摘要：本文介绍了一种基于PLC控制的全自动粉体上料整粒装置，该装置由上料机构、整粒机构、布袋及料仓构成，通过设置第一自动阀和第二自动阀实现上料和下料的控制，并设置过滤功能的放空口阻挡粉尘，整粒机构和料仓之间设有双层布袋降低粉尘逸出。该装置可有效解决粉状物料加工过程中的粉尘问题，实现全自动操作，提高工作效率，降低劳动强度，同时降低因粉尘溢出造成的损失和安全隐患。本文详细介绍了该装置的设计思路、工作原理和关键技术，具有一定的参考价值和应用前景。

关键词：PLC控制；全自动；粉体上料；整粒装置；粉尘溢出

1 引言

粉状物料在工业生产过程中应用广泛，但传统的粉料加工方法存在着粉尘污染、劳动强度大、操作不便等问题，给生产环境和工人的健康带来一定的危害。因此，设计一种基于PLC控制的全自动粉体上料整粒装置，成了解决这些问题的重要途径。该装置包括上料机构、整粒机构、布袋及料仓等组成部分，可实现粉体的全自动上料和整粒作业，并通过布袋及料仓的设计，有效降低粉尘的逸出【1】。本文的研究成果对于促进工业生产的自动化、提高生产效率、降低粉尘污染和人力成本具有重要的实际应用价值。

2 设计思路

2.1 设计目标和要求

本文旨在设计一种基于PLC控制的全自动粉体上料整粒装置，实现粉料的全自动上料和整粒作业，并有效降低粉尘的逸出，从而提高生产效率，降低劳动强度和粉尘污染。具体设计要求如下：①实现全自动上料和整粒作业，减少人力介入。②有效防止粉尘污染，保障工人的健康。③系统运行稳定，故障率低。

2.2 系统组成和工作流程

本装置由上料机构、整粒机构、布袋及料仓等组成部分，通过PLC控制系统实现对各部分的控制和协调。装置的工作流程如下：①开始工作后，PLC控制系统检测各个设备是否就位，并启动上料机构，通过第一自动阀开启上料口，粉料自动进入装置。②当上料机构检测到粉料已满时，通过第二自动阀关闭上料口。③粉料进入整粒机构进行整粒作业，处理后的颗粒通过布袋输送到料仓中存放。④当料仓存满后，PLC控制系统通过放空口将多余的粉尘过滤掉，然后打开下料阀门，完成整个工作流程。

2.3 PLC控制系统设计的内容

本装置的PLC控制系统采用西门子S7-200系列PLC控制器，控制系统设计的内容包括以下几个方面：①控制系统硬件设计：设计PLC的输入输出模块、模拟量模块、电源模块等。②控制系统软件设计：设计PLC程序，包括上料机构控制程序、整粒机构控制程序、料仓控制程序等，实现自动化控制。③系统联锁和保护：设置各种安全保护和联锁装置，确保装置运行的安全和可靠性【2】。④人机界面设计：设计人机界面，包括触摸屏、按键等，方便操作员进行装置的操作和监控。

2.4 核心技术

本装置的核心技术在于整粒机构中的破碎机和筛网的设计和制造。为了保证整粒作业的效率和效果，破碎机和筛网的设计需要满足以下几个要求：①破碎机的设计应该能够将粉末状的原料快速而均匀地破碎成颗粒状，并能够自动排除杂质和难以破碎的物料。②筛网的设计应该能够筛选出符合要求的颗粒，同时保证不会有颗粒卡在筛网上。为此，采用了特殊的筛网设计，并使用了高强度的筛网材料。③破碎机和筛网的结构设计应该紧凑合理，易于维护和清洁。对破碎机和筛网的结构进行了精细化设计，使得其易于拆卸和清洁，从而减少了维护和保养的难度和时间成本。

3 技术实现

3.1 上料机构设计与实现

上料机构是本装置的核心部分之一，其功能是将粉料自动上料到整粒机构中进行整粒作业。上料机构由输送带、电机、第一自动阀、第二自动阀、传感器和PLC控制系统等组成。输送带的宽度为500mm，长度为2000mm，通过电机驱动带动输送带进行粉料的运输。第一自动阀通过PLC控制系统控制开关，实现粉料的上料；第二自动阀同样由PLC控制系统控制开关，实现粉料的停止上料。传感器通过检测粉料的容量，向PLC控制系统发送信号，控制第二自动阀的关闭。这样就能够确保装置的稳定运行，防止粉料的溢出和浪费。

3.2 整粒机构设计与实现

整粒机构是本装置的另一个核心部分，其主要功能是对粉料进行整粒作业，将粉末状的原料处理成颗粒状，便于后续的包装和运输。整粒机构由振动给料机、破碎机、筛网、输送带、电机和PLC控制系统等组成。整个过程中，振动给料机将粉料均匀给料到破碎机中，破碎机将其破碎成颗粒状，然后经过筛网筛选出符合要求的颗粒，最终通过输送带将其输送到料仓中储存【3】。整个过程中，PLC控制系统控制各部分的运转，确保整粒作业的效果和装置的稳定运行。

3.3 布袋及料仓设计与实现

布袋及料仓部分是本装置的末端部分，主要功能是存放处理好的颗粒。料仓由钢板焊接而成，具有一定的承重能力和密封性能。布袋采用防静电材质制作而成，有效防止粉尘的逸出，保证工人的健康。在布袋和料仓的连接处，设计了放空口，可以将多余的粉尘过滤掉，从而降低粉尘污染。同时，通过设置下料阀门，实现颗粒的精准下料，避免浪费和精度误差。

在本装置的布袋及料仓部分，还采用了压缩空气系统，用于清洗布袋和料仓。通过压缩空气的喷射，可以将粉尘彻底清除，保证装置的卫生和稳定性。在PLC控制系统的控制下，布袋和料仓的清洗可以定时进行，确保装置的长期稳定运行。

4 结语

综上所述，本文详细介绍了一种用于粉料加工的自动化装置的设计和实现。该装置包括上料机构、整粒机构和布袋及料仓部分，通过PLC控制系统实现自动化控制。该装置可以实现高效的粉料整粒作业，避免了人工操作中的繁琐和精度误差，并提高了作业效率和品质。同时，该装置的布袋及料仓部分采用防静电材料制作，保证工人的健康和安全，并通过设置下料阀门和放空口，避免了颗粒的浪费和粉尘污染。本文旨在为相关领域的研究和应用提供一些参考和借鉴，推动自动化技术在工业生产中的应用和发展。

参考文献：

[1]田东作，王艳红，宋锐. 电能表周转箱自动装车系统的设计与实现[J]. 山东煤炭科技，2013：174-176.

[2]全自动硬币包卷机总控制系统及硬币清分系统的研究与开发[D].陕西科技大学，2013.

[3]卢鹄，韩爽，范玉青.基于模型的数字化定义技术[J].航空制造技术，2008（3）：78-81.