基于plc自動配料系統(tǒng)課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應

2、按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。</p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(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。</p><p>　　配料工人收到每天的生產(chǎn)作業(yè)表后, 將依次對每種原料進行稱重?根據(jù)配料的多少,

3、 先計算每種成分的重量,然后在各種成分的料桶中取料,送到電子稱上進行稱重,最后進行包裝?在這個過程中工人工作繁重,出錯率高,稱重重量無監(jiān)測,生產(chǎn)數(shù)據(jù)無紀錄等不能保證企業(yè)的生產(chǎn)工藝?文中以PC機編程,可編程邏輯控制器(PLC),現(xiàn)場總線技術(shù)等現(xiàn)代工控技術(shù)為基礎(chǔ),開發(fā)了以PC機為上位機, 以PLC作為下位機的自動配料系統(tǒng)?在整個生產(chǎn)過程中,一旦生產(chǎn)計劃制定完成,計算機將按照計劃對每種原料進行稱重,不再需要人工來干預?在這個過程中工人只是進行

4、取料,由計算機通過電子稱發(fā)來的數(shù)據(jù)校核重量,減輕了工人的工作負擔,提高了工作效率?</p><p>　　關(guān)鍵詞：通信，傳送，配料，故障</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能…………………………………..……….2</p><p>　　1．1 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)……………

5、………………………….………2</p><p>　　1.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能………………………………………………….2</p><p>　　2 監(jiān)控系統(tǒng)控制過程…………………………………………………2</p><p>　　2．1 前配料監(jiān)控系統(tǒng)的控制過程…………………………………..2</p><p>　　2．1．1 自動稱料………………………

6、…………………………….2</p><p>　　2．1．2 自動配料……………………………………………………3</p><p>　　2．2 后配料監(jiān)控系統(tǒng)的控制過程…………………………………..3</p><p>　　2．3 監(jiān)控系統(tǒng)報警控制過程………………………………………..3</p><p>　　2．3．1 報警事件…………………………

7、…………………………3</p><p>　　2．3．2 切換報警…………………………………………………….3</p><p>　　2. 3 .3 配料鍋滿報警……………………………………………...3</p><p>　　2. 3．4 急?！?</p><p>　　3 配料工藝………………………

8、……………………………………3</p><p>　　3.1 前配工藝………………………………………………………….3</p><p>　　3．2 后配工藝………………………………………………………..4</p><p>　　4 自動配料系統(tǒng)..........................................4</p><p>

9、　　4. 1 控制要求……………………………………………………..4</p><p>　　4.2輸入輸出列表……………………………………….………..4</p><p>　　4.2自動配料系統(tǒng)模擬實驗面板圖…………………………………4</p><p>　　4.4 工作過程………………………………………………………..5</p><p>　

10、　4.4.1初始狀態(tài)……………………………………………………..5</p><p>　　4.4.2裝車控制……………………………………………………..5</p><p>　　4.4.3停機控制………………………………………………………5</p><p>　　4.5 I/O接線圖………………………………………….………….5</p><p>　

11、　4.6 系統(tǒng)流程設(shè)計圖………………………………………………..6</p><p>　　4.6.1 裝車過程………………………………………………………6</p><p>　　4.6.2故障檢測………………………………………………………7</p><p>　　5 PLC指令表………………………………………………………8</p><p>　

12、　6 PLC控制梯形圖………………………………………………….12</p><p>　　7 傳送系統(tǒng)調(diào)試……………………………………………………..17</p><p>　　結(jié)語參………………………………………………………………..18</p><p>　　考文獻……………………………………………………………….19</p><p>　　1

13、 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能</p><p>　　1．1 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　自動配料監(jiān)控系統(tǒng)由兩臺計算機作為整個系統(tǒng)的人機界面。其中一臺為主站，完成全部系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄；另一臺作為從站，以主站為依托，主管后配料系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)定、過程監(jiān)控。主站直接同西門子S7—300 PLC系統(tǒng)、前配料秤自動控制儀表和后配料秤相通信。</p><p>　　前

