PLC在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用.doc

I 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 題 目 PLC 在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 096 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 0 2 班 指導(dǎo)教師 教授 II PLC 在玻璃配料生產(chǎn)上的應(yīng)用在玻璃配料生產(chǎn)上的應(yīng)用 摘要摘要 現(xiàn)有的配料控制系統(tǒng)普遍配料精度不高 穩(wěn)定性差 隨著控制理論 電子通信技 術(shù)的發(fā)展 傳統(tǒng)的配料控制系統(tǒng)也面臨信息化 自動(dòng)化的變革 本設(shè)計(jì)分析了玻璃配 料的工藝流程 用 PLC 的控制系統(tǒng)代替原由單片機(jī) 繼電器和稱重儀表等組成的控制 系統(tǒng) 該配料系統(tǒng)由 PLC 上位工控機(jī) 稱重傳感器等組成 針對(duì)控制要求對(duì)一些元 器件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型 傳統(tǒng)的 PLC 控制系統(tǒng)通過(guò) I O 設(shè)備與 PLC 的 I O 模塊相連 PLC 通過(guò)模擬量或開關(guān)量控制和監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 傳輸信號(hào)易受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾 因此 引入現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 建立分布式的 PLC 控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)傳輸信號(hào)的數(shù)字化 本設(shè) 計(jì)主要內(nèi)容包括以下部分 1 介紹玻璃的發(fā)展過(guò)程及玻璃配料現(xiàn)狀 2 分析玻璃配 料系統(tǒng)的工藝流程 3 配料系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4 利用 PLC 編程軟件 STEP7 進(jìn)行程序設(shè) 計(jì)實(shí)現(xiàn)玻璃配料過(guò)程 利用組態(tài)界面表示玻璃配料生產(chǎn)過(guò)程 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 PLC 配料系統(tǒng) 組態(tài) III The application of PLC in glass batch production Abstract Now common ingredients existing batching control system precision isn t high and poor stability with the development of control theory electronic communication technology The traditional ingredients also faces the change of informatization automation control system This design analysis of the glass batch process with PLC control system instead of previous MCU relay and control system is composed of weighing instrument and so on The batching system consists of PLC industrial control weighing sensor and so on for some components to control the design and type selection Traditional PLC control system via I O devices are connected to the I O module of PLC PLC with analog and switch quantity control and monitoring of field equipment transmission interference signal is vulnerable to the environment Therefore the field bus control system is introduced to set up a distributed PLC control system realize the transmission of digital signal This design main content includes the following parts 1 introduce the development process of the glass and glass industry status quo 2 analysis of glass ingredients system process flow 3 batching system software design 4 the use of PLC programming software STEP7 programming realization of glass batch process Using the configuration interface said glass batch production process Key words PLC Batching system The configuration IV 目錄目錄 摘要 I ABSTRACT II 第一章第一章 緒論緒論 1 1 1 課題背景及意義 1 1 2 玻璃配料工業(yè)現(xiàn)狀 1 1 2 1 配料系統(tǒng)的現(xiàn)狀 2 1 2 2 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 2 1 2 3 監(jiān)督控制系統(tǒng) 3 1 2 4 集散型控制系統(tǒng) 4 1 2 5 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 5 第二章 玻璃配料控制總體設(shè)計(jì) 7 2 1 玻璃配料工藝分析 7 2 2 玻璃配料系統(tǒng)的組成設(shè)計(jì) 8 2 2 1 給料系統(tǒng) 8 2 2 2 稱重計(jì)量控制系統(tǒng) 9 2 2 3 混合控制系統(tǒng) 11 2 2 4 碎玻璃控制系統(tǒng) 11 2 2 5 輸送控制系統(tǒng) 12 2 2 6 排料系統(tǒng) 12 2 2 7 中心控制系統(tǒng) 12 2 3 變頻器 13 2 3 1 通用變頻器 13 2 3 2 MM440 特點(diǎn) 14 第三章 設(shè)備選型 16 3 1 稱重傳感器 16 3 1 1 稱重傳感器技術(shù) 16 3 1 2 稱重傳感器選型 17 3 2 給料設(shè)備選型 17 V 3 3 各元器件選型 18 3 3 1 低壓斷路器 18 3 3 2 熔斷器 19 3 3 3 中間繼電器 19 3 3 4 接觸器 20 3 3 5 熱繼電器 20 第四章 配料系統(tǒng)控制軟件 21 4 1 可編程控制器 21 4 1 1 可編程序控制器的產(chǎn)生 21 4 1 2 可編程序控制器的發(fā)展趨勢(shì) 22 4 2 PLC 的特點(diǎn) 26 4 3 PLC 的工作原理 27 第五章 PLC 的硬件設(shè)計(jì) 29 5 1 擴(kuò)展模塊 30 5 1 1 數(shù)字量模塊 31 5 1 2 數(shù)字量模塊的特點(diǎn) 31 5 2 玻璃配料系統(tǒng)圖 34 5 2 1 玻璃配料系統(tǒng)流程圖 34 5 2 2 玻璃配料控制系統(tǒng)主回路圖 37 5 2 3 玻璃配料系統(tǒng)控制回路圖 38 5 2 4 PLC I O 口分布圖 39 5 3 PLC 軟件設(shè)計(jì) 41 5 3 1 編程語(yǔ)言 41 5 3 2 STEP7 編程軟件 42 5 3 3 組態(tài)軟件 43 總結(jié) 48 參考文獻(xiàn) 49 附錄 A 程序 50 致謝 58 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 1 第一章第一章 緒論緒論 1 1 課題背景及意義課題背景及意義 在生產(chǎn)過(guò)程中 有的產(chǎn)品是將幾種原料按一定比例混合 通過(guò)配置加工而成 所 以配料過(guò)程就是按一定比例混合原料的過(guò)程 其中是否按預(yù)先設(shè)定的混合比例進(jìn)行混 合 直接關(guān)系最終產(chǎn)品的質(zhì)量 