基于PLC的自動(dòng)配料系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)23頁(yè)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè) 電氣自動(dòng)化 一、課題名稱(chēng)： 基于PLC的自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、主要技術(shù)指標(biāo)： 系統(tǒng)配料精度： 1%， 首尾滾筒距： 26m， 常用帶速： 0.01-0.05m/s 物料密度0.752.0t/h， 靈敏度：2mv/v 準(zhǔn)確度等級(jí)：c3級(jí) 綜合誤差： 0.02%最大稱(chēng)量 最大安全負(fù)荷： 150%最大稱(chēng)量 極限過(guò)負(fù)荷：200%最大稱(chēng)量， 稱(chēng)重傳感器輸入信號(hào)范圍 030mv， 速度傳感器輸入信號(hào)范圍： 020Hz， RS485串行通訊接口。 三、工作內(nèi)容和要求：1、 自動(dòng)配料將完成3種物料的自動(dòng)配比控制； 2、 控制方式為主從比列控制方式； 2、 PLC要實(shí)現(xiàn)各種物料下料量

2、的采集、喂料裝置的啟停、物料下料量的控制； 3、 組態(tài)操作界面能顯示設(shè)備的運(yùn)行、停車(chē)、故障； 4、 操作界面要求顯示每種物料的下料設(shè)定值、實(shí)際下料值；通過(guò)界面上設(shè)置的啟動(dòng)、停車(chē)按鈕實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)停。 四、主要參考文獻(xiàn)：_1王志剛，許曉鳴.PLC在白動(dòng)配煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.電氣傳動(dòng). . 2章皓，王先憂(yōu)，應(yīng)力剛.可編程控制器在配料自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.機(jī)電工程 3秦益霖，MPS課程項(xiàng)目 4段梅，李新，PLC在混料控料系統(tǒng)的應(yīng)用J。1997，23（10）：3032，41 5張本舉，自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，中國(guó)鋁業(yè)中州分公司計(jì)控室，2000年 學(xué) 生（簽名） 2010 年 5 月 7 日 指 導(dǎo)

3、教師（簽名） 2010 年 5 月10 日 教研室主任（簽名） 2010 年 5 月 10 日 系 主 任（簽名） 2010 年 5 月 12 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目基于PLC的自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 選題的背景和意義：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化的需求也日益增多。在很多生產(chǎn)工藝過(guò)程中，人們除了要求衡器能準(zhǔn)確的進(jìn)行稱(chēng)量，滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量的需要外，還要求能自動(dòng)配料稱(chēng)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(duì)輸送中的流量進(jìn)行調(diào)解、控制、達(dá)到準(zhǔn)確的配比。 自動(dòng)配料系統(tǒng)可以按照設(shè)定配比和流量控制各輸入物料的瞬時(shí)流量，從而達(dá)到控制各種產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的目的，是

4、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)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(dòng)配料控制系統(tǒng)再生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅可以提高配料質(zhì)量和產(chǎn)量，也大大減輕了崗位工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，本課題設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)自動(dòng)配料系統(tǒng)能有效解決動(dòng)態(tài)計(jì)量衡器的控制精度問(wèn)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(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。二、 課題研究的主要內(nèi)容：1.配料系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)及選擇 2.上位機(jī)的對(duì)比選擇 3.下位機(jī)PLC的選擇分析 4.上下位機(jī)通信方案的選擇5.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.傳感器設(shè)計(jì)和選型7.其他輔助器件的設(shè)計(jì)三

5、、 主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：設(shè)計(jì)任務(wù)使用siemens公司的可編程序控制器及Wincc組態(tài)軟件。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)要求：1畫(huà)出主電路2. 分配I/O地址，列出元件表；3. 設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的程序框圖。4. 根據(jù)程序框圖設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的控制梯形圖，寫(xiě)出指令表。5. 上機(jī)調(diào)試通過(guò)。6. 利用Wincc組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬運(yùn)行四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容5月175月19選定畢業(yè)設(shè)計(jì)研究課題5月205月30完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告并上交5月306月5修改完善畢業(yè)設(shè)計(jì)6月6上交畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 2010 年 5 月 10 日六、系部意見(jiàn)： 系主任簽名：

