陈哲琪 张赞 张永亮 张克芹 程广振

摘要：这是一种能根据生产过程中的实际需要，通过PLC控制来调节相关参数的加热加压罐进排料装置。当接上电源，按下启动按钮后，装置便开始根据PLC所编写的程序运行，实现进料、加压、加热、排料的功能，并按照上述四个工艺过程不断进行循环，直至按下停止按钮，装置跳出循环，停止运行。此外，通过传感器技术的应用，反应过程中反应物和反应环境的相关参数可以被测得，并通过PLC控制反馈到生产过程中，使得在提升生产效率的前提下，同时也提高了资源的利用率。

关键词：进排料装置；PLC控制；传感器技术

1.前言

随着科技的发展和社会生产力水平的不断提高，人们对生产活动有了更高的要求和更远的期待。从一开始的以追求量为主的要求逐渐转变成要实现质与量的并存的目标。这一转变意味着我们需要将更安全、更准确、更高效的生产设备投入到生产过程中，再辅以高新的操作技术，来实现质与量的飞跃。通过调查发现，目前生产活动中所使用的进排料反应装置仍存在一些不足，例如自动化控制程度不高，对资源的有效利用不够，生产效率有待提高等。而近年来PLC与传感器技术的发展，提供给了我们一个去改善这些不足的方向。

2.结构组成

加热加压罐进排料装置主要由启动按钮SB1、停止按钮SB2、下限液位传感器LE2、温度传感器TE、压力传感器PE、上限液位传感器LE1、排气电动阀M1、进料电动阀M2、增压电动阀M3、排料电动阀M4、电阻加热器R组成。其结构组成如图1所示。

3.工作原理和工艺过程分析

加热加压罐进排料装置工艺过程包括进料、加压、加热、排料这四个阶段。

1）初始状态，四个传感器LE1、PE、TE、LE2和电阻加热器R均处于断开状态，四个电动阀M1、M2、M3、M4处于关闭状态。

2）检测下液位、温度和装置内部压力是否都小于设定值，若是，则接通电源，按下启动按钮SB1，此时排气电动阀M1和进料电动阀M2工作，开始向装置内进料。当液位上升到上限位置时，上限液位传感器LE1动作，使得排气电动阀M1、进料电动阀M2关闭。

3）根据生产需要设定延时时间30 秒，30 秒后增压电动阀M3接通，氮气开始进入罐内，提高装置内部压力。当压力上升到设定值时，压力传感器PE开始动作，增压电动阀M3断开。

4）此时罐内温度一定低于要求值，应接通电加热器R的电源，开始加热。当罐内温度上升到设定值时，温度传感器TE开始动作，断开电加热器R的电源，同时开始计时，设定保温时间8分钟，在此时间内罐内温度保持稳定，通过对电加热器R的通断控制来实现。

5）保温时间到后，排气电动阀M1接通，使罐内压力降低到初始值，保持排气电动阀M1接通，同时排料电动阀M4打开，开始向外排料。直到液位降低到下限位置时，下限液位传感器LE2断开，使得排气电动阀M1、排料电动阀M4电源断开，整个系统恢复到初始状态，开始下一工作循环。

4.控制系统设计

控制器采用三菱公司型号为FX2N-16MR的可编程序控制器，PLC控制器接线图如图2所示，SB1为启动按钮，SB2为停止按钮。

5.结束语

1）可编程逻辑控制器的运用，可以用简单的程序完成复杂的逻辑控制，同继电器控制系统相比具有可靠性高、控制逻辑容易改变、外接线简单等特点。与计算机技术相结合后，还能实现模拟量、运动和过程控制以及数据处理及通信。

2）传感器技术的应用，起到了信息采集的作用，将采集到的信息转换成数字电信号进行传输，然后由应用计算机技术即时地处理、存储、显示和控制这些数据，并反馈到PLC控制器上，实现对生产过程的自动化控制。

3）该装置的结构布置能很大程度的提高资源的利用率，在保证系统稳定性、准确性和快速性的同时也节约了不少的人工成本，提高了生产的效率。该装置生产成本较低，具有很好的经济和实用性，可实现量产及推广。

参考文献：

[1]韩以伦，王敬，王倩倩等.钢球自动分选装置的设计[J].轴承，2014（1）：17-19.

[2]程广振.自动磨料成形机电气控制系统[J].制造技术与机床，2011（9）：81-83.

[3]郑运廷.托辊加工专用机PLC控制系统设计[J].机械设计与制造，2006（1）：152- 153.

[4]程廣振.矿井提升机润滑油压力和油箱液位指示报警系统的设[J].工矿自动化，2010（9）：97-99.

[5]濮良贵.机械设计（第九版）[M].北京：高等教育出版社，2013.

[6]闻邦椿.机械设计手册第3卷（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2010.

基金项目：

湖州师范学院/湖州师范学院求真学院2018年大学生创新创业科研训练及实验室开放项目，NO.148。

作者简介：

陈哲琪（1997-01），男，湖州师范学院工学院，本科，机械电子工程专业。