自动上料装置PLC改造研究

董慧涛

摘 要：自动化生产的数量很大，在生产时，依据相同的频率和方向，将工件运输到工作的位置，传统的上料机费时费力而且效率低下，这时就需要自动化上料装置代替人力劳动，使整个生产过程实现统一有序，提高生产效率和产品的质量，在工业生产的过程中实现全自动化生产。本文主要介绍了自动上料装置PLC控制系统构架、结构设计和功能。

关键词：自动上料装置；PLC；设计

中图分类号：TQ127.11 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0058-01

1 自动上料装置PLC控制系统架构

PLC是专门为工业而设计的一种电子系统。自动上料装置的全部操作都通过PLC控制，在整个自动上料过程中，工件检测都利用光电传感器来实现，而位置的控制则是依靠行程开关。根据要求，PLC程序设计采用梯形图程序。

2 基本原理与结构设计

自动上料装置的组成由储料罐、上料罐、吸料泵、电器控制箱、物料管、气流管和吸料探头等部分组成。自动上料装置整体结构依赖于转盘、山机架、转动系统和电气控制系统等。上料通过转盘转动，然后利用摩擦力的效果，使得工件作离心运动，以此完成了送料的过程。启动装置后，如果上料罐中的料高度不够，则闸门将会关闭。吸料泵就会冲洗滤网，冲洗结束后，吸料泵就会继续将上料罐抽空，使物料沿着物料管吸入上料罐。在上料罐中的物料将会由于自身重力的原因将闸门冲开，然后掉入上料罐的底部。之后闸门将受到磁铁的磁力而关闭。上面的工作过程循环的进行，直到上料罐中的物料达到规定的要求。如果要使自动上料装置按要求正常的出料，这就需要对其转盘进行改造。我们大多都将转盘设计成中间高周边低，这样就可以利用重力的分力作用，使得送料的速度不会太快，达到要求的速度，使料可以正常有效的运输。自动上料、配料部分主流程图如图1所示。

（1）PLC控制的自动上料设备气动控制系统的基本设计。使用质量轻的CG1系列双作用气缸。缸的直径是40mm，结构比较简单，它的行程可依据相关规定的要求进行更改。使用气缓冲，缸筒是无杆缸盖压成一体，缸筒与杆盖采用的是螺纹连接，缸筒、缸盖和活塞都是使用的铝合金材料，轴向的尺寸较为短小，重量相比其它系列气缸要轻10%-20%。气缸在工作时，主要是利用磁铁换向阀来控制活塞的工作流程。

（2）PLC控制的自动上料设备电气系统的结构设计。因为电机的转速太快对上料装置有不利的影响。但是将当代工控行业的重要部件变频器运用在电机的控制中，有利于改进其不足。就本文中的自动上料设备，经过综合考虑，我们选用丹佛斯VLT2900系列中的VLT2905，功率为0.5kW。如今，市场上已经有了很多的PLC品牌和型号，而且品种也多种多样。然而我们必须要选择一个质量好的、工作性能很稳定的PLC。比如，如今在工业控制方面广受欢迎且被大家使用频率最高的三菱控制器，它的型号是FX2N-16MR，其自动上料设备通过PLC控制，实现有规律、高效的完成自动上料过程。

（3）PLC控制的自动上料设备机械系统的结构设计。上料通过转盘转动，然后利用摩擦力的效果，使得工件作离心运动，以此完成了送料的过程。为了能够正常有效的出料，我们一般会將转盘设计成中间凸，周边凹的样式。然而，针对一些粉状物料，我们需要注意到其颗粒之间的空隙，即重视它的宏观重度。颗粒物料自身的重度会大于宏观重度，他们之间的重度差由空隙率决定。但是，空隙率的大小又会有很多原因，比如是粉状物料的形状、尺寸的大小等。因此，我们在设计自动上料机时，要注意通过物料的体积和质量间的转换运算。

3 功能实现与实际运行效果

自动上料装置通过PLC程序电子系统控制，在工业生产的过程中实现全自动化生产。通过自动化代替人力劳动，使整个生产过程实现统一有序，提高生产效率和产品的质量。在实际的运行中，上料设备以PLC为主要控制载体，能够有序、高效地完成自动上料工作。

4 结语

本文通过对自动上料装置PLC改造研究，知道自动上料装置的工作原理，并发现其自动化水平之高。在经济与科技快速发展的当今社会，运用自动上料装置将会给企业生产带来许多的好处。加强对自动上料装置PLC的改造研究，提高自动上料装置的科技含量，有利于提高企业的自动化生产。本文中改造的自动上料装置仍有不足之处，如果上料机在今后的运行中，发生了某些故障，或者有不能满足生产需要的地方，一定要对其进行修改，完善自动上料装置的控制技术。

参考文献：

[1]俞佳江.基于PLC与PC机的气候箱温控系统设计[C].2011年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第三次全体委员大会论文集，2011.

[2]陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.