《電氣控制綜合實訓(xùn)》-配料系統(tǒng)構(gòu)成配料系統(tǒng)構(gòu)成介紹 課件

職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫知識與能力目標(biāo)12熟練掌握模擬量模塊的性能指標(biāo)、接線、校準(zhǔn)及配置34能用變頻器的外部端子和參數(shù)實現(xiàn)變頻器的多段速控制5熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的連接方法了解配料系統(tǒng)組成及各部分的功能

項目三配料系統(tǒng)控制熟練編制手動子程序，配合觸摸屏調(diào)試硬件系統(tǒng)

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任務(wù)一：配料系統(tǒng)構(gòu)成任務(wù)一子任務(wù)：配料系統(tǒng)構(gòu)成介紹任務(wù)二子任務(wù)任務(wù)三：混料過程變頻控制項目三

配料系統(tǒng)控制職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫實訓(xùn)目標(biāo)（1）了解S7-200PLC的硬件相關(guān)組成各部分的功能。（2）熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的功能與連接方法。（3）了解配料系統(tǒng)的組成。（4）理解自動混合生產(chǎn)線工作過程。（5）能根據(jù)電氣原理圖連接設(shè)備及電路。職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫實訓(xùn)目標(biāo)（1）了解S7-200PLC的硬件相關(guān)組成各部分的功能。（2）熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的功能與連接方法。（3）了解配料系統(tǒng)的組成。（4）理解自動混合生產(chǎn)線工作過程。（5）能根據(jù)電氣原理圖連接設(shè)備及電路。職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

配料廣泛應(yīng)用于化工、冶金、建材、食品、飼料加工等行業(yè)。本項目配料系統(tǒng)由自動混合生產(chǎn)線構(gòu)成。自動混合生產(chǎn)線由配料車間和生產(chǎn)車間兩個車間，配料車間主要完成運料車從A料倉、B料倉和C料倉將三種原料搬運至匯總斗的工作過程。生產(chǎn)車間主要完成兩種或三種原料自動混合的生產(chǎn)過程，并可以根據(jù)需要添加輔料。主控制器是兩臺西門子S7-200PLC控制器。

一、項目簡介職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫二、PLC硬件簡介

S7-200系列PLC在硬件上采用固定式結(jié)構(gòu)和擴展式結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式。固定式結(jié)構(gòu)的硬件即基本單元，擴展式結(jié)構(gòu)的硬件即基本單元擴展的模塊。SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機（CPU模塊）的外形如圖所示：基本單元物理結(jié)構(gòu)CPU狀態(tài)顯示通信口頂部端子蓋電源及輸出端子前蓋方式開關(guān)、電位器、擴展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲器卡職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫1、LED指示燈顯示CPU工作模式（運行或停機）、本機I/O口的當(dāng)前狀態(tài)及CPU系統(tǒng)是否出錯。2、存儲卡、通信口、電源端子、輸出端子、RUN/STOP為PLC工作方式選擇開關(guān)、擴展I/O連接、輸入端子。3、傳感器電源端子：作為傳感器的電源使用，也可輸出24v直流電源供控制系統(tǒng)使用。二、PLC硬件簡介職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫PLC的輸入點接收來自現(xiàn)場設(shè)備信號，輸出點輸出控制信號給被控對象。每種CPU最多可加的擴展模塊數(shù)是不同的，所以最大I/O點數(shù)也不等。每種CPU基本單元允許的數(shù)字量I/O邏輯空間（映像寄存器個數(shù)）都是128個輸入位和128個輸出位，它們與CPU實際允許的最大I/O點數(shù)是不等的。每種CPU的基本單元允許的模擬量I/O邏輯空間（模擬量映像寄存器個數(shù)）與它們實際允許的最大模擬量I/O點數(shù)也是不等的。4、PLC基本單元的I/O職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

輸入分為直流輸入和交流輸入直流輸入：NPN型晶體管輸入和PNP型晶體管輸入交流輸入；120V交流信號輸出分為直流24v晶體管輸出、直流/交流繼電器輸出和交流可控硅輸出數(shù)字量輸出接口按照輸出開關(guān)器件的種類不同，可分為：晶體管輸出方式（只能帶直流負載，屬直流輸出）可控硅輸出方式（只能帶交流負載，屬交流輸出）繼電器輸出方式（交直流負載都可，屬交/直流輸出）按照負載使用的電源不同，分為直流輸出交流輸出交/直流輸出職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

