自動配料系統(tǒng)控制的設(shè)計.

1、-CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY?電器與可編程控制?任務(wù)設(shè)計書題目： 自動配料系統(tǒng)控制的設(shè)計 二級學(xué)院直屬學(xué)部： 延陵學(xué)院 專業(yè)： 電氣工程及其自動化班級：學(xué)生：*：指導(dǎo)教師： 史建平 職稱： 副教授 電器與可編程控制器課程設(shè)計任務(wù)書二級學(xué)院 延陵學(xué)院 專業(yè)：電氣工程及其自動化 班級：學(xué)生指導(dǎo)教師史建平職稱副教授課題名稱課題：自動配料系統(tǒng)控制的模擬指標(biāo)及要求到達(dá)設(shè)計課題的控制要求，上機調(diào)試PLC控制程序，打印PLC程序，計算機繪圖。課程目的熟練掌握PLC的編程和程序調(diào)試了解掌握現(xiàn)代工業(yè)中自動配料系統(tǒng)的工作過程和編程方法課題工作容工作容：1、熟悉課題工作原理。

2、2、設(shè)計方案論證，系統(tǒng)建立，電氣原理控制設(shè)計。3、元器件選擇，梯形圖設(shè)計控制分析。4、完成設(shè)計圖紙，完成設(shè)計任務(wù)書。5、設(shè)計測評。進(jìn)程安排第一至二天：下達(dá)任務(wù)，收集資料，設(shè)計準(zhǔn)備，方案確定。第三天：電氣原理控制設(shè)計，元器件選擇。第四至九天：梯形圖設(shè)計控制分析，上機調(diào)試。第十天：完成設(shè)計圖紙，完成設(shè)計任務(wù)書，設(shè)計測評。主要參考文獻(xiàn)?可編程控制原理與應(yīng)用?華南理工大學(xué)鐘肇新?可編程控制器?電子工業(yè)薛文軒?電氣控制與PLC應(yīng)用?機械工業(yè) 余雷生 方宗達(dá)?電氣控制與可編程控制器技術(shù)?化學(xué)工業(yè) 史國生地點秋白樓B511教室起止日期目 錄電器與可編程控制器課程設(shè)計任務(wù)書2目錄3一緒論4二自動配料系統(tǒng)控制的

3、課題介紹5三設(shè)計容及要求63.1控制要求63.2 設(shè)計要求63.3 控制原理介紹及圖示73.4 控制方案7四硬件設(shè)計84.1 元器件選擇84.2元器件清單94.3 硬件控制原理圖10五軟件設(shè)計115.1 設(shè)計思想及程序流程圖115.2 I/O地址表135.3設(shè)計與說明14六運行調(diào)試18七小結(jié)19致20參考文獻(xiàn)21附錄221.主電路圖222控制電路圖223.程序梯形圖23一 緒論可編程序控制器Programmable Logic Controller，簡稱PLC，是在繼電順序控制根底上開展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動化控制裝置。它是在繼電接觸器控制和計算機控制根底上開發(fā)的工業(yè)自動控制裝

4、置,是計算機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代以來，隨著社會的不斷開展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，微機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛開展，人們已經(jīng)對越來越多的事物不是進(jìn)展手工操作，而是進(jìn)展人工智能控制，極大推動了PLC在世界圍的開展，其功能越來越強大，應(yīng)用圍越來越廣闊，已廣泛應(yīng)用在各種機械和生產(chǎn)過程的自動控制中。本次課程設(shè)計題目PLC自動配料系統(tǒng)，也正是基于這亞美好的背景下應(yīng)運而生的。運用所學(xué)的可編程控制器的相關(guān)知識在實驗箱上實現(xiàn)小車取料的控制。改變了以往取料時間長、難度大、效率低的缺點。提高了工作效率，節(jié)省了人力資源。本文重點描述了包括硬件設(shè)計、軟件設(shè)計在的三菱PLC在配料裝料系統(tǒng)中的