14、配料監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場采用密封型接線盒，防塵、防潮，可確保信號傳輸可靠。前配料秤儀表采用專用工業(yè)過程控制儀，通過RS一485總線與中控室實現(xiàn)通信，既可獨立控制，又可實現(xiàn)PLC聯(lián)機控制。各閥位及卸料器位置信號檢測采用霍爾傳感器，具有無觸點、抗干擾、抗粉塵、耐潮濕的特點。料倉倉位采用重錘式料位計，可實現(xiàn)連續(xù)倉位檢測。后配料監(jiān)控系統(tǒng)主秤采用高精度配料皮帶秤，附料采用減量秤（失重秤），非離子泵、香精泵、流量檢測采用間接方式，即通過壓力變送器實時檢測管

15、道壓力，由壓力變化判斷出料口、進料口是否堵塞。</p><p>　　1.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)具有人機交互、通訊、顯示及存儲、打印等功能，并具有數(shù)據(jù)、圖形顯示，狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)輸入、信息存儲等各種有關(guān)操作的功能畫面。系統(tǒng)可實現(xiàn)實時過程數(shù)據(jù)監(jiān)視、模擬顯示工藝流程、實時數(shù)據(jù)記錄查閱、系統(tǒng)操作員權(quán)限設(shè)定、工藝參數(shù)設(shè)定、設(shè)置運行過程事件報警及手動與自動控制切換。監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)

16、場控制儀表實時顯示流量、載荷、累計值、溫度等。溫度指示通過現(xiàn)場溫度顯示儀表、壓力指示通過現(xiàn)場壓力顯示儀表及電機的電流經(jīng)現(xiàn)場顯示儀表遠傳至中控室集中顯示。變頻器調(diào)節(jié)配備自動切換開關(guān)，與主控計算機通訊。</p><p>　　2 監(jiān)控系統(tǒng)控制過程</p><p>　　2．1 前配料監(jiān)控系統(tǒng)的控制過程</p><p>　　2．1．1 自動稱料</p><

17、p>　　自動稱料控制單元主要為l0臺稱重控制儀表，PLC作為輔助控制系統(tǒng)，計算機人機界面顯示配比參數(shù)（配方）及監(jiān)控記錄實時數(shù)據(jù)。在自動控制方式下，單擊前配工藝畫面中自動配料“啟動”按鈕，或前配控制柜“啟動”按鈕，稱重控制儀表就按設(shè)定好的配方打開10臺秤的稱料閥。如果系統(tǒng)檢測到某臺秤配料閥未關(guān)，會發(fā)生報警并進入暫停狀態(tài)。每臺秤根據(jù)稱料快慢設(shè)有提前量，當控制儀表檢測到秤稱料重量達到設(shè)定值時，會減去提前量，控制儀表則關(guān)閉進料閥。提前量可

18、人為修正或自動修正，使控制儀表控制配料秤每次配料精度達到設(shè)定的目標值。</p><p>　　2．1．2 自動配料</p><p>　　自動配料是將已經(jīng)稱好的原料按一定的順序投放到攪拌鍋中，同時開啟攪拌和加熱。這一控制過程由溫控儀表與PLC共同完成。溫控儀表控制溫度上限，加熱由PLC控制完成。自動配料有固定順序和可編程序兩種控制方式。在固定順序方式下，各種原料的放料順序是固定的，不可改變。在

19、可編程序方式下，各種原料的放料順序可根據(jù)配方在人機界面上人為沒定。</p><p>　　2．3 監(jiān)控系統(tǒng)報警控制過程</p><p>　　2．3．1 報警事件</p><p>　　自動稱料開始時，如果某個放料閥未關(guān)，或系統(tǒng)檢測不到放料閥關(guān)閉信號，系統(tǒng)會發(fā)出報警聲響，暫停稱重儀表的稱料過程，并使運行指示燈閃爍。出現(xiàn)報警，自動放料不會進行，待消除故障或認為產(chǎn)生的報警原因