配料質(zhì)量控制的優(yōu)劣直接影響生產(chǎn)能否順利進(jìn)行 1 如果配料的質(zhì)量不能達(dá)到要求 不僅會(huì)造成原料和能源的浪費(fèi) 還可能會(huì)影響產(chǎn)品的 質(zhì)量 產(chǎn)量 甚至?xí)蚺淞鲜д`造成整個(gè)生產(chǎn)事故 所以 要保證配料的速度 提高 配料過(guò)程中的精度 以便產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進(jìn)行 原料配料是玻璃生產(chǎn)的首道工序 所以在生產(chǎn)玻璃過(guò)程中原料配料的準(zhǔn)確 均勻 和穩(wěn)定是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃的主要條件 尤其是配料的設(shè)備 需要同時(shí)對(duì)不同種原料進(jìn)行 準(zhǔn)確的稱量 混合 輸送和投料 一旦出現(xiàn)事故就會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失 2 一個(gè)現(xiàn) 代化的大 中型玻璃池窯里有著一兩千噸玻璃液 每天要投入上百噸配合料 而且在 生產(chǎn)過(guò)程中各工序之間是連續(xù)作業(yè) 環(huán)環(huán)相扣 彼此影響很大 尤其是原料的配合 需要對(duì)好幾種原料進(jìn)行精確的稱量混合 輸送和投料 若出事將造成嚴(yán)重事故 在短 時(shí)間內(nèi)難以清除其影響 會(huì)造成重大的損失 因此原料的制備對(duì)玻璃生產(chǎn)具有非常重 要的作用 稱量部分是原料配料工藝的核心 合理的稱重配料方式對(duì)實(shí)現(xiàn)原料的自動(dòng)配料非 常重要 因此 人們對(duì)稱量配料過(guò)程提出了 快速 準(zhǔn)確 連續(xù) 自動(dòng) 的要求 3 無(wú) 論是人為因素還是設(shè)備因素都容易造成配料錯(cuò)料 而引起玻璃質(zhì)量的下降 若采用人 工配料 因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的粉塵較大 所以很容易造成對(duì)人身體的危害 因此 提高配料系 統(tǒng)的稱量精度 系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和可靠性 對(duì)保障玻璃生產(chǎn)線優(yōu)質(zhì)且穩(wěn)定的生產(chǎn) 改善工作環(huán)境和提高勞動(dòng)生產(chǎn)有很重要的意義 因此 原料的配料自動(dòng)化是現(xiàn)代玻璃 工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì) 此外 飼料 食品 化工 等行業(yè)也離不開配料生產(chǎn)過(guò)程 需要通 過(guò)自動(dòng)配料控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化 4 雖然各個(gè)行業(yè)所用的物料和生產(chǎn)工藝不同 但配料控制系統(tǒng)所需要完成的任務(wù)基本相同 所以研究和開發(fā)一種自動(dòng)配料控制系統(tǒng) 具有一定的實(shí)際意義 1 2 玻璃配料工業(yè)現(xiàn)狀玻璃配料工業(yè)現(xiàn)狀 玻璃工業(yè)在我國(guó)產(chǎn)業(yè)中不僅是一個(gè)重要的行業(yè) 也在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著非常重要的 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 2 作用 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 玻璃配料行業(yè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展 20 世紀(jì) 80 年代后期 我國(guó)浮法玻璃出現(xiàn)了第一次發(fā)展的高峰 以年增長(zhǎng) 35 的速度快速發(fā)展 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng) 時(shí)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 10 的增長(zhǎng)速度 玻璃工業(yè)的發(fā)展極為引人注目 近年來(lái) 玻璃生產(chǎn) 行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈 所以 穩(wěn)定并提高產(chǎn)品的質(zhì)量 產(chǎn)量和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力成為玻璃生 產(chǎn)發(fā)展的主要目標(biāo) 因此 玻璃生產(chǎn)中的稱重配料系統(tǒng)必須具有高性能 高速度 高 可靠性和穩(wěn)定性等特點(diǎn) 以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求 5 目前我國(guó)玻璃工業(yè)中存在的主要問(wèn)題與國(guó)際先進(jìn)水平的差距主要表現(xiàn)在 資源 和能源的消耗高 綜合利用水平低 整體技術(shù) 裝備和管理水平與國(guó)際先進(jìn)水平相 比仍有很大的差距 因?yàn)楫a(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理 導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)浮法和深加工率偏低 企 業(yè)規(guī)模小 數(shù)量多 國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力差 企業(yè)創(chuàng)新和自主開發(fā)能力較差 缺少具有驅(qū)動(dòng) 力的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制和能力 無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象比較突出 6 我國(guó)在玻璃配料技術(shù)方面 仍然存在著設(shè)備裝備不合理 工藝落后 產(chǎn)品單一和 自動(dòng)化程度低等方面的弊端 難以滿足現(xiàn)代化玻璃工業(yè)發(fā)展的需要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 和控制技術(shù)的發(fā)展 以可編程控制器為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)成為了當(dāng)今浮法玻璃生產(chǎn) 線控制系統(tǒng)的主流 日益成熟 它不僅解決了配料控制系統(tǒng)中存在的配料精度低 機(jī) 電控制部分可靠性差的問(wèn)題 而且還加強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理生產(chǎn)以及對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)動(dòng) 態(tài)監(jiān)控 同時(shí)隨著信息技術(shù)化 網(wǎng)絡(luò)化向自動(dòng)化領(lǐng)域的滲透 使自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié) 構(gòu)面臨一場(chǎng)大的變革 7 1 2 1 配料系統(tǒng)的現(xiàn)狀配料系統(tǒng)的現(xiàn)狀 通常情況下在配料生產(chǎn)過(guò)程中 要求不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng) 半自動(dòng)和手動(dòng)配料 并且可以在不同工作模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換 配料控制系統(tǒng)必須要有很高的可靠性以保證 系統(tǒng)正常連續(xù)的工作 若出現(xiàn)故障能夠及時(shí)報(bào)警或緊急停車 目前 我國(guó)配料領(lǐng)域選 用的控制系統(tǒng)種類很多種 1 2 2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)的分時(shí)處理功能直接對(duì)多個(gè)控制回路實(shí)現(xiàn)多種形 式控制的多功能數(shù)字控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)的輸出直接作用于控制對(duì)象 直接數(shù)字控制系 統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng) 具有多功能性 在線實(shí)時(shí)控制 分時(shí)方式控制和靈活性等特 點(diǎn) 它結(jié)構(gòu)緊湊 便于維護(hù) 