5、一些細(xì)節(jié)，主要設(shè)計了小車裝料的全過程，進(jìn)展PLC外部連接線，模擬實驗，通過觀察指示燈的亮滅情況，對裝料配料系統(tǒng)進(jìn)一步理解。二 自動配料系統(tǒng)控制的課題介紹隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開展，自動化的需求也日益增多。在很多生產(chǎn)工藝過程中，人們除了要求衡器能準(zhǔn)確的進(jìn)展稱量，滿足產(chǎn)品質(zhì)量的需要外，還要求能自動配料稱重，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，常需要對輸送中的流量進(jìn)展調(diào)節(jié)?？刂?、到達(dá)準(zhǔn)確的配比。自動配料系統(tǒng)可以按照設(shè)定配比和流量控制各種輸入物品的瞬時流量，從而到達(dá)控制各種產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的目的，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和智能化、企業(yè)的科學(xué)管理、平安穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段。自動

6、配料控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅可以提高配料質(zhì)量科產(chǎn)量，也大大減輕了崗位工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，本課題設(shè)計開發(fā)自動配料系統(tǒng)能有效解決動態(tài)計量衡器的控制精度問題，作為衡器開展的前沿產(chǎn)品，他可代替企業(yè)中舊的配料工藝設(shè)備，很大程度的降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，帶來可觀的經(jīng)濟效益，推動國民經(jīng)濟的開展。三設(shè)計容及要求3.1控制要求系統(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(jìn)展配料，當(dāng)車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。系統(tǒng)工作過程如下：1.初始狀態(tài)：紅燈L2滅，綠燈L1亮，說明允許汽車開進(jìn)裝料。料斗出料口D2關(guān)閉，假設(shè)料位傳感器S1置為OFF料斗中的物料不滿，進(jìn)料閥開啟進(jìn)料D4

7、亮。當(dāng)S1置為ON料斗中的物料已滿，則停頓進(jìn)料D4滅。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。2.裝車控制：裝車過程中，當(dāng)汽車開進(jìn)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后才翻開出料閥D2亮，物料經(jīng)料斗出料。當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān)SQ2為ON，料斗關(guān)閉，2S后M1停頓，M2在M1停頓2S后停頓，M3在M2停頓2S后停頓，M4在M3停頓2S后最后停頓。同時紅燈L2滅，綠燈L1亮，說明汽車可以開走。3.停車控制：按下停頓按鈕SB2，自動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行。3.2 設(shè)計要求

8、(1) 最大限度的滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求；(2) 在滿足控制要求的前提下，力求簡單，經(jīng)濟，操作方便；(3) 保證控制系統(tǒng)工作平安可靠；(4) 考慮到今后的開展改良，應(yīng)適當(dāng)留有進(jìn)一步擴展的余地；(5) 要求本次設(shè)計的控制裝置采用PLC技術(shù)實現(xiàn)；(6) 要能完全滿足控制要求。3.3 控制原理介紹及圖示1.初始狀態(tài)：紅燈L2滅，綠燈L1亮，說明允許汽車開進(jìn)裝料。料斗出料口D2關(guān)閉，假設(shè)料位傳感器S1置為OFF料斗中的物料不滿，進(jìn)料閥開啟進(jìn)料D4亮。當(dāng)S1置為ON料斗中的物料已滿，則停頓進(jìn)料D4滅。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。2.裝車控制：裝車過程中，當(dāng)汽車開進(jìn)裝車位置時，限位開

9、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后才翻開出料閥D2亮，物料經(jīng)料斗出料。當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān)SQ2為ON，料斗關(guān)閉，2S后M1停頓，M2在M1停頓2S后停頓，M3在M2停頓2S后停頓，M4在M3停頓2S后最后停頓。同時紅燈L2滅，綠燈L1亮，說明汽車可以開走。3.停車控制：按下停頓按鈕SB2，自動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行。3.4 控制方案 1.根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書上提出的控制要求選擇系統(tǒng)方案與控制方式。 2.合理選擇元器件型號，正確選擇進(jìn)展硬件電路的設(shè)計與軟件的調(diào)試。 3.完成電路設(shè)計

