自動控制技術在尿素添加生產線中的應用

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線中PLC控制系統構成

PLC 控制系統是基于工業生產環境中的數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中則可以形成簡單的PLC 設備。在尿素添加生產線自動化控制系統中應用，通過PLC 內部邏輯進行處理，可以執行順序計算、計時以及算法運算等相關操作質量，進行做到數字化的輸入以及輸出處理，實現對設備的有效控制。同時，PLC 也具有一定的可擴展功能，在實際的生產中應用效果顯著。分析PLC 控制系統在尿素添加生產線自動控制系統中的應用，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 電源具有穩定電流的作用。為了保障PLC 可以呈現穩定的工作狀態，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，可以實現大規模的數據預算分析，具有控制數據輸入以及輸出的職能。其主要包括存儲器、I/O 設備以及編譯系統等。在PLC系統的尿素添加生產線運行中輸入數據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，常規狀況之其呈現為一種邏輯循環工作狀態[1]。

1.3 存儲單元

每個電子控制系統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用。同時，在設備輸入數據的時候，這些數據有效存儲，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，實現信息共享。

2 尿素添加生產線智能控制系統設計

2.1 總體設計

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

2.2 智能搬運上料系統

系統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。

智能搬運上料系統控制邏輯相對較為簡單，數字量中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，將其與現場總線連接，作為網絡從站與上位機通信，實現與上位機監控處理[2]。

2.3 自動拆包投料系統

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。在此系統中拆包機控制邏輯較為復雜。其控制子系統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構成的集中控制系統，具有實時性較強的特征。

2.4 智能視覺系統

采用基于計算機視覺的全自動化智能視覺定位系統，模擬人眼的的定位原理，準確定位物料包裝袋的精確位置。配合工業計算機系統，模擬人眼視覺定位原理，在高速度、高精度、高穩定性的同時，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

自動控制系統主要包括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進行監視、報警、控制和管理，PLC 系統根據現場工藝需求，按照編制的程序對系統中的設備進行控制，并且具有溶液罐液位聯鎖、系統運行數據指示、參數設置、故障報警等功能。操作人員可通過控制界面進行參數設置、輸送量調整、系統自動運行的啟停以及現場設備的單個手動控制。

同時系統帶有PROFIBUS 和PROFINET/以太網接口，與交換機進行串聯，可將現場數據通過網絡將輸送至動力部的中控系統中，實現遠程智能化、自動化操作。

3 可編程序控制器在尿素添加生產線智能控制系統中的應用

3.1 可編程序控制器自動生產線運用

可編程序控制器（PLC）電子單元利用在工業生產中應用，可以實現自動化管理。在尿素添加生產線自動控制系統中應用，利用PLC 系統嵌入處理，可以對生產流程以及過程的自動化控制，進而實現全自動化的生產環境控制。在技術層面上來說，PLC 自動生產線就是利用中央處理器進行控制，PLC具有寫入功能，可以實現編程變異功能，通過對處理系統進行編譯處理可以保障其滿足生產程序要求，實現在生產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

在工業自動化生產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，輸入數據。通過輸入設備輸入程序，實現自動化的生產流程。第二，編譯處理中央處理器。將輸入數據進行分析處理，發出輸出指令信息進行操控處理。第三，邏輯循環操作。工程生產中其與一種循環操作模式之中，因此，要做好邏輯的循環操作處理。第四，系統設計?；赑LC 的尿素包裝添加生產線自動控制系統，其核心就是PLC 計算手段，在尿素包裝自動生產線的工作中，要明確PLC 系統控制參數以及方式，根據工藝過程以及要求宣傳對應的動作。為了保障系統運行安全穩定，在設計中要增加聯鎖、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化。第五，控制系統連通電路之后，操作人員可以根據實際狀況選擇模式，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對各個系統的集中控制處理。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，通過計數模塊進行處理，實現自動化的控制。為了提升系統穩定性，在進行PLC 尿素添加生產線自動控制設計中可以設置存儲單元，通過將多余的產出輸送到存儲單元中，根據皮帶的速度、產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[4]。同時，要根據系統的程序以及不同單元的功能進行分段編程處理。

3.3 系統運行

在系統運行中要綜合多個方面的因素，尿素生產線在實際工作中會出現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線繼續運行。

4 結束語

分析可編程序控制器在尿素添加生產線智能控制系統中的應用，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效率，縮短周期，真正的實現自動化的處理。在尿素添加生產線自動控制系統中整合PLC 技術手段，對其進行優化完善，可以在根本上提升整體的經濟效益。