè)。

作者簡(jiǎn)介：史壯柏，本科學(xué)歷，四平國(guó)家糧食儲(chǔ)備庫(kù)，工程師，研究方向：糧食烘干自動(dòng)化。