20、不影響放料，按復位按鈕后，再按“放料”按鈕，則繼續(xù)放料。</p><p>　　2．3．2 切換報警</p><p>　　自動放料開始時，系統(tǒng)首先檢查每種原料切換是否到位，如果切換不到位或切換不一致，報警系統(tǒng)開始報警，自動放料就不能進行。通過檢查，認為可以放料，按復位按鈕后，再按“放料”按鈕，則開始放料。</p><p>　　2．3.3 配料鍋滿報警</p>

21、;<p>　　如果配料鍋中已配原料漿未放出，仍往該鍋放料，產(chǎn)生報警信號，自動放料就不能啟動。待檢查確認可以放料，按復位按鈕，再按“放料”按鈕，則開始進行自動放料。</p><p><b>　　2.3．4 急停</b></p><p>　　稱料過程中，由于緊急情況需要停止稱料，按下自鎖“稱料急?！卑粹o，各個秤的進料閥就全部關(guān)閉，停止稱料。需要重新開始稱料時

22、，旋起“急?！卑粹o，再按“啟動”按鈕，則重新開始稱料。自動放料時，按一下“放料急?！卑粹o，系統(tǒng)會關(guān)閉所有放料閥，停止放料、攪拌和輸送。</p><p>　　3 自動配料前后工藝</p><p><b>　　3.1 前配工藝</b></p><p>　　前配工藝流程界面中可以實時顯示前配料秤的瞬時流量、配方比例、稱料配料狀態(tài)、料位以及閥門關(guān)閉信號

23、、鍋的溫度、電機電流等。在界面上還有其他一些操作，如自動／手動控制按鈕、自動稱料的單次和連續(xù)切換按鈕、物料按鈕及復位按鈕等。</p><p><b>　　3．2 后配工藝</b></p><p>　　后配工藝流程界面可以實時顯示基粉秤、輔料秤、失重秤的流量、累積值、重量，顯示基粉秤的載荷、預混器電流、卸料器狀態(tài)、非離子瞬時流量、香精瞬時流量等。在界面上還可以進行一些按

24、鈕控制操作，如失重秤的運行與停止、頻率調(diào)節(jié)、手動與自動轉(zhuǎn)換，以及幾種物料的配比設(shè)定等。</p><p><b>　　4 配料系統(tǒng)</b></p><p>　　4. 1 控制要求</p><p>　　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，當車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。</p><p&g

25、t;　　4.2輸入輸出列表</p><p>　　4.2自動配料系統(tǒng)模擬實驗面板圖</p><p><b>　　4.4 工作過程</b></p><p>　　4.4.1初始狀態(tài)</p><p>　　紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口D2關(guān)閉，若料位傳感器S1置為OFF（料斗中的物料不滿），進料閥

26、開啟進料（D4亮）。當S1置為ON（料斗中的物料已滿），則停止進料（D4滅）。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。</p><p><b>　　4.4.2裝車控制</b></p><p>　　裝車過程中，當汽車開進裝車位置時，限位開關(guān)SQ1置為ON，紅燈信號燈L2亮，綠燈L1滅；同時啟動電機M4，經(jīng)過2S后，再啟動啟動M3，再經(jīng)2S后啟動M2，再經(jīng)過2S最后啟動M

27、1，再經(jīng)過2S后才打開出料閥（D2亮），物料經(jīng)料斗出料。</p><p>　　當車裝滿時，限位開關(guān)SQ2為ON，料斗關(guān)閉，2S后M1停止，M2在M</p><p>　　1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同時紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明汽車可以開走。</p><p>　　4.4.3停機控制</p><p&g