6、2010年 5 月 11 日基于PLC的自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要Abstract第1章 課題來(lái)源背景.1 1.1.1 課題來(lái)源 1.1.2 研究的目的和意義 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定. 1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.2.2 總體設(shè)計(jì)方案的確定第2章 PLC概述.12.1 PLC的發(fā)展歷史. 32.2 PLC的硬件和軟件.42.3 PLC的通訊聯(lián)網(wǎng)2.4 PLC的注意事項(xiàng)第3章 配料系統(tǒng)簡(jiǎn)介.53.1 自動(dòng)配料系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn).63.2 自動(dòng)配料系統(tǒng)的組成.83.3 配料技術(shù)的最新進(jìn)展. 11第4章 自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì). 144.1 稱(chēng)重方式選擇. 144.2 給料方式選擇. .15.4.3

7、生產(chǎn)線(xiàn)結(jié)構(gòu). 164.4 配料系統(tǒng)的組成.4.5 輸送裝置的設(shè)計(jì).4.6 計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì).第5章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì). 195.1 PLC的選配 195.2 S7200的特征. 205.3 S7200的主要組成部件. 23第6章 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì). 30第7章 系統(tǒng)的監(jiān)控組態(tài). 43第8章 結(jié)束語(yǔ). 58參考文獻(xiàn)摘 要本課題為自動(dòng)配料自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展自動(dòng)配料自動(dòng)控制系統(tǒng)在諸多行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。本文介紹了一種全新的配料系統(tǒng)，它采用上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)模式，以PC機(jī)作為上位機(jī)，PLC作為下位機(jī)，論文主要內(nèi)容包括系統(tǒng)總體方案的選擇，硬件選擇和軟件設(shè)計(jì)等。 首先，通過(guò)對(duì)比分析集

8、散控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)各自的特點(diǎn)，確定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案為基于集散控制系統(tǒng)的思想，以集中控制和分散管理為指導(dǎo)原則，選用計(jì)算機(jī)和PLC構(gòu)成上下位機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自主控制的目標(biāo)。其次介紹了系統(tǒng)硬件的選擇，包括上下位機(jī)的選擇、傳感器選擇和稱(chēng)重顯示儀選擇。上位機(jī)本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用、滿(mǎn)足要求的原則，通過(guò)比較工控機(jī)和品牌個(gè)人電腦，決定選用品牌電腦，下位機(jī)主要是完成生產(chǎn)控制，通過(guò)對(duì)比分析選用德國(guó)西門(mén)子S7-200系列的PLC。PLC的高可靠性可以很好的滿(mǎn)足控制要求。傳感器選用電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器，選用時(shí)主要考慮量程和精度兩項(xiàng)指標(biāo)，最后是控制算法和PLC的控制流程。本方案的生產(chǎn)效率和控制精度相對(duì)較

9、高，對(duì)各行業(yè)中的配料生產(chǎn)有著很好的借鑒和指導(dǎo)應(yīng)用作用。關(guān)鍵詞：PLC配料；傳送；自動(dòng)控制；研究設(shè)計(jì)AbstractThis subject for the ingredients of an automatic control system. with economic development of the development of the automatic control system for the ingredients in a number of widely used in industrial production. this article introduced a ne

10、w ingredients system, it uses the old patterns of the structure, the pc as upper, plc as the old machines and paper main contents including the overall system of choice, hardware and software design choice. First, through comparative analysis 集散 control systems and computer control system is on its

11、own features, and establish a system based on the overall design 集散 control system of thought, to focus on control and decentralized administration for guiding principles and use the computer and plc make up the form of a structure to achieve the goal. control systems. Second on a hardware system, i

12、ncluding the old machine of choice, sensors and weigh the choice of that instrument. the upper in the economy and meet the requirements of the practical principle, by comparing IPCand brand personal computers and decided to use the computer, the famous brand in the production is largely complete con