有較強(qiáng)的抗干擾能力和控制精度 輕便靈活 方便操作 缺點(diǎn)是這種控制系統(tǒng)一切的信息交換都要通過(guò)中心計(jì)算機(jī) 一旦計(jì)算機(jī)出錯(cuò) 不易檢 查錯(cuò)誤 容易造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓 8 所以這種控制系統(tǒng)在現(xiàn)代玻璃配料生產(chǎn)企業(yè)中 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 3 很少應(yīng)用 圖 1 1 直接數(shù)字控制系統(tǒng)框圖 該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)通過(guò)檢測(cè)裝置對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程參數(shù)進(jìn)行采樣 然后將采樣值與 存于存儲(chǔ)器中的設(shè)定值進(jìn)行比較 然后再根據(jù)兩者的差值和相應(yīng)于指定控制規(guī)律的控 制算法進(jìn)行分析和計(jì)算 形成所要求的控制信息 然后將其傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)以控制生 產(chǎn)過(guò)程 用分時(shí)處理方式完成對(duì)多個(gè)單回路的各種控制 如比例積分微分 前饋 非 線性 適應(yīng)等控制 同時(shí) 也可以根據(jù)需要將必要的信息用打印機(jī)打印出來(lái)或者在終 端機(jī)的屏幕上顯示 1 2 3 監(jiān)督控制系統(tǒng)監(jiān)督控制系統(tǒng) 監(jiān)督控制系統(tǒng)又稱為設(shè)定值控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是在操作指導(dǎo)系統(tǒng)的基礎(chǔ) 上演變而起來(lái)的 操作指導(dǎo)系統(tǒng)是一種開環(huán)控制結(jié)構(gòu) 在該系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)起到定時(shí)采 集生產(chǎn)過(guò)程參數(shù) 并按照工藝要求以及指定的控制算法求出輸入輸出關(guān)系和控制量的 作用 通過(guò)顯示 打印和報(bào)警提供現(xiàn)場(chǎng)信息 方便管理人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析和調(diào) 節(jié)等 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有閉環(huán)結(jié)構(gòu) 它可以根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài) 環(huán)境 條件因素 按照預(yù)定的控制模型計(jì)算出生產(chǎn)過(guò)程的最佳給定值 并據(jù)此對(duì)模擬式調(diào)節(jié)儀表進(jìn)行自 動(dòng)整定 也可以進(jìn)行順序控制 最優(yōu)控制以及適應(yīng)控制運(yùn)算 使生產(chǎn)過(guò)程始終處在最 優(yōu)工作狀態(tài) 9 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 4 圖 1 2 監(jiān)督控制系統(tǒng)框圖 該控制系統(tǒng)由監(jiān)督控制計(jì)算機(jī)和數(shù)字控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制 SCC 計(jì)算機(jī)根據(jù) 配料生產(chǎn)工藝信息和其它信息 管理并監(jiān)控整個(gè)配料過(guò)程 改變 DDC 級(jí)計(jì)算機(jī)配料給 定值 DDC 級(jí)計(jì)算機(jī)根據(jù) SCC 計(jì)算機(jī)設(shè)定的配料給定值 實(shí)時(shí)控制稱量配料 DDC 級(jí)計(jì)算機(jī)可以是單片機(jī) 也可以是可編程控制器 PLC DDC 系統(tǒng)和 SCC 系統(tǒng)都屬于 集中控制型的系統(tǒng) 當(dāng)這種系統(tǒng)集中很多的控制回路時(shí) 就會(huì)帶來(lái) 危險(xiǎn)高度集中 的 問(wèn)題 而使系統(tǒng)的可靠性大為降低 這就要求直接數(shù)字控制由集中型向分散型轉(zhuǎn)移 于是出現(xiàn)了 控制分散 信息集中 的集散型控制系統(tǒng) 1 2 4 集散型控制系統(tǒng)集散型控制系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)又稱為分散型綜合控制系統(tǒng) 簡(jiǎn)稱 DCS 是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān) 視 操作 管理和分散控制的全新模式的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 它將若干臺(tái)微機(jī)分 散用于過(guò)程控制 全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì)算機(jī)監(jiān)控 實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制 通過(guò) CRT 裝置 通信總線 鍵盤 打印機(jī)等 進(jìn)行集中操作 顯示和報(bào)警 如圖 1 3 所示 集散控制系統(tǒng)按照分散控制 集中操作 分級(jí)管理 分而自治和綜 合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則 把系統(tǒng)從上到下分為分散過(guò)程控制級(jí) 集中操作監(jiān)控級(jí) 綜合信 息管理級(jí) 形成分級(jí)分布式控制結(jié)構(gòu) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 5 圖 1 3 集散控制系統(tǒng)框圖 DCS 通常采用若干控制器對(duì)一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的多個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行控制 各控制器間 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接并且能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 操作采用計(jì)算機(jī)操作站 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與控制器連 接 收集生產(chǎn)數(shù)據(jù) 傳達(dá)操作指令 過(guò)程級(jí)主要由過(guò)程控制站 I O 單元 現(xiàn)場(chǎng)儀表組 成 是系統(tǒng)控制功能的實(shí)施部分 DCS 的控制決策由過(guò)程控制站完成 因此 控制程 序是由過(guò)程控制站實(shí)現(xiàn)的 DCS 的過(guò)程控制站是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 主要由電源 CPU 網(wǎng)絡(luò)接口和 I O 口組構(gòu)成 DCS 中的 I O 一般是模塊化的 一個(gè) I O 模塊上有一 個(gè)或多個(gè) I O 通道 用來(lái)連接傳感器和調(diào)節(jié)閥 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將操作站 現(xiàn)場(chǎng)控制器 I O 組件進(jìn)行連接 在這一層次內(nèi)形成開放的 雙向的 數(shù)字通信系統(tǒng) 11 1 2 5 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù) FCS 是工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化控制的一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò) 它依靠 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)把具有檢測(cè)和控制和通信能力的微處理芯片放入傳統(tǒng)的測(cè)量控制儀表中 使它們各自具有數(shù)字計(jì)算能力 數(shù)字通信能力 FCS 采用簡(jiǎn)單的雙絞線作為總線 把 多個(gè)測(cè)量控制儀表連成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 按照公開 規(guī)范的通信協(xié)議 在位于現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)數(shù) 