28、t;　　按下停止按鈕SB2，自動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行。</p><p>　　4.5. I/O接線圖</p><p>　　4.6 系統(tǒng)流程設(shè)計圖</p><p>　　4.6.1 裝車過程</p><p><b>　　4.6.2故障檢測</b></p><p><b>　　Y&l

29、t;/b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b&

30、gt;</p><p><b>　　Y</b></p><p>　　5 PLC指令表 </p><p><b>　　PLC控制梯形圖</b></p><p><b>　　7 傳送系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　系統(tǒng)啟動后，配料裝置能自動識別貨車到

31、位情況和能夠自動對貨車進行配料，當車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。</p><p>　　紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明允許汽車開進裝料。料斗出料口D2關(guān)閉，若料位傳感器S1置為OOF（料斗中的物料已滿），則停止進料（D4亮）。當S1置為ON（料斗中的物料已滿），則停止進料（D4滅）。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。</p><p>　　裝車過程中，當汽車開進裝車位置時，限位開關(guān)SQ1置

32、為ON，紅燈信號燈L2亮，綠燈L1滅；同時啟動電機M4，經(jīng)過2S后，再啟動啟動M3，再經(jīng)2S后啟動M2，再經(jīng)過2S最后啟動M1，再經(jīng)過2S后才打開出料閥（D2亮），物料經(jīng)料斗出料。當車裝滿時，限位開關(guān)SQ2為ON，料斗關(guān)閉，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同時紅燈L2滅，綠燈L1亮，表明汽車可以開走。</p><p>　　停機控制時按下停止按鈕SB

33、2，自動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行，料斗關(guān)閉，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。此時整個系統(tǒng)完全停止。當某條皮帶機發(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M1故障，M1，立即停，料斗出料口D2關(guān)閉，經(jīng)過2秒延遲，M2停。在經(jīng)過2秒，M3停止。經(jīng)過2秒，M4停。當某條皮帶機上有重物時，該皮帶機前面的皮帶機停止，該

34、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。</p><p><b>　　8 結(jié)束語</b></p><p>　　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

35、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DCS集散控制方式分析監(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S7—300 PLC構(gòu)成數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，模塊化設(shè)計，經(jīng)濟實用。<

36、/p><p>　　全自動配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應用已屢見不鮮，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FA所追求的一致目標。</p><p>　　本實驗采用P

37、LC控制方式來實現(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。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 段梅，李新．PLC在混料控制系統(tǒng)的應用[J]．控制系統(tǒng).2003年.(4)：50~54</

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39、宋建成. PLC控制和應用. 科學出版社. 2002年.</p><p>　　[6] 王永華. 現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù).北京航空航天大學出版社.第一版.2002年9月.</p><p>　　[7] 趙明.工廠電氣控制設(shè)備.北京.機械工業(yè)出版社.1998年.</p><p>　　[8]SIMATICS7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊.2000年11月.</p&

40、gt;<p>　　9設(shè)計過程及設(shè)計體會</p><p>　　在這次的課程設(shè)計中，由于平時大家都是學理論，沒有過實際開發(fā)設(shè)計的經(jīng)驗，拿到的時候都不知道怎么做，但通過各方面的查資料并學習。我們基本學會了PLC設(shè)計的步聚和基本方法。分組工作的方式給了我與同學合作的機會，提高了與人合作的意識與能力。 </p><p>　　通過這次設(shè)計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對P

41、LC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設(shè)計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能夠解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到了加強，看到了實踐與理論的差距。 </p><p>　　通過合作，我們的合作

42、意識得到加強。合作能力得到提高。在分工方面，由于大家都是熱心的投入到此次的設(shè)計當中，在每一個環(huán)節(jié)，大家都有參與，所以算不上什么什么具體的分工，這是團隊合作的結(jié)果。 </p><p>　　在設(shè)計的過程中我們還得到了老師的幫助與建議，感謝老師的精心指導?？偠灾诶蠋熀屯瑢W們的幫助下，我們圓滿的完成了任務。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思