13、trol of, through comparative analysis selection of german siemens s7 -200 series of the plc. Plc high reliability can meet the demands of control. the sensor selection of the resistance strain in weigh the choice of sensor, the main consideration of the quantum and precision to two items, the algori

14、thms and control of the plc control. this scheme of control efficiency and accuracy of relatively high, with all sectors of the ingredients produced a very good and guiding role of the application.Keywords: Plc ingredients ;automatic transmission ; research desig第1章 緒論1.1課題的來(lái)源自動(dòng)配料系統(tǒng)是一個(gè)針對(duì)各種不同類(lèi)型的物料（固體

15、或液體）進(jìn)行輸送、配比、加熱、混合以及成品包裝等全生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。廣泛應(yīng)用于化工、塑料、冶金、建材、食品、飼料等行業(yè)。在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)遇到多種物料配比控制的情況。在手動(dòng)控制狀態(tài)下，需要根據(jù)生產(chǎn)情況，計(jì)算出各物料的配比，再根據(jù)配比，分別計(jì)算出各物料的理想下料量，對(duì)各臺(tái)設(shè)備分別設(shè)定，來(lái)滿(mǎn)足配比的要求。當(dāng)生產(chǎn)情況發(fā)生變化，需要改變下料量時(shí)，則需要再次分別計(jì)算各物料的設(shè)定值，再次分別設(shè)定。計(jì)算,操作時(shí)間長(zhǎng)，且容易出錯(cuò)，給生產(chǎn)帶來(lái)不良因素。而采用PLC控制方式以及新穎的變頻調(diào)速喂料機(jī)構(gòu)，配合配料控制軟件包，實(shí)現(xiàn)物料傳送、配料控制、配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等功能。并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)配料系統(tǒng)的

16、集合控制。專(zhuān)利技術(shù)解決物料結(jié)拱、粘稠液體物料傳送、配料過(guò)程中下料沖擊和空中懸料誤差的自動(dòng)校正等問(wèn)題，提高了配料精度。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定1.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)使用siemens公司的可編程序控制器及Wincc組態(tài)軟件。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)要求：1畫(huà)出主電路2. 分配I/O地址，列出元件表；3. 設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的程序框圖。4. 根據(jù)程序框圖設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的控制梯形圖，寫(xiě)出指令表。5. 上機(jī)調(diào)試通過(guò)。6. 利用Wincc組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬運(yùn)行1.2.2 控制要求1.自動(dòng)配料將完成3種物料的自動(dòng)配比控制；2.控制方式為主從比例控制方式；3.PLC要實(shí)現(xiàn)各種物料下料量的采集、喂料裝置的啟停、物料下料量的控

17、制；4.組態(tài)操作界面能顯示設(shè)備的運(yùn)行、停車(chē)、故障；5.操作界面要求顯示每種物料的下料設(shè)定值、實(shí)際下料值；通過(guò)界面上設(shè)置的啟動(dòng)、停車(chē)按鈕實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)停；第2章 PLC概述2.1 PLC的發(fā)展歷史在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM（通用汽車(chē)）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱(chēng)Programmable Con

18、troller（PC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱(chēng)PC。PLC的定義有許多種。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原

19、則設(shè)計(jì)。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。2.2 PLC的硬件和軟件2.2.1 PLC的硬件構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合

20、成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。CPU的構(gòu)成：CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶(hù)程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線(xiàn)構(gòu)成，CPU單

21、元還包括外圍芯片、總線(xiàn)接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。 CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。I/O模塊：PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。2.3 PLC的通訊聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)

22、和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說(shuō)法。 PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。2.4 PLC的注意事項(xiàng)保證PLC的正常運(yùn)行，因此在使用中應(yīng)注意以下問(wèn)題。1. 工作環(huán)境1.1 溫度PLC要求環(huán)境溫度在055，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽(yáng)光直接照射

23、；如果周?chē)h(huán)境超過(guò)55，要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。1.2 濕度為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%（無(wú)凝露）。1.3 震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為1055Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施。1.4 空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。1.5 電源PLC供電電源為50Hz、220（110%）V的交流電，對(duì)于電源線(xiàn)來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對(duì)于可靠性要求很高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽

