張 娟

（眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司，寧夏銀川 750004）

1 尿素添加自動化生產(chǎn)線中PLC控制系統(tǒng)構成

PLC 控制系統(tǒng)是基于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的數(shù)字化運算的電子裝置，屬于單片機。在應用中通過對其進行編譯處理，將編譯好的程序存儲在系統(tǒng)中則可以形成簡單的PLC 設備。在尿素添加生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)中應用，通過PLC 內(nèi)部邏輯進行處理，可以執(zhí)行順序計算、計時以及算法運算等相關操作質量，進行做到數(shù)字化的輸入以及輸出處理，實現(xiàn)對設備的有效控制。同時，PLC 也具有一定的可擴展功能，在實際的生產(chǎn)中應用效果顯著。分析PLC 控制系統(tǒng)在尿素添加生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)中的應用，其結構主要包含以下幾部分。

1.1 電源

電源是PLC 控制裝置的重要設備。PLC 電源具有穩(wěn)定電流的作用。為了保障PLC 可以呈現(xiàn)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，一般狀況之下PLC 裝置主要為交流電，其波動電壓要控制在10%左右。對此，在實踐中要將PLC 裝置與交流電進行鏈接。

1.2 中央處理器

中央處理器的功能與CPU 功能類似，工作效率較高，可以實現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)預算分析，具有控制數(shù)據(jù)輸入以及輸出的職能。其主要包括存儲器、I/O 設備以及編譯系統(tǒng)等。在PLC系統(tǒng)的尿素添加生產(chǎn)線運行中輸入數(shù)據(jù)要通過中央處理器進行處理，再通過輸出設備進行輸出處理。整個過程就是基于基本邏輯的輸入以及輸出過程，常規(guī)狀況之其呈現(xiàn)為一種邏輯循環(huán)工作狀態(tài)[1]。

1.3 存儲單元

每個電子控制系統(tǒng)中都要合理地設置存儲單元。其主要功能就是進行存儲預處理的程序，這樣在運行中則可以直接調(diào)用。同時，在設備輸入數(shù)據(jù)的時候，這些數(shù)據(jù)有效存儲，通過中央處理器處理輸出。

1.4 輸入與輸出設備

其主要職能就是充分保障設備的交互定，具有一定的外界交流能力。同時PLC 也具有一定的通信功能，在遠程通信設備中也要設置通信功能，便于交流，實現(xiàn)信息共享。

2 尿素添加生產(chǎn)線智能控制系統(tǒng)設計

2.1 總體設計

采用全智能的自動化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)尿素添加自動化。系統(tǒng)包含自動控制系統(tǒng)、包裝袋自動上下料系統(tǒng)、物料自動拆包系統(tǒng)以及密閉環(huán)保的物料輸送系統(tǒng)。通過現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)及智能化信號傳輸及控制實現(xiàn)尿素添加過程的無人化操作。系統(tǒng)具備自主、智能、柔性化等多種特點，且整體結構設計滿足現(xiàn)場環(huán)境應用的需求，達到可靠、實用的技術應用。

2.2 智能搬運上料系統(tǒng)

系統(tǒng)流程為工人利用叉車將裝有尿素的托盤料卸載在滾筒輸送線上，滾筒輸送線將尿素托盤輸送至搬運機器人處，搬運機器人利用相機識別來料位置，啟動末端執(zhí)行器將尿素上料至皮帶輸送線上，上料完的托盤由托盤收集貨叉從滾筒輸送線上取下。

智能搬運上料系統(tǒng)控制邏輯相對較為簡單，數(shù)字量中I/O的控制點相對較少，其輸入點為16點，輸出點12點。在設計中應用西門子S7-200PLC 增加EM277通信模塊，將其與現(xiàn)場總線連接，作為網(wǎng)絡從站與上位機通信，實現(xiàn)與上位機監(jiān)控處理[2]。

2.3 自動拆包投料系統(tǒng)

全自動拆包機主要用于袋裝物料的自動拆包及下料，主要包括進料裝置、破袋裝置、篩分裝置、廢袋收集裝置。管鏈輸送機主要用于將拆袋后的散裝物料輸送至溶液罐中，主要包括管道、鏈條盤片、驅動裝置等。在此系統(tǒng)中拆包機控制邏輯較為復雜。其控制子系統(tǒng)是通過可編程的邏輯控制器PLC、觸摸屏、手動的操作屏以及變頻控制等各個系統(tǒng)構成的集中控制系統(tǒng)，具有實時性較強的特征。

2.4 智能視覺系統(tǒng)

采用基于計算機視覺的全自動化智能視覺定位系統(tǒng)，模擬人眼的的定位原理，準確定位物料包裝袋的精確位置。配合工業(yè)計算機系統(tǒng)，模擬人眼視覺定位原理，在高速度、高精度、高穩(wěn)定性的同時，達到類人的智能化定位水平，對于托盤上每個包裝袋精確定位，配合工業(yè)機械手進行抓取，保證整個加藥過程的正常運行。

