生物质成型燃料是实现生物质能源化最直接和简便的方法。成型设备是实现生物质成型的关键。设备的自动控制对提高成型燃料的产品质量和提高生产率有极其重要的意义。本文将工业控制中应用最广泛的方法——可编程逻辑控制(PLC)技术应用到实验样机中，将目前的液压手动控制作业方式转变为可编程的自动控制方式，实现了生产过程的自动化，降低了劳动强度、提高了生产率。 1、系统概述 1.1生物质块状燃料常温成型机液压系统简介 生物质块状燃料常温成型机是利用对生物质散体原料通过加压使其“原料相互交错、咬合”而成型。提供压力和实现生物质成型的各个动作是由液压执行元件（液压油缸、液压马达等）来完成的。成型机的液压系统主要由液压泵站、控制电磁阀、各种液压油缸、液压马达和连接管路等组成。图l所示是成型机手动控制的液压系统图。压制生物质成型燃料块的作业顺序为：进料（液压马达驱动螺旋送料器）一预压（预压油缸将进入预压仓的原料初步压实）一主成型压（主压油缸将在预压仓内压实的原料推入主压仓内进一步加压成型）一主压油缸回位一预压油缸回位一主成型仓换位一进料执行第二个循环。第一个循环成型的块状燃料是在后一个循环成型燃料块时被一根安装在主压轴两侧的出料杆推出成型机的。要实现机器的自动运行，就必须使控制液压执行元件的电磁阀按上述循环实现通、断电。 同创新能源生产销售的秸秆压块机、木屑颗粒机专业压制生物质成型颗粒燃料。 1.2控制系统总体设计思路 首先在PC机上安装PLC的编程软件，进行程序的编制和调试。然后通过PPI电缆与PLC的CPU进行通讯，将程序下载到PLC的程序存储单元中。同时，各液压传感器将采集到的电压信号送入模拟量扩展模块进行A/D转换后，再送入CPU中，为程序的运行提供实时参数。当闭合启动按钮，程序自动运行，同时将运行结果送到输出端口，控制电磁阀的运动。在此系统中，每个油缸由一个电磁阀控制。具体表现为电磁阀的哪一侧通电，决定该油缸向哪一侧运动。 1.3控制系统的功能及要求 控制系统的主要功能是实现生物质燃料成型机作业状况的信息采集、信息处理和实时控制。控制过程分手动和自动两种方式。手动控制是应用按钮开关人为地操作机器的每一步动作；自动控制是在打开系统启动按钮，无人干预的情况下，自动完成一个周期的动作，并可由工作人员任意改动参数、监控数据。成型机系统要完成的动作及顺序为：液压马达带动螺旋进料杆旋转进料后，由预压油缸压缩物料；随后由主压油缸进一步压缩物料，使其成型，最后经换位油缸推或拉动主成型仓换位，在下一个循环，主压油缸成型时由出料推杆将前一个循环已成型的燃料块推出成型仓。 系统除了可以实现控制器的基本功能外，还应满足以下条件：(1)可靠性高、抗干扰能力强．(2)系统设计具有良好的人机界面，操作简便易于维护，(3)具有良好的实时性；(4)通用性好，能根据现场的具体要求进行灵活扩展。 2、系统硬件设计 2.1设备选型 2.1.1压力传感器 根据液压系统的压力要求，选定HSLT-P系列压力变送器作为主压油缸和预压油缸压力数据的采集工具。此变送器本身带有变送／放大电路，使其具有电压标准信号输出，可直接与A/D采集系统连接。变送器的电路部分具有反向极性保护，并采用旁路电容滤波和屏蔽措施，使变送器具有防电磁／射频干扰功能。其接口是标准的螺纹接口，具有直接电缆引出形式和航空插头、GDM接插件连接方式，便于现场的安装和使用。 2 .1.2可编程逻辑控制器 PLC机型选择的基本原则：在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比最优的机型I在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，选用整体式结构的PLC。因此，选用西门子公司的SIMATIC S7-200系列小型可编程控制器。CPU选用的是CPU224CN。因为其具有内置高速计数器、高速输出、PID控制器、RS-485通信编程接口、PPI通信协议。模拟量扩展模块选择了西门子的EM231CN，它可直接与传感器和执行器相连，适用于复杂的控制场合。 2.2 PLC的I/O端子分配表 为实现系统的控制要求，列出I/O端子分配表2所示： 2.3 PLC接线圈 图3是整个系统的接线图，从中可以清楚地知道限位开关、电磁阀、继电器的连接方式。 本机集成14输入／10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点l 16K字节程序和数据存储空间；6个独立的30kHz高速计数器、2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯／编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。 左边的so均为行程开关，通过其打开、闭合来控制右边的电磁阀或电动机的动作。供电电源是家用的220V交流电，方便可靠。通电后，左下角会有一个24V的直流输出，行程开关可直接接在此输出电压上，而不需要另外添加电源，从而简化系统连线。 程序运行过程中，还要借助于模拟量扩展模块采集传感器的电压值，通过现有的接口传送到此机中进行数据的比较分析，从而发出指令信号。 3、系统软件设计 使用STEP7-Micro/WIN编程软件对系统控制过程进行编程。 按上述流程图实现系统的自动控制。按下启动按钮SB1和SB3后，系统检查各油缸是否处于原位。如是，则液压马达开始供料，QO.O有输出，相应的电机动作，若不是，相应油缸的电磁阀起作用，使没有回位的油缸回位，即Qo.1，00.2，Q0.3有输出，之后可进行供料动作。供料时间由定时器T37控制，设定为5s。时间到后，预压油缸开始推进，Qo．5有输出。此时传感器将采集到的电压信号送入模拟量扩展模块内部进行A／D转换，并输入到PLC的CPU中进行实时计算。当预压缸内部的压力达到设定值后，预压油缸停止动作，主压油缸推进，即Q0.6有输出，同时检查主压缸内部压力。若压力达到设定值，则主压油缸回位；若压力没有达到设定值，则要启动增压油缸继续加压，直到达到预期的压力为止。主压油缸回位碰到行程开关后，预压油缸开始回位，当其也碰到行程开关时，换位油缸换位，将成型的燃料棒块通过导轨送出。与此同时，液压马达又开始供料，新一轮的循环开始。 当按下开关SB4时，系统处于手动控制状态。由手动按钮开关手动控制油缸每一步的动作。 4、结论 应用可编程控制器PLC对生物质燃料成型机进行自动控制，其效果要比手动控制好得多，尤其在批量生产成型燃料时，更突显其提高生产效率的优势。由于使用PLC作为本系统控制器的核心，系统编程简单、操作方便，并且在硬件选型和软件程序设计上可靠合理，使得整体布局紧凑、稳定性好，具有较丰富的自诊断和报警功能。同创新能源生产销售秸秆颗粒机、木屑颗粒机、秸秆压块机等生物质颗粒燃料成型燃料，同时我们还有大量的杨木颗粒燃料出售。