一、造粒機系統概述

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

    圖11-1    造粒機搖振工藝流程圖

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

    二、控制系統硬件設計

    1．系統輸入／輸出信號分析

    根據上述的造粒機系統概述，可知該造粒機PLC控制系統的輸入信號有：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

    根據上述對該造粒機搖振PLC控制系統輸入／輸出信號的分析，可設計如表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控制系統接線圖

    根據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硬件系統接線圖。

    圖11-2    造粒機搖振PLC控制系統接線圖

    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由動合變為動斷，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，使計數器C1開始計數，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被復位，這樣循環下去，C1就每1s (1000ms)計數一次。

    當計數值大于0小于54s時，即54s時間內噴霧和風門開，搖振關。當計數值大于54s小于60s時，即在6s時間內搖振開，噴霧和風門關。在程序下一次掃描時，M0.2動合觸點繼續接通，使T60動合觸點得電，動斷觸點斷開，C1又開始計數，這樣一直重復上述控制過程，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。與該過程相對應的造粒機搖振工藝流程圖如圖11-3所示，該過程對應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)網絡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    網絡1梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網絡1實現了系統的啟動和自鎖，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)網絡2。

    網絡2用于設定計時基數，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    網絡2梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    (3)網絡3。

    網絡3實現對計數器的計數次數設置，其中M0.0為中間繼電器觸點，復位C1，C1為計數器，計數60次。

    (4)網絡4。

    圖11-8    網絡3梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    圖11-9    網絡4梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網絡4用于計數復位。

    (5)網絡5。

    圖11-10    網絡5梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網絡5用于設定噴霧和排風閥門運行時間，同時使搖振復位，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)網絡6。

    網絡6用于復位噴霧／關排風閥門并開始啟動搖振。

    圖11-11    網絡6梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    (7)網絡7。

    圖11-12    網絡7梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網絡7用于復位T60。

    (8)網絡8。

    圖11-13    網絡8梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網絡8用于設置搖振電磁閥的通電時間。

    (9)網絡9。

    網絡9用于設置搖振電磁閥的失電時間。

    (10)網絡10。

    圖11-14    網絡9梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    圖11-15    網絡10梯形圖及語句表

    (a)梯形圖；(b)語句表

    網絡10表示搖振，Q0.0閃爍表示搖振。