自動配料系統(tǒng)控制的設(shè)計計劃書

1 自動配料系統(tǒng)控制的設(shè)計計劃書 一 緒論 可編程序控制器（ 簡稱 在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動化控制裝置。它是在繼電接觸器控制和計算機控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動控制裝置 ,是計算機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。進入二十世紀八十年代以來， 隨著社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高， 微機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛 發(fā)展， 人們已經(jīng)對越來越多的事物不是進行手工操作，而是進行人工智能控制， 極大推動了 世界范圍內(nèi)的發(fā)展，其功能越來越強大，應(yīng)用范圍越來越廣闊，已廣泛應(yīng)用在各種機械和生產(chǎn)過程的自動控制中 。 本次課程設(shè)計題目 動配料系統(tǒng)，也正是基于這亞美好的背景下應(yīng)運而生的。運用所學(xué)的可編程控制器的相關(guān)知識在實驗箱上實現(xiàn)小車取料的控制。改變了以往取料時間長、難度大、效率低的缺點。提高了工作效率，節(jié)省了人力資源。本文重點描述了包括硬件設(shè)計、軟件設(shè)計在內(nèi)的三菱 配料裝料系統(tǒng)中的一些細節(jié)，主要設(shè)計了小車裝料的全過程， 進行 部連接線，模擬實驗，通過觀察指示燈的亮滅情況，對裝料配料系統(tǒng)進一步理解。 2 二 自動配料系統(tǒng)控制的課題介紹 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化的需求也日益增多。在很多生產(chǎn)工藝過程中，人們除了要求衡器能準確的進行稱量，滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要外，還要求能自動配料稱重，大幅度提高生產(chǎn)效率。尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行業(yè)中，常需要對輸送中的流量進行調(diào)節(jié)?？刂?、達到準確的配比。 自動配料系統(tǒng)可以按照設(shè)定配比和流量控制各種輸入 物品的瞬時流量，從而達到控制各種產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的目的，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和智能化、企業(yè)的科學(xué)管理、安全穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段。自動配料控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅可以提高配料質(zhì)量科產(chǎn)量，也大大減輕了崗位工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，本課題設(shè)計開發(fā)自動配料系統(tǒng)能有效解決動態(tài)計量衡器的控制精度問題，作為衡器發(fā)展的前沿產(chǎn)品，他可代替企業(yè)中陳舊的配料工藝設(shè)備，很大程度的降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，帶來可觀的經(jīng)濟效益，推動國民經(jīng)濟的發(fā)展。 3 三設(shè)計內(nèi)容及要求 制要求 系統(tǒng)啟 動后，配料裝置能自動識別貨車到位情況和能夠自動對貨車進行配料，當(dāng)車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。系統(tǒng)工作過程如下： 燈 ，綠燈 ，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口 閉，若料位傳感器 為 斗中的物料不滿），進料閥開啟進料（ ）。當(dāng) 為 斗中的物料已滿），則停止進料（ ）。電動機 為 車過程中，當(dāng)汽車開進裝車位置時，限位開關(guān) 為燈信號燈 ，綠燈 ；同時啟動電機 過 2S 后，再啟動 再經(jīng) 2S 后啟動 經(jīng)過 2S 最后啟動 經(jīng)過 2S 后才打開出料閥（ ），物料經(jīng)料斗出料。當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān) 斗關(guān)閉， 2S 后 止， 止 2S 后停止， 止 2S 后停止， 止 2S 后最后停止。同時紅燈 ，綠燈 ，表明汽車可以開走。 下停止按鈕 動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行。 4 計要求 (1) 最大限度的滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求； (2) 在滿足控制要求的前提下，力求簡單，經(jīng)濟，操作方便； (3) 保證控制系統(tǒng)工作安全可靠； (4) 考慮到今后的 發(fā)展改進，應(yīng)適當(dāng)留有進一步擴展的余地； (5) 要求本次設(shè)計的控制裝置采用 術(shù)實現(xiàn)； (6) 要能完全滿足控制要求。 制原理介紹及圖示 燈 ，綠燈 ，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口 閉，若料位傳感器 為 斗中的物料不滿），進料閥開啟進料（ ）。當(dāng) 為 斗中的物料已滿），則停止進料（ ）。