24、層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。第3章 配料系統(tǒng)簡(jiǎn)介全自動(dòng)配料控制系統(tǒng)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用已屢見(jiàn)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(guò)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(jì)效益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點(diǎn)對(duì)配料控制要求也不同，但其高可靠性，先進(jìn)性，開(kāi)放性，免維護(hù)性，可擴(kuò)展性是工廠(chǎng)自動(dòng)化FA所追求的一致目標(biāo)。3.1 自動(dòng)配料系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）配料現(xiàn)場(chǎng)粉塵大，環(huán)境惡劣； （2）各組份在配方中所占比例不同，有時(shí)甚至差異懸殊； （3）配料速度和精度要求高；

25、 （4）配方可能經(jīng)常變換、調(diào)整； （5）物料可能受環(huán)境溫度、濕度影像； 在工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)遇到以上情況。在手動(dòng)控制狀態(tài)下，需要根據(jù)生產(chǎn)情況，計(jì)算出各物料的配比，再根據(jù)配比，分別計(jì)算出各物料的理想下料量，對(duì)各臺(tái)設(shè)備分別設(shè)定，來(lái)滿(mǎn)足配比的要求。當(dāng)生產(chǎn)情況發(fā)生變化，需要改變下料量時(shí)，則需要再次分別計(jì)算各物料的設(shè)定值，再次分別設(shè)定。計(jì)算,操作時(shí)間長(zhǎng)，且容易出錯(cuò)，給生產(chǎn)帶來(lái)不良因素。而采用PLC控制方式以及新穎的變頻調(diào)速喂料機(jī)構(gòu)，配合配料控制軟件包，實(shí)現(xiàn)物料傳送、配料控制、配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理等功能。并可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)配料系統(tǒng)的集合控制。專(zhuān)利技術(shù)解決物料結(jié)拱、粘稠液體物料傳送、配料過(guò)程中下料沖擊

26、和空中懸料誤差的自動(dòng)校正等問(wèn)題，提高了配料精度。3.2 自動(dòng)配料系統(tǒng)的組成 自動(dòng)配料系統(tǒng)是對(duì)粉?；蛞后w物料進(jìn)行單秤稱(chēng)重并按所選配方混合這一工業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的自動(dòng)化系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、醫(yī)藥、糧食及飼料等行業(yè)。一般的工業(yè)自動(dòng)配料系統(tǒng)由以下幾部分組成。（1）給料部分：給料部分是從料倉(cāng)（或儲(chǔ)罐）向稱(chēng)重設(shè)備中加料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)物料的不同特性，可以選用不同的給料設(shè)備，如電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、單（雙）速電磁閥等。（2）稱(chēng)量部分：稱(chēng)量部分由傳感器、標(biāo)準(zhǔn)連接件、接線(xiàn)盒和稱(chēng)量斗組成，與稱(chēng)量?jī)x表一起進(jìn)行物料的稱(chēng)量以及誤差的檢測(cè)。排料設(shè)備：排料可以是稱(chēng)重設(shè)備（減量法）或排放設(shè)備。通常由排空

27、閥門(mén)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、電（氣）動(dòng)閥門(mén)等組成。所有設(shè)備均應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工藝條件和物料的性質(zhì)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。（3）配料控制系統(tǒng)：配料控制系統(tǒng)由稱(chēng)量?jī)x表、可編程控制器、上位工控機(jī)及其他控制器件等組成。（4）校稱(chēng)系統(tǒng)：配料系統(tǒng)傳感器應(yīng)進(jìn)行定期調(diào)校，以保證系統(tǒng)配料精度。3.3 配料技術(shù)的最新進(jìn)展目前，稱(chēng)重配料系統(tǒng)的流程控制幾乎全部由可編程控制器（PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)，上位計(jì)算機(jī)主要用于配方管理、屏幕人機(jī)對(duì)話(huà)和稱(chēng)重資料的儲(chǔ)存打印等工作。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，配料系統(tǒng)中的稱(chēng)量?jī)x表由最初的專(zhuān)用積木式儀表發(fā)展為智能化的工業(yè)控制終端機(jī)以及專(zhuān)門(mén)的配料控制器。配料控制器是用來(lái)控制一種或多種物料的配置的微電腦系