10、，編寫完成實時控制程序或編寫完成仿真程序。 4.調(diào)試和完善控制系統(tǒng)，使之滿足控制要求。 5.編寫課程設(shè)計說明書。四 硬件設(shè)計4.1 元器件選擇元器件的選擇要根據(jù)設(shè)計需求和現(xiàn)今生產(chǎn)的元器件型號等進(jìn)展多方比擬后才能選取最適宜的器件。PLC機型選擇的根本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。 在工藝過程比擬固定、環(huán)境條件較好維修量較小的場合，建議選用整體式構(gòu)造的PLC；其它情況則最好選用模塊式構(gòu)造的PLC。 本實驗需要6個紅綠燈，分別為L1、L2等。 電動機M1。M2、M3、M4。 開關(guān)SQ1、SQ2、SB1、SB2、D1、D2、D3、D4等。 傳感器

11、S1。4.2元器件清單元器件選擇列表序號名稱型號數(shù)量1燈泡220V72電磁閥34EF30-E10B24電動機JL14-25Z35傳感器WBC0126PLCF*2N-32MT-00117通訊電纜YDSLG18皮帶PDSIECA-239電源SITOP310熔斷器RL6-25311低壓隔離器HD-11312按鈕LA25213壓力繼電器JT4-22A314熱繼電器JR16-20/3315蜂鳴器14.3 硬件控制原理圖五 軟件設(shè)計5.1 設(shè)計思想及程序流程圖1 軟件設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)控制系統(tǒng)要求將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，在程序設(shè)計的時候最好將使用的軟元件如部繼電器、定時器、計數(shù)器等列表，說明用途，以便

12、于程序設(shè)計、調(diào)試和系統(tǒng)運行維護(hù)、檢修時查閱。2 模擬調(diào)試。將設(shè)計好的程序下載到PLC主單元中。由外界信號源參加測試信號，可用按鈕或小開關(guān)模擬輸入信號，用指示燈模擬負(fù)載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運行的情況，觀察輸入/輸出之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計的要求，并及時修改和調(diào)整程序，知道滿足設(shè)計要求為止。5.2 I/O地址表序號數(shù)字量輸入信號功能 元件PLC地址 1 啟動按鈕 SB1 *0 2 停頓按鈕 SB2 *1 3 料位檢測 S1 *2 4 車到位 SQ1 *3 5 車滿 SQ2 *4 序號數(shù)字量輸出信號功能 元件 PLC地址 1 D1Y0 2 出料 D2Y1 3 料滿 D3Y2

13、 4 進(jìn)料 D4Y3 5 綠燈信號 L1Y4 6 紅燈信號 L2Y5 7 指示燈 L3Y26 8 指示燈 L4Y27 9 指示燈 L5Y20 10 指示燈 L6Y21 11 1*皮帶運行 M1Y6 12 2*皮帶運行 M2Y7 13 3*皮帶運行 M3 Y10 14 4*皮帶運行 M4 Y115.3設(shè)計與說明 初始狀態(tài)下，假設(shè)傳感器S1為OFF料斗中的物料不滿，進(jìn)料閥開場進(jìn)料，假設(shè) 傳感器S1為ON，進(jìn)料閥關(guān)閉。裝車過程中，當(dāng)汽車開進(jìn)裝車位置時，限位開關(guān)SQ1置為ON時，紅燈信號燈L2亮，綠燈L1滅。當(dāng)限位開關(guān)SQ1置為ON時，電動機M4啟動，指示燈L3亮，經(jīng)過2S后；在啟動電動機M3，指示燈