2.5 自動控制系統(tǒng)

自動控制系統(tǒng)主要包括PLC、HMI 人機交互界面、到位檢測傳感器等組件，具備手動、全自動運行模式，觸摸屏帶有整機的操作功能。用于對此整套自動化尿素添加系統(tǒng)進行監(jiān)視、報警、控制和管理，PLC 系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場工藝需求，按照編制的程序對系統(tǒng)中的設備進行控制，并且具有溶液罐液位聯(lián)鎖、系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)指示、參數(shù)設置、故障報警等功能。操作人員可通過控制界面進行參數(shù)設置、輸送量調(diào)整、系統(tǒng)自動運行的啟停以及現(xiàn)場設備的單個手動控制。

同時系統(tǒng)帶有PROFIBUS 和PROFINET/以太網(wǎng)接口，與交換機進行串聯(lián)，可將現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡將輸送至動力部的中控系統(tǒng)中，實現(xiàn)遠程智能化、自動化操作。

3 可編程序控制器在尿素添加生產(chǎn)線智能控制系統(tǒng)中的應用

3.1 可編程序控制器自動生產(chǎn)線運用

可編程序控制器（PLC）電子單元利用在工業(yè)生產(chǎn)中應用，可以實現(xiàn)自動化管理。在尿素添加生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)中應用，利用PLC 系統(tǒng)嵌入處理，可以對生產(chǎn)流程以及過程的自動化控制，進而實現(xiàn)全自動化的生產(chǎn)環(huán)境控制。在技術層面上來說，PLC 自動生產(chǎn)線就是利用中央處理器進行控制，PLC具有寫入功能，可以實現(xiàn)編程變異功能，通過對處理系統(tǒng)進行編譯處理可以保障其滿足生產(chǎn)程序要求，實現(xiàn)在生產(chǎn)過程中做到編譯化處理。其主要應用流程主要如下。

3.2 寫入編譯程序

在工業(yè)自動化生產(chǎn)程序中進行編譯處理，通過寫入操作進行PLC 控制器處理。

第一，輸入數(shù)據(jù)。通過輸入設備輸入程序，實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)流程。第二，編譯處理中央處理器。將輸入數(shù)據(jù)進行分析處理，發(fā)出輸出指令信息進行操控處理。第三，邏輯循環(huán)操作。工程生產(chǎn)中其與一種循環(huán)操作模式之中，因此，要做好邏輯的循環(huán)操作處理。第四，系統(tǒng)設計。基于PLC 的尿素包裝添加生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)，其核心就是PLC 計算手段，在尿素包裝自動生產(chǎn)線的工作中，要明確PLC 系統(tǒng)控制參數(shù)以及方式，根據(jù)工藝過程以及要求宣傳對應的動作。為了保障系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定，在設計中要增加聯(lián)鎖、保護以及互鎖等相關功能，通過模塊化編程進行設計可以有效優(yōu)化。第五，控制系統(tǒng)連通電路之后，操作人員可以根據(jù)實際狀況選擇模式，在手動模式之下分析檢修不同皮帶之間點動運行狀況。第六，在自動運行模式運行之后，在PLC 總控單元控制之下可以實現(xiàn)對各個系統(tǒng)的集中控制處理。在實踐中要想滿足尿素包裝的需求，在設計中要合理的設計分析。通過PLC 讀取在傳送帶上的信號，通過計數(shù)模塊進行處理，實現(xiàn)自動化的控制。為了提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，在進行PLC 尿素添加生產(chǎn)線自動控制設計中可以設置存儲單元，通過將多余的產(chǎn)出輸送到存儲單元中，根據(jù)皮帶的速度、產(chǎn)品大小等進行輸送速度的控制。提升設備以及人身操作安全，要設置緊急拉線開關，包裝開關拉動的時候可以立即停止控制系統(tǒng)[4]。同時，要根據(jù)系統(tǒng)的程序以及不同單元的功能進行分段編程處理。

3.3 系統(tǒng)運行

在系統(tǒng)運行中要綜合多個方面的因素，尿素生產(chǎn)線在實際工作中會出現(xiàn)一些緊急的事件以及故障問題。對此，在設計中要合理地設置緊急開關以及按鈕，保障在遇到突發(fā)狀況的時候可以及時停止設備。在故障完全解除之后通過啟動按鈕或者開關保障生產(chǎn)線繼續(xù)運行。

4 結束語

分析可編程序控制器在尿素添加生產(chǎn)線智能控制系統(tǒng)中的應用，了解PLC 技術在實踐中的應用技術手段，可以有效的提升生產(chǎn)效率，縮短周期，真正的實現(xiàn)自動化的處理。在尿素添加生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)中整合PLC 技術手段，對其進行優(yōu)化完善，可以在根本上提升整體的經(jīng)濟效益。