28、統(tǒng)，可以完全或部分取代可編程控制器，實(shí)現(xiàn)配料的自動(dòng)化。稱(chēng)量?jī)x表的功能也由最初的資料顯示發(fā)展為具有自動(dòng)診斷、自動(dòng)零位跟蹤、置零去皮、預(yù)置點(diǎn)輸出、動(dòng)態(tài)稱(chēng)重、數(shù)據(jù)通信等多項(xiàng)功能。 近年來(lái)，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的推廣，將傳統(tǒng)的配料控制系統(tǒng)改進(jìn)為基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的控制系統(tǒng)成為科技進(jìn)步的必然趨勢(shì)。目前，許多用于配料的稱(chēng)重儀表已經(jīng)有了Profibus等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口，使基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的配料控制系統(tǒng)成為可能，基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的配料控制系統(tǒng)正在迅速推廣。第四章 自動(dòng)配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)在生產(chǎn)工藝中為滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)一套自動(dòng)配料系統(tǒng)。此配料系統(tǒng)將完成3種物料的自動(dòng)配比控制。自動(dòng)配比方式有兩種，即總量比例控制和主從比列控制。在總量比列

29、控制方式下，操作員只需設(shè)定幾種物料的下料總量，再設(shè)定這幾種物料的配比要求，系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算出各物料的下料設(shè)定值，分別送到各喂料設(shè)備，自動(dòng)完成各物料的下料量的控制，使各物料的下料量滿(mǎn)足總量和比列的要求。當(dāng)下料總量值或下料比列需要改變時(shí)，操作員只需改變總量值或比列值，系統(tǒng)將立即重新自動(dòng)計(jì)算出各物料新的設(shè)定值，立即更改各物料的下料量調(diào)整十分迅速，滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。在主從比例控制方式下，操作員只需設(shè)定幾種物料的下料比例，在選取一種物料為主變量，則其他物料的下料量將按比例的地跟隨主變量下料量。當(dāng)主變量下料量改變時(shí)，其他物料的下料量立即改變保證下料比列不變。當(dāng)需要改變物料下料比列時(shí)，操作員只需改變比列值，各物料

30、的下料量立即按照新的比列設(shè)定。為了使操作更方便，適應(yīng)性更強(qiáng)，可以選取一種或多種或全部物料單獨(dú)控制，其下料量由操作員完全控制，不隨其他物料變化。本設(shè)計(jì)采用的是主從比列控制。此配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括稱(chēng)重方式選擇、給料方式選擇、生產(chǎn)線(xiàn)結(jié)構(gòu)方式選擇、配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。4.1 稱(chēng)重方式選擇在本工藝生產(chǎn)過(guò)程中，采用進(jìn)料式稱(chēng)重，由于物料本身特性及料斗原因可能造成卸料不凈，從而產(chǎn)生稱(chēng)量誤差。卸料式稱(chēng)重只稱(chēng)量從料斗中取走的物料量并顯示其重量，不存在卸料干凈與否的問(wèn)題，因而該方式特別適用于稱(chēng)量難稱(chēng)的物料，如易粘附的物料等其缺點(diǎn)是設(shè)備比較復(fù)雜，需要同時(shí)有給料裝置和卸料裝置，要求車(chē)間高度較高，并且由于稱(chēng)量料斗內(nèi)的物料

