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圖1 小丸包衣制粒機系統(tǒng)組成

3、系統(tǒng)主要控制要求
小丸包衣制粒機操作的基本控制要求包括五個方面。
(1) 產品溫度控制
通過控制進風溫度來控制產品溫度。進風溫度控制精度為±3℃，產品溫度控制精度為±2℃。
(2) 進風風量的控制
控制精度為±40m3/h。
(3) 霧化壓力的控制
即噴液裝置噴射壓力的控制，控制精度為±0.1bar。
(4) 密封壓力的控制
產品容器必須與擴展倉密封，形成一個密閉的流化床反應器。采用油壓裝置進行密封，密封壓力在35-70bar之間。
(5) 濾袋的抖動控制
抖動有單濾袋抖動和雙濾袋抖動，有手動抖袋和自動抖袋。

4、控制方案的選擇
4.1 兩種不同方案的比較
小丸包衣制粒機的改進有兩種方案可供選擇，見表1：

    在滿足控制要求的前提下，控制系統(tǒng)硬件設備的選擇應該追求最佳的性能價格比。由于該機器的使用頻率不高，平均每月一次，同時環(huán)境良好，因此采用PC+PLC的控制方案。當機器不用時，PC機可作它用。換句話說，利用公用PC機即可作人機界面。

4.2 PLC硬件配置
    根據(jù)前面對控制系統(tǒng)的要求，選用西門子S7-200系列PLC。S7-200系列PLC體積小，重量輕、安裝方便、功能齊全、配置靈活、運行可靠、編程簡單，具有可觀的經濟性和更強的適應性，完全可以滿足上述控制要求。
4.3 人機界面組態(tài)軟件
    組態(tài)軟件選擇北京亞控公司的組態(tài)王6.05。這是一款具有易用性、開放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。組態(tài)王使用簡單，適合各種簡單和復雜的任務。只需要進行填表式操作，即可生成適合于用戶的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，可有效用于控制自動化過程, 組態(tài)王6.05版是在Windows2000的平臺上運行的，因此選用組態(tài)王是較為完善和方便的選擇。整個控制系統(tǒng)的構成如圖2所示：

圖2 控制系統(tǒng)的構成

5、系統(tǒng)硬件設計
    控制系統(tǒng)選用西門子S7-200系列PLC，選用了中央處理單元模塊CPU224、數(shù)字量擴展模塊EM223、模擬量輸入模塊EM231、模擬量輸出模EM232、模擬量輸入輸出模塊EM235。其中的中央處理單元模塊CPU224外部接線圖如圖3所示、輸入輸出地址分配如表2所示：

圖3 PLC外部接線圖

6、系統(tǒng)軟件設計
6.1 PLC程序設計
    主程序框圖如圖4所示，其中子程序0為初始化程序，子程序1為檢查擴展模塊是否正常，子程序2為模擬量采樣子程序，子程序3為對各執(zhí)行設備輸出的采樣，子程序4為對各被控量和執(zhí)行設備異常的報警子程序。由于篇幅所限，各子程序框圖在此從略。

圖4 主程序框圖

6.2 人機界面組態(tài)
    組態(tài)軟件選擇北京亞控公司的基于WINDOWS2000平臺的工業(yè)控制組態(tài)軟件“組態(tài)王”6.05版。只需要進行正常通信設置和填表式操作即可完成人機界面組態(tài)。運行組態(tài)畫面程序和PLC用戶程序，根據(jù)小丸機操作的順序功能，點擊組態(tài)畫面上的各個按鈕，通過模塊上各輸出位對應的發(fā)光二極管，觀察各輸出信號的變化是否滿足設計的要求。組態(tài)畫面設計了設備控制、過程控制、過程參數(shù)等畫面。其中設備控制畫面如圖5所示：

圖5 設備控制畫面

7、結束語
    由于S7-200系列PLC具有體積小、系統(tǒng)集成度高(電源、主機、機架、開關量輸入輸出等功能集成一體)、配置靈活、接線簡單、安裝方便、抗干擾性強等特點，同時與同性能的產品相比性價比高，很好的滿足了此次系統(tǒng)改造經濟上技術上的要求。新系統(tǒng)人機界面友好(全中文界面)，操作簡單快捷，運行可靠穩(wěn)定，受到廣大用戶的好評。