電動機 為 車過程中，當(dāng)汽車開進裝車位置時，限位開關(guān) 為燈信號燈 ，綠燈 ；同時啟動電機 過 2S 后，再啟動 經(jīng) 2S 后啟動 經(jīng)過 2S 最后啟動 經(jīng)過 2S 后才打開出料閥（ ），物料經(jīng)料斗出料。當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān) 斗關(guān)閉， 2S 后 止， 止 2S 后停止， 止 2S 后停止， 止 2S 后最后停止。同時紅燈 ，綠燈 ，表明汽車可以開走。 下停止按鈕 動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行。 5 制方案 確選 擇進行硬件電路的設(shè)計與軟件的調(diào)試。 寫完成實時控制程序或編寫完成仿真程序。 之滿足控制要求。 四 硬件設(shè)計 器件選擇 元器件的選擇要根據(jù)設(shè)計需求和現(xiàn)今生產(chǎn)的元器件型號等進行多方比較后才能選取最合適的器件。 型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。 在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，建議選用整體 式結(jié)構(gòu)的 它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 本實驗需要 6 個紅綠燈，分別為 。 電動機 開關(guān) 。 6 傳感器 器件清單 元器件選擇列表 序號 名稱 型號 數(shù)量 1 燈泡 220V 7 2 電磁閥 34 4 電動機 5 傳感器 6 7 通訊電纜 8 皮帶 9 電源 10 熔斷器 11 低壓隔離器 12 按鈕 13 壓力繼電器 14 熱繼電器 3 15 蜂鳴器 1 7 件控制原理圖 M 13 M 23 M 33 M 43 F X 2 N - 3 2 M 電 源K M 1K M 2K M 3K M 4+_2 4 L 3L 3P E S 1S 2S 3S 4 8 五 軟件設(shè)計 計思想及程序流程圖 （ 1） 軟件設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)控制系 統(tǒng)要求將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，在程序設(shè)計的時候最好將使用的軟元件（如內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器等）列表，表明用途，以便于程序設(shè)計、調(diào)試和系統(tǒng)運行維護、檢修時查閱。 （ 2） 模擬調(diào)試。將設(shè)計好的程序下載到 單元中。由外界信號源加入測試信號，可用按鈕或小開關(guān)模擬輸入信號，用指示燈模擬負載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運行的情況，觀察輸入 /輸出之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計的要求，并及時修改和調(diào)整程序，知道滿足設(shè)計要求為止。 9 開 始紅 燈 L 2 滅綠 燈 L 1 亮停 止S 1 是 否 為 O N 進 料 閥 門 D 4 亮進 料 閥 門 D 4 滅S Q 1 為 O M 4 啟 動紅 燈 L 2 亮綠 燈 L 1 滅2 S 后 M 3 啟 動2 S 后 M 2 啟 動2 S 后 M 1 啟 動2 S 后 打 開 除 了 閥 （ D 2 亮 ）S Q 2 為 O 關(guān) 閉 2 S 后 M 1 停止2 S 后 M 2 停 止2 S 后 M 3 停 止2 S 后 M 4 停 止紅 燈 L 2 滅綠 燈 L 1 亮否是否是是否 10 #皮帶運行 6 12 2#皮帶運行 7 13 3#皮帶運行 4 4#皮帶運行 11 計與說明 初始狀態(tài)下，若傳感器 斗中的物料不滿），進料閥開始進料，若 傳感器 料閥關(guān)閉。 裝車過程中，當(dāng)汽車開進裝車位置時，限位開關(guān) 為 ，紅燈信號燈 ，綠燈 。 當(dāng)限位開關(guān) 為 ，電動機 動，指示燈 ，經(jīng)過 2S 后； 在啟動電動機 示燈 ，經(jīng)過 2S 后；在啟動電動機 示燈 ， 12 經(jīng)過 2S 后；在啟動電動機 示燈 。 在 經(jīng)過 2S 后，出料閥 開，物料經(jīng)過料斗出料，當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān) 斗關(guān)閉。 經(jīng)過 2S 后，電動機 止，指示燈 ；在經(jīng)過 2S 后，電動機 止， 指示燈 ；在經(jīng)過 2S 后，電動機 止，指示燈 ；在經(jīng)過 2S 后，電 動機 止，指示燈 。 13 紅燈 ，綠燈 ，表明車可以開走。按下停止按鈕 動配料 裝車的整個系統(tǒng)終止運行。 電路 外部接線 14 15 六 運行調(diào)試 系統(tǒng)啟動后，配料裝置能自動識別貨車到位情況和能夠自動對貨車進行配料，當(dāng)車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。 紅燈 ，綠燈 ，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口 閉，若料位傳感器 為 斗中的物料已滿），則停止進料（ ）。當(dāng) 為 斗中的物料已滿），則停止進料（ ）。電動機 為 裝車過程中，當(dāng)汽車開進裝車位置時，限位開關(guān) 為 紅燈信號燈，綠燈 ；同時啟動電機 過 2S 后，再啟動啟動 經(jīng) 2S 后啟動 經(jīng)過 2S 最后啟動 經(jīng)過 2S 后才打開出料閥（ ），物料經(jīng)料斗出料。