31、重量值總是高于需要配置的物料的重量值，從而導(dǎo)致傳感器量程增大，造成稱(chēng)量精度降低。因而一般情況下卸料式稱(chēng)量的精度比進(jìn)料式稱(chēng)量的精度低。4.2 給料方式選擇目前，稱(chēng)重配料系統(tǒng)最常用的給料裝置有電磁震動(dòng)給料機(jī)和螺旋給料機(jī)。電磁震動(dòng)給料機(jī)運(yùn)用機(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，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件、耗電少、體積小、重量輕、運(yùn)行資費(fèi)低。在給料過(guò)程中，物料在料槽中被連續(xù)拋起，并按拋物線(xiàn)軌跡向前作跳躍運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)料槽的磨損較小。其缺點(diǎn)是安裝后的調(diào)試較復(fù)雜，調(diào)整不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生噪聲且運(yùn)行不好。與電磁振動(dòng)給料機(jī)相比，螺旋給料機(jī)給料均勻，受外界影響小，機(jī)械振動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)，對(duì)稱(chēng)量的干擾也小，可以避免因振動(dòng)造成的

32、粉料分層。但螺旋給料機(jī)上安裝有電動(dòng)機(jī)和減速器，重量大，效率較低。4.3 配料系統(tǒng)的組成一般的自動(dòng)配料系統(tǒng)由以下幾部分組成：(1) 給料部分 給料部分是從料倉(cāng)向稱(chēng)重設(shè)備中加料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)物料的不同特性，選用的不同的給料設(shè)備，如電磁震動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、單雙速電磁閥。(2) 稱(chēng)量部分 稱(chēng)量部分由傳感器、標(biāo)準(zhǔn)連接件、接線(xiàn)盒和稱(chēng)量斗組成，與稱(chēng)量?jī)x表一起進(jìn)行物料的稱(chēng)量以及誤差的檢測(cè)。(3) 排料設(shè)備 排料可以是稱(chēng)重設(shè)備或排放設(shè)備。通常由排空閥門(mén)、電磁震動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、電（氣）動(dòng)閥門(mén)等組成。所有設(shè)備均應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工藝條件和物料的性質(zhì)等進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇。 (4) 控制系統(tǒng) 配料控制系統(tǒng)由稱(chēng)量?jī)x表、上

33、位工控機(jī)、可編程控制器及其他控制器件組成。典型的配料控制系統(tǒng)在一些比較簡(jiǎn)單的稱(chēng)重配料系統(tǒng)中，也可以采用工業(yè)計(jì)算機(jī)加數(shù)據(jù)采集板卡的形式進(jìn)行配料的控制。 (5) 校稱(chēng)系統(tǒng) 配料系統(tǒng)傳感器應(yīng)定期進(jìn)行調(diào)試，以保證系統(tǒng)配料精度。4.4 輸送裝置的設(shè)計(jì) 此配料系統(tǒng)所配物料有3種，均為塊狀物料，均采用皮帶運(yùn)輸機(jī)傳送，通過(guò)變頻器電機(jī)控制皮帶速度，調(diào)整下料量。為了能夠適應(yīng)維修，備用，互換的需求，3種物料的運(yùn)送皮帶都選用相同的規(guī)格，放料門(mén)采用氣動(dòng)放料門(mén)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，適用于 對(duì)放料速度要求高的場(chǎng)合。4.5稱(chēng)重原件設(shè)計(jì)(1) 電子秤以自動(dòng)稱(chēng)量方式將散狀物料按預(yù)定的配比進(jìn)行稱(chēng)量，該秤可控制物料的稱(chēng)量、卸料。當(dāng)飼料到

34、規(guī)定的數(shù)值時(shí)，指針移到相應(yīng)的接近開(kāi)關(guān)處，使電子秤動(dòng)作，在進(jìn)行下一步飼料的送料和稱(chēng)重，依此類(lèi)推，直到全部飼料配比完畢。電子秤由秤體、稱(chēng)重傳感器和放料門(mén)組成。稱(chēng)重傳感器采用高精度稱(chēng)重傳感器。特別適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下高準(zhǔn)確度配料的技術(shù)要求。稱(chēng)重儀表性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低、可靠性高。第五章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 5.1.1 PLC的選配本設(shè)計(jì)中采用西門(mén)子公司的S7-200型PLC，其優(yōu)越的性能表現(xiàn)為極高的可靠性極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實(shí)時(shí)特性，強(qiáng)勁的通訊功能，豐富的擴(kuò)展模塊。一 S7-200的特征1. 體積小：由于其緊湊的設(shè)計(jì)，S7