字測(cè)量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場(chǎng)儀表與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換 從而形成適應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng) 12 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 6 圖 1 4 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)框圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 7 第二章第二章 玻璃配料控制總體設(shè)計(jì)玻璃配料控制總體設(shè)計(jì) 2 1 玻璃配料工藝分析玻璃配料工藝分析 玻璃配料就是根據(jù)要生產(chǎn)的玻璃工藝性能指標(biāo)將砂石 白云石 長(zhǎng)石 純堿 芒 硝等各種原料按一定得比例通過(guò)稱量系統(tǒng)精確稱量后 通過(guò)集料皮帶傳送到混合機(jī)中 進(jìn)行干混 然后加適量的水進(jìn)行濕混 然后經(jīng)過(guò)原熔皮帶將混合料送到玻璃熔窯窯頭 熔煉的過(guò)程 13 圖 2 1 玻璃配料工藝圖 工藝流程 依次啟動(dòng)窯頭皮帶 窯頭料倉(cāng) 提升皮帶 原熔皮帶 混合機(jī) 傳輸 皮帶 啟動(dòng)完成 然后各稱量系統(tǒng)對(duì)砂石 白云石 長(zhǎng)石 純堿 芒硝按預(yù)先設(shè)定好 的稱量方式各稱加料 稱量結(jié)束 系統(tǒng)檢驗(yàn)是否滿足排料條件 滿足條件則按設(shè)定好 的方式進(jìn)行定時(shí)和順序排料 傳輸皮帶將混合料送入混合機(jī)混合 排料結(jié)束經(jīng)過(guò)延時(shí) 后 系統(tǒng)進(jìn)行下一周期的加料 混合機(jī)先將混合料進(jìn)行定時(shí)干混 然后加水進(jìn)行濕混 定時(shí)時(shí)間到 排料門打開 將混合料排到原熔皮帶 經(jīng)原熔皮帶送到玻璃熔窯窯頭熔 煉 完成一次配料周期 當(dāng)混合機(jī)排料結(jié)束后進(jìn)入下一配料周期 系統(tǒng)設(shè)置排廢裝置 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 8 如果配料過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)誤造成廢料 則將其通過(guò)排廢裝置排出 2 2 玻璃配料系統(tǒng)的組成設(shè)計(jì)玻璃配料系統(tǒng)的組成設(shè)計(jì) 完整的配料控制系統(tǒng)一般由給料系統(tǒng) 稱量系統(tǒng) 混合系統(tǒng) 碎玻璃控制系統(tǒng) 輸送系統(tǒng)組成 14 2 2 1 給料系統(tǒng)給料系統(tǒng) 目前常用的給料系統(tǒng)有電磁振動(dòng)給料系統(tǒng) 螺旋給料系統(tǒng) 料門給料系統(tǒng) 電磁 閥給料系統(tǒng)等 電磁振動(dòng)給料機(jī)采用臥式安裝 多彈簧板結(jié)構(gòu) 工作更加穩(wěn)定 噪音低 放料平 穩(wěn) 給料速率調(diào)節(jié)方便 造價(jià)低 可以用于磨蝕性大的固體物料 適應(yīng)的物料力度范 圍廣 通過(guò)可控硅的半波整流 驅(qū)動(dòng)給料機(jī)的電磁線圈按照工頻振動(dòng)產(chǎn)生向前的輸送 力 給料機(jī)的振動(dòng)頭為電磁線圈 送電后 線圈將以 50 Hz 的頻率吸引 釋放帶動(dòng)輸 料溜槽的銜鐵 銜鐵的振動(dòng)使給料機(jī)對(duì)物料產(chǎn)生向前的推動(dòng)力 通過(guò)調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo) 通角來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送能力的大小 采用電位器或電壓可連續(xù)的調(diào)整 螺旋給料機(jī) 常用于物料流性較差或流動(dòng)性強(qiáng)的物料 該給料系統(tǒng)給料平穩(wěn) 適 合超細(xì)粉物料 采用螺旋輸送方式 它的入口段設(shè)計(jì)為變節(jié)距或變直徑或兩者都變化 以確保物料能從物料倉(cāng)出口處均勻卸出 對(duì)于長(zhǎng)寬比例大的物料倉(cāng)出口更為合適 它 的中部輸送段是等節(jié)距或變節(jié)距的 使物料在螺旋輸送槽中的充填率降低到 15 40 這樣就能減小螺旋給料機(jī)的過(guò)送量 它的出口處或者出口段也可以根據(jù)物料的 不同流動(dòng)性能而有各種變化 比如說(shuō)可以將最后一節(jié)螺旋做成雙頭以減小過(guò)送量的波 動(dòng)幅度 對(duì)于有顯著黏著性的物料 可以將螺旋末端伸到出料口部分或在出口端前部 的輸送槽上做些直立刮板弄碎物料塊 或者根據(jù)工藝需要 可以將螺旋給料機(jī)做成兩 個(gè)出口 也可以讓螺旋給料機(jī)中間進(jìn)料 兩端出料 有些物料的流動(dòng)性能不好 使物 料倉(cāng)的不結(jié)拱臨界出口寬度相當(dāng)大 但是工藝上又不大要求喂料量大 這是可以采用 雙螺旋給料機(jī)甚至三螺旋給料機(jī) 所以說(shuō)可以根據(jù)所需物料的具體流動(dòng)性能和工藝要 求 設(shè)計(jì)出功能良好的螺旋給料機(jī) 因此 螺旋給料機(jī)在玻璃配料中的使用進(jìn)來(lái)日益 普及 料門給料系統(tǒng)適合物料流動(dòng)性好 配料速度要求快 精度要求相對(duì)較低的場(chǎng)合 該系統(tǒng)通常使用雙氣缸實(shí)現(xiàn)料門兩種開口大小或一大一小兩料門 實(shí)現(xiàn)了既提高配料 速度又提高精度的要求 在粗加料時(shí) 將料門全部打開或兩個(gè)料門打開 達(dá)到一定量 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 9 時(shí) 將料門關(guān)閉一部分或?qū)⒋罅祥T關(guān)閉 進(jìn)行細(xì)加料 達(dá)到預(yù)定量時(shí)將料門全部關(guān)閉 對(duì)于一些液體原料可采用電磁閥給料系統(tǒng) 這種方式控制相對(duì)簡(jiǎn)單 也可采用雙 管路雙電磁閥控制 以提高配料速度和精度 2 2 2 稱重計(jì)量控制系統(tǒng)稱重計(jì)量控制系統(tǒng) 在配料之前 首先要對(duì)稱量控制系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù) 包括要求供料的窯爐 料方序號(hào) 或各組分的設(shè)定值 稱量快慢切換值 懸浮量等 根據(jù)稱量和排料的順序 原料的稱量方式可分為增量法和減量法以及累計(jì)稱量 增量法稱量是通過(guò)給料設(shè)備向稱斗內(nèi)加入規(guī)定數(shù)量的物料 然后由排料裝置將稱量斗 中物料排空 減量法稱量則是通過(guò)給料裝置向稱斗內(nèi)加入大于規(guī)定數(shù)量的物料 然后 由稱量斗下的排料機(jī)將規(guī)定內(nèi)的物料排出 增量法與減量發(fā)一般應(yīng)用于排庫(kù)形式 累 計(jì)稱量多應(yīng)用于塔庫(kù)形式 目前 大部分玻璃生產(chǎn)線采用的是增量法和減量法相結(jié)合 稱量方式 增量稱量法及其控制原理 增量稱量法稱量過(guò)程中 以進(jìn)入到稱量斗的物料 量為最終配方值的稱量方式稱之為增量法 這種稱量方式通過(guò)上料設(shè)備把原料從物料 倉(cāng)加到稱量斗中 當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止加料 料斗下有一閘門 開啟閘門放出所有已 稱好的原料 然后輸送到混合機(jī) 這種稱量方式要求原料不能粘附在稱量斗壁上 否 則最終放出的原料量不等于稱量值 降低稱量精度 并且如果稱量斗下部閘門如果控 制不好 容易發(fā)生漏料將嚴(yán)重影響到配合料的化學(xué)組分均勻性 使用增量稱量方法時(shí) 控制系統(tǒng)啟動(dòng)后 首先要檢查物料倉(cāng)中是否有料 如果料 倉(cāng)空則發(fā)出往料倉(cāng)內(nèi)送料的命令 直至能滿足稱量反饋信號(hào)送回為止 若有料 則往 下檢查配料秤的零點(diǎn) 同時(shí)檢查稱量斗卸料門是否關(guān)好 如滿足條件 則啟動(dòng)物料倉(cāng) 的振動(dòng)器和給料機(jī)向稱斗加速給料 倘若稱斗門開著 控制系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出信號(hào)使它關(guān) 閉 經(jīng)過(guò)再次檢查如果稱量斗卸料門還沒關(guān)閉或配料稱中有料 則系統(tǒng)進(jìn)入保持狀態(tài) 