基于PLC控制的自动炒货机设计

刘永波，柳明丽，王元美，宗榜，边泽山

(辽宁科技学院 工程实践中心，辽宁 本溪 117004)

基于PLC控制的自动炒货机设计

刘永波，柳明丽，王元美，宗榜，边泽山

(辽宁科技学院 工程实践中心，辽宁 本溪 117004)

采用PLC和触摸屏技术，对电炒货机的锅体实现多段时间、多段温度的实时显示控制，炒制结束后自动卸料、自动回位，同时设有手动、自动、报警等功能，能够满足多种复杂工艺对设备的要求。

PLC；触摸屏；炒货机；设计

目前国内市场上的电炒货机只有手动控制的，包括拖动锅体旋转的旋转电动机控制、拖动锅体升降的升降电动机控制，对加热管附近的温度控制则由热电偶、温控表、接触器等组成的简易控制系统进行控制，对锅体温度无法进行准确控制。对于工艺要求复杂的货品的炒制，如生产黑啤酒中头道工艺麦芽的炒制，这种炒货机不能满足生产工艺的要求。为此，设计了基于PLC控制的电炒货机，实现了投料后一键启动，对锅体实现多段时间、多段温度实时显示控制，炒制结束后自动卸料、自动回位。同时，此控制系统设有手动、自动、报警等功能，能够完全满足多种复杂工艺对设备的要求。

1 系统控制原理

控制系统原理框图如图1所示。系统中采用触摸屏作为人机界面，根据不同的工艺要求进行控制参数的修改和指令输入，显示操作画面，实时显示、监控锅体内温度变化情况。利用固态继电器、铂电阻和温度变送器组成温度控制系统实现对锅体温度的PID控制。利用零位、高位接近开关和升降电动机、旋转电动机反转实现自动卸料、自动回位。

图1 控制系统原理框图

2 控制系统硬件组成

系统采用了西门子S7-200的CPU224CN、EM231模拟量输入模块、SMART 700触摸屏、380VAC/100A的固态继电器、图尔克 Bi4-M12-VP6X接近开关、Pt100铂电阻和INOR APAQ-HLF 70APHRF001 0-100℃/4-20mA温度传感器实现对电热炒货机的自动控制，采用NHR-7101R无纸记录仪对温度进行在线记录和下载后传入电脑进行数据分析。电气原理总体框图如图2所示，系统CPU224CN的I/O接线图如图3所示。

图2 电气原理总体框图

图3 PLC I/0接线图

3 系统软件设计

根据生产要求，其工作流程为：锅内投料→根据工艺要求在触摸屏上选择工艺→设置各段温度和时间→自动启动→旋转电动机正转旋转→依次自动启动各段温度及时间控制→旋转电动机停止→升降电动机正转启动→高位接近开关动作→升降电动机停止→旋转电动机反转出料→反转时间到→旋转电动机停止→升电动机反转启动→零位接近开关动作→升降电动机停止，至此完成一锅料的炒制。

图4 温控设置界面

图5 手动操作界面

系统软件设计包括PLC控制软件和触摸屏软件两部分。触摸屏界面由专用支持软件wincc flexible组态设计，整个界面由两部分组成：一部分为温度控制参数设定界面，如图4所示；另一部分为系统界面，包括手动操作界面、故障报警界面、自动运行界面、温度曲线界面等，图5为手动操作界面，图6为自动运行界面。

图6 自动运行界面

4 结论

将PLC技术和触摸屏技术应用于炒货机中，极大地提高了炒货机的自动化程度，操作更加简便、灵活，控制精度高，能够满足多种复杂工艺要求，提供符合质量要求的炒制品。

〔1〕常辉.西门子S7-200 PLC入门与应用实例〔M〕.北京：中国电力出版社,2009.

〔2〕西门子(中国)有限公司.深入浅出西门子人机界面〔M〕.北京：北京航空航天大学出版社,2009.

DesignofAutomaticRoastingMachinebasedonthePLC

LIU Yong-bo， LIU Ming-li，WANG Yuan-mei，ZONG Bang，BIAN Ze-shan

(EngineeringPracticalCenter,LiaoningInstituteofScienceandtechnology,Benxi,Liaoning, 117004,China)

By using PLC and touch -screen technology, we realize the real-time display and control with multi-segment time and multi-segment temperature on the roasting machine, and realize the automatic unloading and automatic return to zero after operation. It also has the function of manual, automatic operation and alarm, which can meet the requirements of various complex process.

PLC；Touch screen；Roasting machine；Design

1008-3723(2017)05-009-03

10.3969/j.issn 1008-3723.2017.05.004

2017-06-24

2016年辽宁科技学院大学生创新创业训练计划项目(201611430109).

刘永波(1965-)，男，辽宁本溪人，辽宁科技学院工程实践中心副教授，硕士.

TP20

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