35、-200可以適用于任何機(jī)器控制環(huán)境。2. 易于使用：通過(guò)STEP7-Micio/Dos軟件可以非常方便的為S7-200編程，而且該軟件能夠在仁和一臺(tái)兼容個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用。3. 靈活多用：S7-200的輸入/輸出點(diǎn)可以支持各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)備，如：光電傳感器，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)按鈕開(kāi)關(guān)，燈，攪拌器等。 二 S7-200的主要組成部件1 中央處理器（CPU）：是控制系統(tǒng)的大腦，他根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行控制。2 輸入/輸出（I/O）：是系統(tǒng)的控制點(diǎn)，輸入用于監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)裝置，輸出用于控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。3 編程口：用于連接編程設(shè)備，例如，一臺(tái)計(jì)算機(jī)或者一個(gè)手持編程器。輸出點(diǎn)計(jì)算機(jī)輸入點(diǎn)編程口 S7-200簡(jiǎn)易組成連接圖3 編程軟件

36、S7-200的編程軟件叫做STEP7-Micro/Dos它基于MS-Dos5.0上的版本。STEP7-Micro/Dos的編程語(yǔ)言有兩種表示方法：指令表和梯形圖。5.1.2 操作站的選配1.上位組態(tài)監(jiān)控軟件的初始化具體包括：變量的初值、初始化命令語(yǔ)言、上下位機(jī)變量網(wǎng)絡(luò)地址的對(duì)應(yīng)、設(shè)置報(bào)警條件，所需記錄的歷史數(shù)據(jù)等。2 組態(tài)監(jiān)控軟件的各項(xiàng)功能模塊及數(shù)據(jù)庫(kù)間的關(guān)系5.2控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.2.1 PLC程序編制PLC要實(shí)現(xiàn)的功能主要有各物料下料量的采集、各喂料裝置的啟停、各物料下料量的控制、各物料下料量的累計(jì)。 各種物料的采集只需在PLC模塊中對(duì)各物理量進(jìn)行組態(tài)，按照硬件定義各量的通道，根據(jù)各量

37、的實(shí)際情況定義信號(hào)高地位、電流高低位參數(shù)即可。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，先給出I/O點(diǎn)分配表，然后寫(xiě)出流程圖以及順序功能圖。PLC I/O點(diǎn)配置表.系統(tǒng)PLC輸入輸出配置表輸入端子輸入裝置輸出端子輸出裝置I0.0啟動(dòng)Q0.0電子秤顯示I0.1停止Q0.1紅色燈信號(hào)I0.2料位倉(cāng)料位檢測(cè)Q0.2綠色燈信號(hào)I0.3料位滿(mǎn)信號(hào)Q0.3皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1I0.4皮帶秤稱(chēng)重傳感器Q0.4皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)M2I0.51號(hào)皮帶秤顯示Q0.5皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)M3I0.62號(hào)皮帶秤顯示Q0.6料倉(cāng)底門(mén)氣動(dòng)閥1I0.73號(hào)皮帶秤顯示Q0.7料倉(cāng)底門(mén)氣動(dòng)閥2I1.01號(hào)秤量料斗重等于設(shè)定比例Q1.0料倉(cāng)底門(mén)氣動(dòng)閥3I1.11號(hào)秤量料斗重大于設(shè)定比例Q1.11號(hào)測(cè)速電機(jī)常速轉(zhuǎn)動(dòng)I1.21號(hào)秤量料斗重小于設(shè)定比例Q1.21號(hào)測(cè)速電機(jī)快轉(zhuǎn)I1.32號(hào)秤量料斗重等于設(shè)定比例Q1.31號(hào)測(cè)速電機(jī)慢轉(zhuǎn)I1.42號(hào)秤量料斗重大于設(shè)定比例Q1.42號(hào)測(cè)速電機(jī)常轉(zhuǎn)信號(hào)I1.52號(hào)秤量料斗重小于設(shè)定比例Q1.52號(hào)測(cè)速