5、I/O擴展:擴展模塊I/O點的地址由I/O類型及模塊在I/O鏈中的位置決定。數(shù)字量擴展模塊以一個字節(jié)（8位）地址遞增方式保留映像寄存器空間。模擬量擴展模塊是以兩個字節(jié)遞增方式來分配空間。如果映像寄存器保留空間字節(jié)的某些位沒有擴展模塊實際物理點與其對應(yīng)，這些未用的位就不會分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。對于輸入模塊，由于每次輸入刷新時都把保留字節(jié)的未用位清0，所以這些未用位不能用作內(nèi)部存儲器的標(biāo)志位。對于輸出模塊，保留字節(jié)中的未用位可象內(nèi)部存儲器的標(biāo)志位那樣使用。職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

6、基本單元通信接口:S7-200系列PLC基本單元都帶有RS-485通信接口。點對點通信方式：單主站連接一個或多個從站的通信方式。通信波特率固定為9600bps。將PC或TD200作為主機，可最多對連接在公共線上的31臺PLC基本單元進行操作和控制，但兩臺PLC之間不能通過PPI接口方式直接通信。多點接口通信方式：包括單主站連接一個或多個從站和單主站連接一個或多個主站的兩種通信方式。多點通信總是在兩個相互獨立的通信設(shè)備之間建立聯(lián)系。另一個主站不能干擾兩個設(shè)備之間已建立號的連接。自由口通信方式：由用戶通過程序來自由選擇S7-200CPU通信協(xié)議的一種通信方式。（PPI協(xié)議、MPI協(xié)議、PROFIBUS協(xié)議）職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

三、配料系統(tǒng)組成（1）“自動混合生產(chǎn)線”由“配料車間”和“生產(chǎn)車間”兩開關(guān)。（1）“自動混合生產(chǎn)線”由“配料車間”和“生產(chǎn)車間”兩個車間構(gòu)成。（2）“配料車間”主要完成運料車從A料倉、B料倉和C料倉將三種原料搬運至匯總斗的工作過程。車間由運料車、物料A料倉、物料B料倉、物料C料倉及匯總斗構(gòu)成。運料車上有一個稱量斗，其量程為100KG，測量精度為±0.5%FS，變送器輸出信號為0-5V電壓信號。A、B、C三個料倉分別由一個電動振動給料機控制原料的輸出。運料車運行軌道上分別安裝了原點限位開關(guān)、A位置限位開關(guān)、B位置限位開關(guān)、C位置限位開關(guān)、匯總斗位置限位開關(guān)，并在左、右兩個極限位置分別安裝了行程開關(guān)。職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫配料系統(tǒng)組成3）“生產(chǎn)車間”主要完成兩種或三種原料自動混合的生產(chǎn)過程，并可以根據(jù)需要添加輔料。車間由匯總斗電磁閥、反應(yīng)釜及輔助料系統(tǒng)構(gòu)成。反應(yīng)釜的最大容量為1000Kg，具有攪拌器、溫度變送器及放料電磁閥，溫度變送器量程為0-200℃，測量精度為±1%FS，變送器輸出信號為0-5V電壓信號。輔助料系統(tǒng)由料倉、電動振動給料機、稱量斗及放料電磁閥構(gòu)成，輔助料稱量斗的量程為10KG，精度為±0.5%FS，變送器輸出信號為0-5V電壓信號。職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

自動混合生產(chǎn)線主要設(shè)備構(gòu)成職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

1、“配料車間”和“生產(chǎn)車間”分別由一套西門子S7-200PLC控制，兩套PLC之間采用PPI方式進行通訊。兩個車間的控制系統(tǒng)分別安裝到兩個實訓(xùn)臺上。2、系統(tǒng)完成對物料A、B、C按某一比列進行混合、

攪拌的生產(chǎn)過程。3、系統(tǒng)分為手動控制模式和自動控制模式，通過觸摸屏上的模式切換開關(guān)實現(xiàn)工作模式的切換，系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)時才允許進行模式切換。四、配料系統(tǒng)控制要求職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

在手動控制模式下，可以分別控制小車前進、小車后退、物料A電動振動給料機啟停、物料B電動振動給料機啟停、物料C電動振動給料機啟停、匯總斗電磁閥開閉、反應(yīng)釜攪拌器啟停（運行頻率為30Hz）、反應(yīng)釜電磁閥開閉、輔助料電動振動給料機啟停、輔助料稱量斗電磁閥開閉，所有手動操作均在觸摸屏上實現(xiàn)。

