基于plc的自動配料系統畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 要根據生產情況，計算出各物料的配比，再 根據配比，分別計算出各物料的理想下料量，對各臺設備分別設定，來滿足配比的要求。當生產情況發生變化，需要改變下料量時，則需要再次分別計算各物料的設定值，再次分別設定。計算 ,操作時間長，且容易出錯，給生產帶來不良因素。 而采用 PLC 控制方式以及新穎的變頻調速喂料機構，配合配料控制軟件包，實現物料傳送、配料控制、配方設計、生產數據管理等功能。并可以通過網絡實現多個配料系統的集合控制。專利技術解決物料結拱、粘稠液體物料傳送、配料過程中下料沖擊和空中懸料誤差的自動校正等問題，提高了配料精度。 設計任務與總體方案 的確定 設計任務 使用 siemens 公司的可編程序控制器及 Wincc 組態軟件。設計控制系統要求： 1．畫出主電路 2. 分配 I/O 地址，列出元件表； 3. 設計系統控制的程序框圖。 4. 根據程序框圖設計該系統的控制梯形圖，寫出指令表。 5. 上機調試通過。 6. 利用 Wincc 組態軟件對系統進行模擬運行 控制要求 3 種物料的自動配比控制； ； 要實現各種物料下料量的采集、喂料裝置的啟停、物料下料量的控制； 常州信息職業技術學院電子與電氣工程學院 畢業設計論文 示設備的運行、停車、故障； 、實際下料值；通過界面上設置的啟動、停車按鈕實現整個系統的開停； 第 2 章 PLC 概述 PLC 的發展歷史 在工業生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集。傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。 1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段 應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（ PC）。 個人計算機（簡稱 PC）發展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC），現在，仍常常將 PLC 簡稱 PC。 PLC 的定義有許多種。國際電工委員會（ IEC）對 PLC 的定義是：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定 時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 上世紀 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發展最快的時期，年增長率一直保持為 30~40%。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的 DCS 系統。 PLC 具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾 能力強、編程簡單等特點。 PLC 在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。 常州信息職業技術學院電子與電氣工程學院 畢業設計論文 PLC 的硬件和軟件 PLC 的硬件構成 從結構上分， 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、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。 CPU 的構成： CPU 是 PLC 的核心，起神經中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC 的系統 程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 CPU 主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是 PLC 不可缺少的組成單元。 CPU 速度和內存容量是 PLC 的重要參數，它們決定著 PLC 的工作速度， IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。 I/O 模塊： PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ 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狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入 PLC 系統，輸出模塊相反。I/O 分為開關量輸入（ DI），開關量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 PLC 的通訊聯網 依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡 在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出 網絡就是控制器 的觀點說法。 PLC 具有通信聯網的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數 PLC 具有 RS232 接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。 常州信息職業技術學院電子與電氣工程學院 畢業設計論文 PLC 的注意事項 保證 PLC 的正常運行，因此在使用中應注意以下問題。 1. 工作環境 溫度 PLC 要求環境溫度在 0~55℃ ，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠 大，基本單元和擴展單元之間要有 30mm 以上間隔；開關柜上、下部應有通風的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周圍環境超過 55℃ ，要安裝電風扇強迫通風。 濕度 為了保證 PLC 的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于 85%（無凝露）。 震動 應使 PLC 遠離強烈的震動源，防止振動頻率為 10~55Hz 的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時，必須采取減震措施。 空氣 避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境，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。 電源 PLC 供電電源為 50Hz、 220（ 1177。10%） V 的交流電，對于電源線來的干擾，PLC 本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴重的環境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為 1： 1 的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接 LC 濾波電路。 第 3 章 配料系統簡介 全自動配料控制系統在各個行業的應用已屢見不鮮，如：冶金，有色金屬，化工，建材，食品等行業。它是成品生產的首要環節，特別是有連續供料要求的行業，其配比的過程控制直接影響了成品的質量，它是 企業取得最佳經濟效益的先決條件。雖然行業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，開放性，免維護性，可擴展性是工廠自動化 FA 所追求的一致目標。 常州信息職業技術學院電子與電氣工程學院 畢業設計論文 自動配料系統的特點 （ 1）配料現場粉塵大，環境惡劣； （ 2）各組份在配方中所占比例不同，有時甚至差異懸殊； （ 3）配料速度和精度要求高；