當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān) 斗關(guān)閉， 2S 后 止， 止 2S 后停止， 止 2S 后停止， 止 2S 后最后停止。同時紅燈 ，綠燈 ，表明汽車可以開走。 常工作時 亮，若有一個電機不正常工作，則 亮且蜂鳴器 作發(fā)出警告 停機控制時按下停止按鈕 動配料裝車的整個 系統(tǒng)終止運行，料斗關(guān)閉， 2S 后 止， 止 2S 后停止， 止 2S 后停止， S 后最后停止。此時整個系統(tǒng)完全停止。當(dāng)某條皮帶機發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止，料斗出料口關(guān)閉，而該皮帶機以后的皮帶機待運完后才停止。例如 障， 立即停，料斗出料口 閉，經(jīng)過 2 秒延遲 ， 。 在經(jīng)過 2 秒， 止。經(jīng)過 2 秒， 。 當(dāng)某條皮帶機上有重物時，該皮帶機前面的皮帶機停止，該皮帶機運行 2 秒后停，而該皮帶機以后的皮帶機待料運完后才停止。 16 七 小結(jié) 自動配料監(jiān)控系統(tǒng)具有運行可靠、功能齊全、投資低、升級方便等特點，采用全漢化操作界面，在線組態(tài)，形象直觀，易于操作。監(jiān)控系統(tǒng)提供了較完善的系統(tǒng)運行信息和產(chǎn)品信息，為現(xiàn)場操作人員創(chuàng)造了高效率的工作環(huán)境，實現(xiàn)了較為先進的過程控制和管理技術(shù)水平，并減輕了系統(tǒng)維護的工作量。 本系統(tǒng)投入運行以來，各項指標均滿足技術(shù)要求，并極大地改善了操作員 的勞動強度，明顯地提高了生產(chǎn)效率精細化工的自動配料監(jiān)控系統(tǒng)，采用 散控制方式分析監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，研究其控制過程，實現(xiàn)人機對話自 動控制、集中管理、實時記錄、 顯示與報警等功能。在精細化工生產(chǎn)工藝中， 自動配料系統(tǒng)是一道非常重要的工序，它由前、后配料兩個子系統(tǒng)組成。選用 西門子 300 成數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，模塊化設(shè)計，經(jīng)濟實用。 全自動配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用已屢見不鮮，如：冶金，有色金屬， 化工，建材，食品等行業(yè)。它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求 的行業(yè)，其配比的過程控制直接影響了成品的質(zhì)量，它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟效 益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點對配料控制要求也不同，但其高 可靠性，先進性，開方性，免維護性，可擴展性是 工廠自動化 目標。 本實驗采用 制方式來實現(xiàn)自動配料系統(tǒng)，實現(xiàn)物料傳送、下料控制、 故障檢測等功能。配料裝置能自動識別貨車到位情況和能夠自動對貨車進行配 料，當(dāng)車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。整個系統(tǒng)自動進行提高了配料精度和 速度。 17 致謝 本次課程設(shè)計基本上涵蓋了我們所學(xué)習(xí)的 序的大部分知識點，課程設(shè)計題目要求不僅要求對課本知識有較深刻的了解，同時要求程序設(shè)計者有較強的思維能力和操作動手能力。這次課程設(shè)計是我對 序的編程、錄入、以及在上機操作調(diào)試有了很大的提高。程序的創(chuàng)新是很需要被看重的，因為往往在動腦思考創(chuàng)新中會有更多的收獲，學(xué)到更多的知識。 這次課程設(shè)計中，雖然我們都沒有什么經(jīng)驗，但是在老師的教導(dǎo)下，同學(xué)的鼓舞和幫助下最終圓滿的完成了設(shè)計任務(wù)。在整個過程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在課程設(shè)計完成之際，我要在此感謝幫助我的同學(xué)和老師。感謝任課老師給我們的精心講解和提供適用的資料；感謝同學(xué)對我學(xué)習(xí)上的交流和幫助，感謝學(xué)校提供這樣一個讓我自己動手的好機會！ 18 參考文獻 （ 1）電氣控制與可編 程控制器 化學(xué)工業(yè)出版社 史國生 （ 2）實驗指導(dǎo)書 常州工學(xué)院 羅慧芳 (3) 礎(chǔ)應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 廖常初 (4)可編程控制原理與應(yīng)用 北京理工大學(xué)出版社 范次猛 (5)可編程控制應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo) 化學(xué)工業(yè)出版社 李俊秀 (6)電氣控制與 北京機械工業(yè)出版社 余雷生 方宗達 19 附錄 M 13 M 23 M 33 M 43 F X 2 N - 3 2 M 電 源K M 1K M 2K M 3K M 4+_2 4 L 3L 3P E F R 1 S R 2S R 3 S R 4F V 1F V 2F V 3 F V 4電 源 開 關(guān)電 機 1 電 機 2電 機 3電 機 4 P L C 控 制 器 開 關(guān) 電 源0 9 電 Y 3季 俊 杰0 9 1 2 1 1 1 1 20 2 控制電路圖 Y 1 1Y 1 0Y 7Y 6K M 4K M 3K M 2K M 1Y 5Y