14、L4亮，經(jīng)過2S后；在啟動電動機M2，指示燈L5亮，經(jīng)過2S后；在啟動電動機M1，指示燈L6亮。 在經(jīng)過2S后，出料閥D2翻開，物料經(jīng)過料斗出料，當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān) SQ2為ON，料斗關(guān)閉。經(jīng)過2S后，電動機M1停頓，指示燈L3滅；在經(jīng)過2S后，電動機M2停頓， 指示燈L4滅；在經(jīng)過2S后，電動機M3停頓，指示燈L5滅；在經(jīng)過2S后，電 動機M4停頓，指示燈L6滅。紅燈L2滅，綠燈L1亮，說明車可以開走。按下停頓按鈕SB2，自動配料 裝車的整個系統(tǒng)終止運行。電路外部接線六 運行調(diào)試系統(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(jìn)展配料，當(dāng)車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。紅燈L2滅，

15、綠燈L1亮，說明允許汽車開進(jìn)裝料。料斗出料口D2關(guān)閉，假設(shè)料位傳感器S1置為OOF料斗中的物料已滿，則停頓進(jìn)料D4亮。當(dāng)S1置為ON料斗中的物料已滿，則停頓進(jìn)料D4滅。電動機M1、M2、M3和M4均為OFF。裝車過程中，當(dāng)汽車開進(jìn)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M1，再經(jīng)過2S后才翻開出料閥D2亮，物料經(jīng)料斗出料。當(dāng)車裝滿時，限位開關(guān)SQ2為ON，料斗關(guān)閉，2S后M1停頓，M2在M1停頓2S后停頓，M3在M2停頓2S后停頓，M4在M3停頓2S后最后停頓。同時紅燈L2滅，綠燈L1

16、亮，說明汽車可以開走。M1、M2、M3、M4正常工作時L3 常亮，假設(shè)有一個電機不正常工作，則L3不亮且蜂鳴器M5工作發(fā)出警告停機控制時按下停頓按鈕SB2，自動配料裝車的整個系統(tǒng)終止運行，料斗關(guān)閉，2S后M1停頓，M2在M1停頓2S后停頓，M3在M2停頓2S后停頓，M4在M3停頓2S后最后停頓。此時整個系統(tǒng)完全停頓。當(dāng)*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頓，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頓。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停頓。經(jīng)過2秒，M4停。當(dāng)*條皮帶機上有重物時，該皮帶機前面的皮帶機停頓，該皮帶機運

17、行2秒后停，而該皮帶機以后的皮帶機待料運完后才停頓。七 小結(jié)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(jìn)的過程控制和管理技術(shù)水平，并減輕了系統(tǒng)維護(hù)的工作量。 本系統(tǒng)投入運行以來，各項指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，并極改善了操作員的勞動強度，明顯地提高了生產(chǎn)效率精細(xì)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)的構(gòu)造和功能，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(xì)化工生產(chǎn)工藝中，自動配料

18、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S7300 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。全自動配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)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)取得最正確經(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(jìn)性，開方性，免維護(hù)性，可擴展性是工廠自動化FA所追求的一致目標(biāo)。本實驗采用PLC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(jìn)展配料，當(dāng)車裝滿時，配料系統(tǒng)能自動關(guān)閉。整個系統(tǒng)自動進(jìn)展提高了配料精度和速度。致本次課程設(shè)計根本上涵蓋了我們所學(xué)習(xí)的PLC程序的大局部知識點，課程設(shè)計題目要求不僅要求對課本知識有較深刻的了解，同時要求程序設(shè)計者有較強的思維能力和操作動手能力。這次課程設(shè)計是我對PLC程序的編程、錄入、以及在上機操作調(diào)試有了很大的提高。程序的創(chuàng)新是很需要被看重的，因為往往在動腦思考創(chuàng)新中會有更多的收獲，學(xué)到更多的知識。這次課程設(shè)計中，雖然我們都沒有什么經(jīng)歷，但是在教