直到操作人員到現(xiàn)場(chǎng)處理好為止 當(dāng)給料機(jī)快速向稱斗加料后 配料秤的重量測(cè)量值也隨著增加 稱量控制系統(tǒng)判 斷稱量值是否達(dá)到 90 的快加量 若達(dá)到 則給料機(jī)由快速加料切換為慢速加料 并 隨時(shí)判斷稱量值測(cè)量值是否達(dá)到應(yīng)加的重量值 如果達(dá)到 則給料機(jī)停止慢加料 并 顯示出設(shè)定值 實(shí)際稱量和誤差 否則繼續(xù)進(jìn)行慢加料 當(dāng)每臺(tái)稱的給料機(jī)都完成加 料工作后 配料生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)配料秤校驗(yàn) 核對(duì)各個(gè)成分的稱量值是否在 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 10 允許誤差之內(nèi) 校驗(yàn)滿足精度要求后 且傳輸皮帶開 混合機(jī)開 混合機(jī)空 混合機(jī) 關(guān)門等條件滿足 便發(fā)出允許排料信號(hào) 如果某臺(tái)稱的稱量值有不足或過(guò)量的情況 則按下述方式處理 稱量值不足時(shí) 如稍大于允許誤差值 則給料機(jī)以慢速緩慢加料 直到達(dá)到允許誤差范圍之內(nèi) 若是 慢速緩慢加料仍然未能達(dá)到允許誤差 則報(bào)警 稱量系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài) 由操作人員到現(xiàn) 場(chǎng)處理 排除故障后 系統(tǒng)才繼續(xù)運(yùn)行 如果超過(guò)量小于某一規(guī)定值 則其他各稱在接到相應(yīng)的信號(hào)后自動(dòng)增加配料量 以保證配方正確 然后才允許排料 如果超過(guò)量是在 3 10 之間時(shí) 則發(fā)出信號(hào)詢問(wèn) 是否廢棄本次稱量的原料 如果不同意廢棄 則按小過(guò)量方式處理 如果同意廢棄 則按廢料處理 如果超過(guò)量為 10 以上 控制系統(tǒng)自動(dòng)將本次稱量的原料作廢料處理 一次稱量法要求排料時(shí)稱量斗必排空 才能保證稱量精度 為避免粘料 配料秤斗壁 上一般都裝有艙壁振動(dòng)器 若排料后的稱量控制系統(tǒng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)稱量斗壁上有粘料現(xiàn)象 則發(fā)出信號(hào)使艙壁振動(dòng)器工作幾秒鐘后再進(jìn)行檢測(cè) 當(dāng)振動(dòng)若干次仍無(wú)效果 則報(bào)警 由操作人員到現(xiàn)場(chǎng)處理 增量稱量法的優(yōu)點(diǎn)是投資較少 控制比較簡(jiǎn)單 一旦發(fā)生超差 可以及時(shí)補(bǔ)救 增量稱量法對(duì)于濕度小 不易黏結(jié)且用量不大的物料較為適用 但是稱量斗 對(duì)于一 些粘性強(qiáng) 濕度大的物料存料比較嚴(yán)重 盡管有時(shí)稱量是準(zhǔn)確的 但排料時(shí)可能一部 分物料沾到稱量斗上而未進(jìn)入混合機(jī) 因此參加混合的物料有可能超出誤差范圍 造 成配合料質(zhì)量的下降 殘量卸料稱量法及控制原理 這是一種增量法的改良方法 因增量法稱量原料 多采用卸空法排料 簡(jiǎn)單說(shuō)也就是將物料加到規(guī)定稱量值以后 稱量系統(tǒng)控制停止加 料 開始卸料到卸完物料 完成一個(gè)稱量周期 但含有一定水分的原料和粘性強(qiáng)的原 料不宜采用 在生產(chǎn)中 一些廠家針對(duì)增量法的弊端將其進(jìn)行了改良 把原來(lái)的排料方式由卸 空法改為殘量卸料法的稱量工藝 稱量系統(tǒng)部分物料易于殘留在稱料斗內(nèi) 所以在稱 量時(shí)索性多加上一定量的物料 把多出的物料留于稱量斗內(nèi) 其稱量過(guò)程是 首先在 應(yīng)配料的基礎(chǔ)上加上一定量的物料殘留量作為滿載的首次劑量值 當(dāng)物料卸至此計(jì)算 值時(shí) 系統(tǒng)控制停止卸料 完成一個(gè)配料周期 因?yàn)檫@種稱量方式對(duì)每種物料進(jìn)行兩 次稱量 所以延長(zhǎng)了稱量的周期 但這種方式很大程度的提高了配料系統(tǒng)的稱量精度 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 11 減量稱量法及其控制原理 在稱量過(guò)程中 由稱量斗排出的物料量為最終配方 值 這種稱量方式稱為減量稱量法 假定要稱量 X kg 的原料 先通過(guò)給料機(jī)向稱斗加 料到 A kg 然后由稱量斗出料口處的給料機(jī)往外排料 知道稱量斗中還殘留 B kg 料時(shí) 停止排料 使 X A B 稱量斗中殘留的數(shù)量一般為額定稱量值的 1 4 1 5 減量法稱量 可以使粘附在稱量斗壁上和稱量斗中的殘留物料量不會(huì)影響稱量精度 這種稱量方式 比一次稱量方式多用了一臺(tái)給料機(jī) 但卻能保證達(dá)到 很高的稱量精度 現(xiàn)代玻璃生 產(chǎn)中減量稱量法已被普遍采用 減量法稱量是在系統(tǒng)啟動(dòng)之后 首先檢查物料倉(cāng)和配料稱中的殘留料量 若正常 就啟動(dòng)物料倉(cāng)振動(dòng)器及給料機(jī)向稱量斗中快速加料 因?yàn)闇p量法的稱量精度由稱量斗 加料后的稱量值和排料后的稱量值的差決定的 所以這里不用在臨近設(shè)定值時(shí)切換到 慢加料 控制好排出的量就可以了 關(guān)鍵是設(shè)定好卸料值 為了獲得一定的配料精度 減量法的排料應(yīng)該有快 慢排料切換 即得到允許的排料命令時(shí)先快速排料 配料秤 的重量隨之減少 當(dāng)稱量控制系統(tǒng)判別排料值已經(jīng)達(dá)到應(yīng)排值的 90 則排料機(jī)即由 快排料改為慢排料 當(dāng)排料值達(dá)到設(shè)定排料值時(shí) 排料機(jī)停止工作 并將出口處的快 速斷流閘板關(guān)閉 減量稱量法的優(yōu)點(diǎn) 由于排料為稱量過(guò)程 消除了稱斗中粘料誤差 提高了動(dòng)態(tài) 精度 其次排料時(shí)使用輸送設(shè)備 可以使物料平穩(wěn)落下 并可控制排料順序和速度 使物料形成夾層狀 起到預(yù)混的作用 這樣使系統(tǒng)的精度大大提高 但是由于排料是 最終排料量 所以一旦出現(xiàn)誤差很難補(bǔ)救 因此 減量稱量法時(shí)對(duì)其設(shè)備的要求是很 高的 其造價(jià)高于增量稱量法 2 2 3 混合控制系統(tǒng)混合控制系統(tǒng) 混合過(guò)程是混合和分料的過(guò)程 達(dá)到最佳混合均勻度的混合時(shí)間為 3 5min 適當(dāng) 的混合時(shí)間可以保證各種原料顆粒的均勻分布 過(guò)短的混合時(shí)間無(wú)法達(dá)到這一要求 過(guò)長(zhǎng)的混合時(shí)間不利于提高混合質(zhì)量 因此過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)的混合時(shí)間都會(huì)導(dǎo)致配合料均 勻性變差 加水量計(jì)算按照配合料中的含水量要求 計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整配合料的加水量 保證 配合料中的含水率不變 定時(shí)加水通長(zhǎng)作為定量加水的后備方式 確定即使加水系統(tǒng) 出現(xiàn)故障還能夠加水 為了保證加水量的準(zhǔn)確性一般多選擇定量加水方式 2 2 4 碎玻璃控制系統(tǒng)碎玻璃控制系統(tǒng) 碎玻璃通常在窯頭加入 經(jīng)碎玻璃稱稱量后 配料輸送過(guò)程中將稱量好的碎玻璃 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 12 均勻加入 和配合料一起加入到窯頭倉(cāng)中進(jìn)行熔煉 一般在配合料的輸送皮帶上加接 觸式傳感器 當(dāng)配料和傳感器接觸時(shí)向碎玻璃料斗發(fā)出卸料信號(hào) 排出的碎玻璃均勻 的撒在配料上 2 2 5 輸送控制系統(tǒng)輸送控制系統(tǒng) 輸送系統(tǒng)是將配合料經(jīng)混合機(jī)排出后 通過(guò)原熔皮帶 提升皮帶裝置將原料最終 送入到玻璃熔窯的過(guò)程 1 傳送帶常見故障 打滑 為防止皮帶打滑常常采用防滑套將傳送帶與皮帶之間的打滑現(xiàn)象減到最 低限度 常采取的措施有 檢查裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是否需要加以緊固 繃緊上下傳送帶 磨粗或更換現(xiàn)有防滑套表面 檢查驅(qū)動(dòng)齒輪的磨損情況等 傳送帶與紙板之間打滑 掛面紙板與熱板之間產(chǎn)生的摩擦過(guò)大是傳送帶與紙板 之間打滑的主要原因 2 傳送帶跑偏 傳送帶邊緣開線 如果使用帆布傳送帶時(shí)出現(xiàn)邊緣開線問(wèn)題 表明可能有跑 偏的問(wèn)題 這時(shí)應(yīng)調(diào)整壓力輥 以及調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪等對(duì)機(jī)器做一些較小的調(diào)整 傳送帶邊緣彎曲 用一支鉛筆在帶邊內(nèi)約 6 英寸 15cm 處劃線 然后測(cè)量該線 橫向移動(dòng)量來(lái)檢查傳送帶邊緣是否彎曲 任何情況下傳送帶的橫向移動(dòng)量應(yīng)在1 4 英 寸 0 6cm 之內(nèi) 傳送帶斜行 機(jī)器一般都會(huì)有一定的對(duì)角線偏斜 可能會(huì)影響紙板的運(yùn)行軌跡 導(dǎo)致進(jìn)紙時(shí)偏心 以至出紙時(shí)正對(duì)準(zhǔn)中心 這可以通過(guò)調(diào)整壓力輥來(lái)補(bǔ)償 3 啟動(dòng) 對(duì)于剛啟動(dòng)的機(jī)器 傳送帶可能會(huì)有不規(guī)則的偏軌 可能是因?yàn)檎羝?