配料系統(tǒng)控制要求：手動控制職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

（1）在觸摸屏上按下“啟動”按鈕，運料小車若不在原點位置，則觸摸屏上的“運行”指示燈閃亮，運料小車首先返回原點位置，返回原點后，“運行”指示燈常亮。（2）運料小車自原點開始運行，按預(yù)先設(shè)定的配料數(shù)量進行物料搬運，將物料搬運至匯總斗，卸車時間為4s。（3）運料小車完成物料搬運后，停在匯總斗位置等待。配料系統(tǒng)控制要求：自動模式職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

（4）所有物料搬運完成后，匯總斗電磁閥打開，將物料放入反應(yīng)釜，持續(xù)時間為8s，然后關(guān)閉匯總斗電磁閥，運料小車重新開始搬運物料。（5）物料全部加入反應(yīng)釜后，攪拌器開始運行，攪拌器的運行頻率與反應(yīng)釜的溫度有關(guān)，當(dāng)反應(yīng)釜溫度<50℃時，攪拌器運行頻率為30Hz，50℃≤反應(yīng)釜溫度<80℃時，攪拌器運行頻率為35Hz，80℃≤反應(yīng)釜溫度<120℃時，攪拌器運行頻率為40Hz，120℃≤反應(yīng)釜溫度<150℃時，攪拌器運行頻率為45Hz，反應(yīng)釜溫度≥150℃時，攪拌器運行頻率為50Hz。當(dāng)反應(yīng)釜的溫度超過100℃時，在反應(yīng)釜內(nèi)加入輔助料，輔助料的加入量為5Kg±0.2Kg。自動模式：職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

（6）攪拌的總時間為50s，攪拌時間到達后停止攪拌，延時2s后打開反應(yīng)釜電磁閥，放出成品，持續(xù)時間為6s。（7）反應(yīng)釜放出成品后，若此時配料車間已完成配料工序，則匯總斗電磁閥打開，開始新的生產(chǎn)過程，若此時配料車間未完成配料工序，則等完成配料后重新開始新的生產(chǎn)過程。（8）在觸摸屏上按下“停止”按鈕后，觸摸屏上的“運行”指示燈滅，“停止”指示燈閃爍，系統(tǒng)等完成當(dāng)前生產(chǎn)循環(huán)后停止運行，“停止”指示燈常亮。自動模式：職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫名稱型號/說明數(shù)量實驗臺實驗臺臺體金屬臺體××1臺/臺實驗臺臺面木面板，×1塊/臺實訓(xùn)網(wǎng)板不銹鋼網(wǎng)板，×1塊/臺帶漏電三相斷路器DZ47LE-63，D10，做總開關(guān)用1個/臺急停按鈕Ф，LAY71個/臺供電指示燈AD56－22DS,Ф，橙色，～220V1個/臺電源指示燈AD56－22DS,Ф，紅色，～220V1個/臺三相斷路器DZ47-63，D101個/臺單相斷路器DZ47-63，C61個/臺接線插孔面板三相五線接線用及出線9個/臺接線端子實驗臺進線用，

6線1個/臺變壓器雙～24V1個/臺多功能電源板星科，V5.01塊/臺指針式電壓表17，0～30V1塊/臺多圈電位器33K1個/臺船形開關(guān)×3個/臺指示燈Ф，DC24V驅(qū)動2個/臺船形開關(guān)×，帶～220V燈1個/臺市電單相插座每組1個兩孔的，2個三孔的1組/臺所需設(shè)備清單：職業(yè)教育機電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫其他散件配置帶座保險RT18-32，5個/臺接觸器CJ20-10，線圈AC24V6只/臺中間繼電器HH52P，DC24V

8只/臺時間繼電器ST3P，A-B,60S，線圈AC24V3只/臺熱繼電器JR36-203只/臺按鈕LAY39,Ф，紅4、黃2、綠28只/臺指示燈AC220V驅(qū)動3只/臺線槽寬/臺導(dǎo)軌DIN35/臺接線端子6線1只/臺軟線2/臺PLC西門子S7-200-CPU2262臺變頻器MM4201臺觸摸屏TPC7062KX7寸1臺模擬量擴展模塊EM2351臺模擬量擴展模塊EM2311臺電機含編碼器2臺PLC