的熱度不均勻 也可能是停機(jī)過(guò)程中因傳送帶的張力減少而變松弛 并直接暴露給熱 源 這種情況經(jīng)最初的幾小時(shí)后會(huì)逐漸消失 因此需要經(jīng)常保持傳送帶的張力 4 經(jīng)過(guò)緊帶機(jī)構(gòu)時(shí)跑偏 這是由于傳送帶在經(jīng)過(guò)緊帶機(jī)構(gòu)時(shí)各軸內(nèi)在的扭曲引 起的 可以在活塞機(jī)構(gòu)的另一端安裝一個(gè)松緊扣來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題 調(diào)整消除軸的扭曲 2 2 6 排料系統(tǒng)排料系統(tǒng) 排料可以是稱重設(shè)備或排放設(shè)備 通常由排空閥門 電磁振動(dòng)給料機(jī) 螺旋給料 機(jī) 電動(dòng)閥門等組成 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 13 2 2 7 中心控制系統(tǒng)中心控制系統(tǒng) 配料中心控制系統(tǒng)由稱量?jī)x表 上位工控機(jī) 可編程控制器及其他控制器件組成 在分布式控制方式中 由可編程控制器組成系統(tǒng)下位機(jī) 每臺(tái)控制器直接控制一臺(tái)秤 實(shí)現(xiàn)一條物料線的定量給料 系統(tǒng)的上位機(jī)一般采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 一臺(tái)上位機(jī)連 接多臺(tái)下位機(jī) 用于生產(chǎn)線的集中管理 在玻璃配料控制系統(tǒng)中 西門子的可編程序控制器在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集 處理 和控制 同時(shí)和上位機(jī)進(jìn)行通訊以交換系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù) 在上位機(jī)中 監(jiān)控軟 件的首要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)管理者之間良好的人機(jī)接口 以文字和圖形實(shí)時(shí)地反映整 個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀 此外要及時(shí)地向下級(jí) PLC 傳遞系統(tǒng)的設(shè)定和操作命令 在需要的時(shí) 候自動(dòng)執(zhí)行關(guān)鍵性的操作 因此 上位機(jī)除了接收可編程序控制器傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并 進(jìn)行顯示外 還能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存 查詢并進(jìn)行諸如稱重管理和配方設(shè)定等 此 外 還要求對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模擬顯示并實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能 綜上所述 上位機(jī)實(shí)現(xiàn)的主要 功能如下 1 接收操作人員設(shè)定的生產(chǎn)參數(shù) 并對(duì)控制參數(shù) 系統(tǒng)標(biāo)定進(jìn)行在線與儲(chǔ)存 能 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng) 半自動(dòng) 手動(dòng)操作模式間的切換 2 具有報(bào)表生成功能 時(shí)有適時(shí)報(bào)警功能 系統(tǒng)輸出的報(bào)表可按時(shí)間 配方號(hào) 工程名稱 施工單位等可選擇的輸出報(bào)表 3 能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與訪問(wèn) 其數(shù)據(jù)庫(kù)在每次系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的自動(dòng)創(chuàng)建并按秒級(jí)記 錄 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 4 實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的系統(tǒng)管理權(quán)限 系統(tǒng)操作員可對(duì)配方進(jìn)行輸入和修改 具有權(quán) 限的工程師可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)控制軟件和下位機(jī)軟件進(jìn)行修改 2 3 變頻器變頻器 2 3 1 通用變頻器通用變頻器 MM440 變頻器應(yīng)用高性能的矢量控制技術(shù) 采用微處理器控制 并且采用具有現(xiàn) 代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 作為功率輸出器件 所以 MM440 變頻器具有很高的運(yùn)行可靠性和功能多樣性 由于脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的 因而降低了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行噪聲 全面且完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好 的保護(hù) MM440 變頻器適用于三相電動(dòng)機(jī)速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的變頻器系列 功率范 圍涵蓋 120kW 至 200kW 恒轉(zhuǎn)矩方式 或 250kW 變轉(zhuǎn)矩方式 的多種型號(hào)可供用戶選用 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 14 當(dāng) MM440 變頻器使用默認(rèn)的工廠設(shè)置參數(shù)時(shí) 可方便地用于傳動(dòng)控制系統(tǒng) 由于 MM440 具有全面完善的控制功能 在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后 也適用于需要多種功能的電 動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng) MM440 變頻器既用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中 主要技 術(shù)規(guī)格有一下幾種 1 電源電壓和功率范圍 單相 交流 220 240 10 恒轉(zhuǎn)矩 0 12kW 3 0kW 三相 交流 220 240 10 恒轉(zhuǎn)矩 0 12kW 4 5kW 變轉(zhuǎn)矩 5 50kW 45 0kW 三相 交流 380 480 10 恒轉(zhuǎn)矩 0 37kW 200kW 變轉(zhuǎn)矩 7 50kW 250kW 2 輸入頻率 47 63Hz 3 輸出頻率 0 650 Hz 4 功率因數(shù) 0 98 5 保護(hù)特征 過(guò)電壓 欠電壓保護(hù) 變頻器過(guò)熱保護(hù) 接地故障保護(hù) 短路保護(hù) 電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù) 電動(dòng)機(jī)失步保護(hù) 2 3 2 MM440 特點(diǎn)特點(diǎn) 1 易于安裝 調(diào)試和設(shè)置參數(shù) 2 牢固的電磁兼容性設(shè)計(jì) 3 可以通過(guò)中性點(diǎn)不接地電源供電 4 對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)是快速并且是可重復(fù)的 5 參數(shù)設(shè)置的范圍很廣 6 具有多個(gè)繼電器輸出 7 具有多個(gè)模擬量輸出 0 20mA 8 脈寬調(diào)制的頻率高 因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲低 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 15 9 內(nèi)置的 RS485 串行通信接口 10 2 路模擬輸入 IN1 0 10V 0 20mA 和 10 10V IN2 0 10V 0 20MA 11 詳盡的變頻器狀態(tài)信息和全面的信息功能 12 變頻器參數(shù)設(shè)置 變頻器的參數(shù)只能用基本操作面板 BOP 高級(jí)操作面板 AOP 或者通過(guò)串行 通訊接口進(jìn)行修改 用 BOP 可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù) 使變頻器具有期望的特性 例如 斜坡時(shí)間 最小和最大頻率等 選擇的參數(shù)號(hào)和設(shè)定的參數(shù)值在五位數(shù)字的 LCD 可選件 上顯示 r 表示一個(gè)用于顯示的只讀參數(shù) P 是一個(gè)設(shè)定參數(shù) P0010 起動(dòng) 快速調(diào)試 如果 P0010 被訪問(wèn)以后沒有設(shè)定為 0 變頻器將不運(yùn)行 如果 P3900 0 這 一功能是自動(dòng)完成的 P0004 的作用是過(guò)濾參數(shù) 據(jù)此可以按照功能去訪問(wèn)不同的參數(shù) 如果試圖修改一個(gè)參數(shù) 而在當(dāng)前狀態(tài)下此參數(shù)不能修改 例如 不能在運(yùn) 行時(shí)修改該參數(shù)或者該參數(shù)只能在快速調(diào)試時(shí)才能修改 那么將顯示 快速調(diào)試參數(shù)設(shè)置 P0003 1 標(biāo)準(zhǔn)級(jí) P0010 1 快速調(diào)試 P0100 0 kW 50HZ P0300 1 1 異步電機(jī) 2 同步電機(jī) P0304 電動(dòng)機(jī)額定電壓 P0305 電動(dòng)機(jī)額定電流 P0307 電動(dòng)機(jī)額定功率 P0310 電動(dòng)機(jī)額定頻率 P0311 電動(dòng)機(jī)額定速度 P0700 1 基本操作面板方式 BOP P1000 3 固定頻率設(shè)定值 P1080 電動(dòng)機(jī)最小頻率 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 16 P1082 電動(dòng)機(jī)最高頻率 P1300 0 線性 V f 控制 根據(jù)控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)特性選擇 P1910 0 自動(dòng)檢測(cè)禁止 P3900 1 方式 1 2 3 第三章第三章 設(shè)備選型設(shè)備選型 3 1 稱重傳感器稱重傳感器 3 1 1 稱重傳感器技術(shù)稱重傳感器技術(shù) 稱重傳感器是通過(guò)把被測(cè)量的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成另一種被測(cè)量來(lái)測(cè)量質(zhì)量的傳感器 15 稱重傳感器是電子秤的重要組成部分 它把被稱物體的重量轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 經(jīng)過(guò)處理 后指示出來(lái) 所以稱重傳感器的好壞很大程度的決定了電子秤的精確度 近年來(lái) 由靜態(tài)稱重向低速動(dòng)態(tài)稱重 動(dòng)態(tài)稱重和快速稱重的發(fā)展是電子稱重技 術(shù)和電子衡器產(chǎn)品的一個(gè)重要發(fā)展方向 且應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大 對(duì)稱重傳感器不僅要 求準(zhǔn)確度高 穩(wěn)定性好 工作壽命長(zhǎng) 而且還有很多新的要求 如耐壓 防爆 防腐 蝕 耐高溫 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 穩(wěn)定時(shí)間短等 16 根據(jù)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外稱重傳感器技術(shù)與工藝 的發(fā)展動(dòng)向 結(jié)合電子稱重技術(shù)和電子衡器產(chǎn)品的新需求 總結(jié)出稱重傳感器技術(shù)動(dòng) 向如下 1 小型化 小型化是指稱重傳感器的體積小 高度低 重量輕 不同結(jié)構(gòu)的電子衡 器有不同的需求 便攜式靜動(dòng)態(tài)輪重秤要求高度為 20 mm 左右的低外形蝶式稱重傳感 器 天車秤 抓斗秤要求薄形 超薄形板式稱重傳感器 一些大型電子衡器為使其重 心低穩(wěn)定性好也要求稱重傳感器體積小 高度低 變形小容量大 2 集成化 集成化包含兩種 一種是結(jié)構(gòu)集成化 即將稱重傳感器彈性體與秤體 承力 傳力 支承等一體化 形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的稱重傳感器 另一種是功能集成化 即將重量信息攝取 放大 變換 傳輸 信息處理和顯示都集于一體或?qū)⒎Q重傳感器 秤體和稱重顯示控制器合三為一 3 多功能化 多功能化也包含兩種 一種是稱重傳感器除了具有檢測(cè)重量信息的 功能外 還要有能檢測(cè)其它信息的功能 比如說(shuō)電子吊秤用稱重傳感器不僅能檢測(cè)重 量信息還能檢測(cè)加速度信息 另一種是稱重傳感器本身除了具有檢測(cè)功能外還應(yīng)具有 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 17 信號(hào)處理等其它功能 4 智能化 智能化傳感器能夠完成信號(hào)探測(cè)和處理 邏輯判斷 雙向通訊 自檢 自校 自補(bǔ)償 自診斷和計(jì)算等全部或部分功能 智能傳感器主要是數(shù)字式傳感器 隨著時(shí)代數(shù)字信息的發(fā)展 在工業(yè)過(guò)程檢測(cè)和稱重計(jì)量與控制系統(tǒng)中 數(shù)字化電子衡 器和數(shù)字稱重系統(tǒng)的日益增多 所以這就要求數(shù)字式智能稱重傳感器的相關(guān)技術(shù)與配 套儀表要盡快發(fā)展 3 1 2 稱重傳感器選型稱重傳感器選型 稱重傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物料的快速 準(zhǔn)確的稱量 影響著配料的精度 目前最常 用的是電阻應(yīng)變式稱重傳感器 電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作原理 17 圖 3 1 電阻應(yīng)變式傳感器工作原理圖 圖中 R1 R4 為電橋測(cè)量電阻應(yīng)變片 RD 為初始不平衡補(bǔ)償阻 RT 為零點(diǎn)溫度補(bǔ) 償電阻 RE 為輸出靈敏度溫度補(bǔ)償電阻 四片電阻應(yīng)變片分別粘在傳感器梁的上下平 面 即連成惠斯登電橋 當(dāng)被測(cè)物的重量通過(guò)傳感器作用在粘有電阻應(yīng)變片的彈性梁 時(shí) 使其彎曲變形 彈性梁變形大小和外加載荷成正比 此時(shí) 電阻應(yīng)變片產(chǎn)生電阻 應(yīng)變 且與梁變形成正比 則粘貼在梁平面的 R1 R2 電阻應(yīng)變片阻值增加 R3 R4 電阻應(yīng)變片阻值減小 電橋失衡 對(duì)角端有不平衡電壓輸出 其輸出的不平衡電壓值 正比于被測(cè)物重量 2 型號(hào)的確定 選擇 METTLER TOLEDO 公司的 TSC 系列稱重模塊 計(jì)量精度在動(dòng)態(tài)時(shí) 連續(xù)進(jìn) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 18 料 放料 時(shí)可到 2 1000 在靜態(tài) 進(jìn)料 放料再進(jìn)料 時(shí)可達(dá)到 1 2000 或更高 3 2 給料設(shè)備選型給料設(shè)備選型 本設(shè)計(jì)的玻璃配料系統(tǒng)喂料和排料機(jī)構(gòu)是采用 GZ 系列的電磁振動(dòng)給料機(jī) 其內(nèi) 部結(jié)構(gòu)如圖 3 2 所示 該電磁振動(dòng)給料機(jī)由鐵芯 線圈 銜鐵和復(fù)位彈簧構(gòu)成 線圈中 電流變化和磁場(chǎng)變化引起銜鐵的振動(dòng) 從而使料斗跟著振動(dòng) 加料量隨其振幅大小相 應(yīng)變化 圖 3 2 GZ 系列電磁振動(dòng)給料機(jī)原理圖 GZ 系列電磁振動(dòng)給料機(jī)與其它給料設(shè)備相比 具有以下特點(diǎn) 1 體積小 重量輕 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝方便 無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件不需潤(rùn)滑 維修方便 運(yùn) 行費(fèi)用低 2 電磁振動(dòng)給料機(jī)由于運(yùn)用了機(jī)械振動(dòng)學(xué)的共振原理 雙質(zhì)體在低臨界近共振狀 態(tài)下工作 因而消耗電能少 3 由于可以瞬時(shí)地改變和啟閉料流 所以給料量有較高的精度 4 本系列電磁振動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備采用了可控硅半波整流線路 因此在使用過(guò)程中 可以通過(guò)調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角的辦法方便地調(diào)節(jié)給料量 并可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的集中控 制和自動(dòng)控制 5 由于給料槽中的物料在給料過(guò)程中連續(xù)地被拋起 并按拋物線的軌跡向前進(jìn)行 跳躍運(yùn)動(dòng) 因此給料槽的磨損較小 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 19 3 3 各元器件選型各元器件選型 3 3 1 低壓斷路器低壓斷路器 低壓斷路器又稱自動(dòng)刀開關(guān) 起接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路的作用 也能用來(lái)控制不頻 繁啟動(dòng)的電機(jī) 低壓斷路器有過(guò)載保護(hù) 短路保護(hù) 欠電壓保護(hù)等 低壓斷路器分?jǐn)?能力強(qiáng) 動(dòng)作值可調(diào) 操作方便 所以根據(jù)玻璃配料生產(chǎn)的要求選用 HR3 100 型號(hào)的 熔斷式刀開關(guān) 18 表 3 1 熔斷式刀開關(guān) 3 3 2 熔斷器熔斷器 熔斷器在電路中可以起到短路保護(hù)的作用 是一種簡(jiǎn)單有效的保護(hù)電器 熔斷器 是由熔體組和包熔體的絕緣管組成的 熔體串接于被保護(hù)的電路中 當(dāng)電路發(fā)生短路 故障時(shí) 熔體瞬間被熔斷分?jǐn)嚯娐?起到保護(hù)作用 所以根據(jù)玻璃配料生產(chǎn)的要求選 用 RM 15 型號(hào)的熔斷器 表 3 2 熔斷器 3 3 3 中間繼電器中間繼電器 中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電壓線圈繼電器 在控制回路中期信號(hào)傳遞 放大 翻 轉(zhuǎn)和分路等中繼作用 主要用來(lái)擴(kuò)展觸點(diǎn)數(shù)量 實(shí)現(xiàn)邏輯控制 她具有觸點(diǎn)多 觸點(diǎn) 容量大 動(dòng)作靈敏等特點(diǎn) 中間繼電器選用時(shí)要注意線圈的電流種類和電壓等級(jí)應(yīng)與 型號(hào)約定發(fā)熱電流 A 額定熔斷短路電流 kA 接通能力 A 斷開能力 A HR3 10010050 25100100 HR3 20020050 2515 25015 250 型號(hào)額定電壓 V 額定電流 A 額定電流等級(jí) A 極限分?jǐn)嗄?kA RM 15220156 10 151 2 RM 603806015 20 25 30 40 50 60 3 5 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 20 控制電路一致 另外 要根據(jù)控制電路的需求來(lái)確定觸點(diǎn)的形式和數(shù)量 中間繼電器 沒有主 輔之分 額定電流約為 5A 所以本次設(shè)計(jì)選用 JZ7 44 型號(hào)中間繼電器 表 4 1 JZ7 系列中間繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù) 觸點(diǎn)對(duì) 數(shù) 型號(hào)觸點(diǎn)額定電 壓 V 觸點(diǎn)額定電 流 A 常 開 常 閉 吸引線圈電壓 V額定操作頻 率 JZ7 4444 JZ7 6262 JZ7 80 5005 80 12 36 220 3 80 1200 次 h 3 3 4 接觸器接觸器 接觸器是一種能自動(dòng)接通或者斷開大電流的電器 不僅可以頻繁的接通 分?jǐn)嘟?直流電路 還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制 它的主要控制對(duì)象是電機(jī) 接觸器的過(guò)載能力強(qiáng) 控制容量大 設(shè)備簡(jiǎn)單 壽命長(zhǎng) 是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中廣泛使用的電器元件 所以根據(jù)玻璃配料生產(chǎn)的要求選用 CJ20 16 型號(hào)的接觸器 表 3 3 接觸器 型號(hào)額定電壓 V 額定電流 A 可控制電動(dòng)機(jī)最大功率 kW CJ20 63220 380 6 3 6 3 1 7 3 CJ20 10220 380 10 10 2 2 4 4 CJ20 16220 380 16 16 4 5 7 5 3 3 5 熱繼電器熱繼電器 熱繼電器主要用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)負(fù)載的過(guò)載保護(hù) 實(shí)際運(yùn)行中 電動(dòng)機(jī) 經(jīng)常會(huì)遇到過(guò)載情況 只要過(guò)載時(shí)間短 情況不嚴(yán)重 繞組不超過(guò)允許的升溫都是允 許的 但如果過(guò)載時(shí)間長(zhǎng) 情況嚴(yán)重 就會(huì)加速電機(jī)絕緣的老化 縮短使用壽命 甚 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)論文 21 至燒毀 所以必須要接熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù) 根據(jù)玻璃配料生產(chǎn)的要求選 用 J16 型號(hào)的熱繼電器 表 3 4 熱繼電器 熱元件型號(hào)額定電壓 V 額定電流 A 最小規(guī)格 A 最大規(guī)格 A 檔數(shù) 200 25 0 3514 2212 6014 2240 634JR16380 15040 63100 1604 第四章第四章 配料系統(tǒng)控制軟件配料系統(tǒng)控制軟件 4 1 可編程控制器可編程控制器 可編程控制器 PLC 是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心 集現(xiàn)代控制技術(shù) 通信技術(shù)為一 體的先進(jìn)工業(yè)自動(dòng)控制裝置 可編程控制器抗干擾能力強(qiáng) 編程簡(jiǎn)單 使用靈活 控 制系易于設(shè)計(jì) 通用性好 聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng) 因此 在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用 成為 工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)支柱之一 19 4 1 1 可編程序控制器的產(chǎn)生可編程序控制器的產(chǎn)生 早期的順序控制器主要由繼電器組成 系統(tǒng)復(fù)雜程度不高 自動(dòng)化水平有限 構(gòu) 成的控制系統(tǒng)按設(shè)定好的時(shí)間和條件順序工作 滿足不了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提 高的要求 電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展有可能滿足這種需求 1968 年美國(guó)通用汽車 公司為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要 從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)該具備的 十大條件 即 編程方便 并可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序 維修方便 采用插件式結(jié)構(gòu) 可靠 性高于繼電器控制裝置 體積小于繼電器控制盤 成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng) 具有 通訊功能 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī) 可以使用 115V 交流輸入電壓 輸出采用 115V 交流電壓 能直接驅(qū)動(dòng)接觸器 通用性好 易于擴(kuò)展 用戶程序存儲(chǔ)器至少能擴(kuò) 展到 4KB 1969 年 美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器 并在 生產(chǎn)中得到應(yīng)用 23 PLC 自問(wèn)世以來(lái)得到了迅速的發(fā)展 1971 年 日本開始生產(chǎn)可編程控制器 1973 年 歐洲開始生產(chǎn)可編程控制器 我