《電氣控制綜合實(shí)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(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫知識(shí)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(shí)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(xiàng)目三配料系統(tǒng)控制熟練編制手動(dòng)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(xiàng)目三

配料系統(tǒng)控制職業(yè)教育機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫實(shí)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(dòng)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(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫實(shí)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(dòng)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(jī)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(xiàng)目配料系統(tǒng)由自動(dòng)混合生產(chǎn)線構(gòu)成。自動(dòng)混合生產(chǎn)線由配料車間和生產(chǎn)車間兩個(gè)車間，配料車間主要完成運(yùn)料車從A料倉、B料倉和C料倉將三種原料搬運(yùn)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(dòng)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(tái)西門子S7-200PLC控制器。

一、項(xiàng)目簡介職業(yè)教育機(jī)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(kuò)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(kuò)展式結(jié)構(gòu)的硬件即基本單元擴(kuò)展的模塊。SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機(jī)（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(kuò)展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲(chǔ)器卡職業(yè)教育機(jī)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(yùn)行或停機(jī)）、本機(jī)I/O口的當(dāng)前狀態(tài)及CPU系統(tǒng)是否出錯(cuò)。2、存儲(chǔ)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(kuò)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(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫PLC的輸入點(diǎn)接收來自現(xiàn)場設(shè)備信號(hào)，輸出點(diǎn)輸出控制信號(hào)給被控對(duì)象。每種CPU最多可加的擴(kuò)展模塊數(shù)是不同的，所以最大I/O點(diǎn)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(gè)數(shù)）都是128個(gè)輸入位和128個(gè)輸出位，它們與CPU實(shí)際允許的最大I/O點(diǎn)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(gè)數(shù)）與它們實(shí)際允許的最大模擬量I/O點(diǎn)數(shù)也是不等的。4、PLC基本單元的I/O職業(yè)教育機(jī)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(hào)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(fù)載，屬直流輸出）可控硅輸出方式（只能帶交流負(fù)載，屬交流輸出）繼電器輸出方式（交直流負(fù)載都可，屬交/直流輸出）按照負(fù)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(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

5、I/O擴(kuò)展:擴(kuò)展模塊I/O點(diǎn)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(kuò)展模塊以一個(gè)字節(jié)（8位）地址遞增方式保留映像寄存器空間。模擬量擴(kuò)展模塊是以兩個(gè)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(kuò)展模塊實(shí)際物理點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)，這些未用的位就不會(huì)分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。對(duì)于輸入模塊，由于每次輸入刷新時(shí)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(chǔ)器的標(biāo)志位。對(duì)于輸出模塊，保留字節(jié)中的未用位可象內(nèi)部存儲(chǔ)器的標(biāo)志位那樣使用。職業(yè)教育機(jī)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式：單主站連接一個(gè)或多個(gè)從站的通信方式。通信波特率固定為9600bps。將PC或TD200作為主機(jī)，可最多對(duì)連接在公共線上的31臺(tái)PLC基本單元進(jìn)行操作和控制，但兩臺(tái)PLC之間不能通過PPI接口方式直接通信。多點(diǎn)接口通信方式：包括單主站連接一個(gè)或多個(gè)從站和單主站連接一個(gè)或多個(gè)主站的兩種通信方式。多點(diǎn)通信總是在兩個(gè)相互獨(dú)立的通信設(shè)備之間建立聯(lián)系。另一個(gè)主站不能干擾兩個(gè)設(shè)備之間已建立號(hào)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(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

三、配料系統(tǒng)組成（1）“自動(dòng)混合生產(chǎn)線”由“配料車間”和“生產(chǎn)車間”兩開關(guān)。（1）“自動(dòng)混合生產(chǎn)線”由“配料車間”和“生產(chǎn)車間”兩個(gè)車間構(gòu)成。（2）“配料車間”主要完成運(yùn)料車從A料倉、B料倉和C料倉將三種原料搬運(yùn)至匯總斗的工作過程。車間由運(yùn)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(yùn)料車上有一個(gè)稱量斗，其量程為100KG，測(cè)量精度為±0.5%FS，變送器輸出信號(hào)為0-5V電壓信號(hào)。A、B、C三個(gè)料倉分別由一個(gè)電動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)控制原料的輸出。運(yùn)料車運(yùn)行軌道上分別安裝了原點(diǎn)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(gè)極限位置分別安裝了行程開關(guān)。職業(yè)教育機(jī)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(dòng)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(cè)量精度為±1%FS，變送器輸出信號(hào)為0-5V電壓信號(hào)。輔助料系統(tǒng)由料倉、電動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)、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(hào)為0-5V電壓信號(hào)。職業(yè)教育機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

自動(dòng)混合生產(chǎn)線主要設(shè)備構(gòu)成職業(yè)教育機(jī)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(jìn)行通訊。兩個(gè)車間的控制系統(tǒng)分別安裝到兩個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)上。2、系統(tǒng)完成對(duì)物料A、B、C按某一比列進(jìn)行混合、

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

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

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

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

（4）所有物料搬運(yùn)完成后，匯總斗電磁閥打開，將物料放入反應(yīng)釜，持續(xù)時(shí)間為8s，然后關(guān)閉匯總斗電磁閥，運(yùn)料小車重新開始搬運(yùn)物料。（5）物料全部加入反應(yīng)釜后，攪拌器開始運(yùn)行，攪拌器的運(yùn)行頻率與反應(yīng)釜的溫度有關(guān)，當(dāng)反應(yīng)釜溫度<50℃時(shí)，攪拌器運(yùn)行頻率為30Hz，50℃≤反應(yīng)釜溫度<80℃時(shí)，攪拌器運(yùn)行頻率為35Hz，80℃≤反應(yīng)釜溫度<120℃時(shí)，攪拌器運(yùn)行頻率為40Hz，120℃≤反應(yīng)釜溫度<150℃時(shí)，攪拌器運(yùn)行頻率為45Hz，反應(yīng)釜溫度≥150℃時(shí)，攪拌器運(yùn)行頻率為50Hz。當(dāng)反應(yīng)釜的溫度超過100℃時(shí)，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(dòng)模式：職業(yè)教育機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫

（6）攪拌的總時(shí)間為50s，攪拌時(shí)間到達(dá)后停止攪拌，延時(shí)2s后打開反應(yīng)釜電磁閥，放出成品，持續(xù)時(shí)間為6s。（7）反應(yīng)釜放出成品后，若此時(shí)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(shí)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(yùn)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(yùn)行，“停止”指示燈常亮。自動(dòng)模式：職業(yè)教育機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫名稱型號(hào)/說明數(shù)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)體金屬臺(tái)體××1臺(tái)/臺(tái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)臺(tái)面木面板，×1塊/臺(tái)實(shí)訓(xùn)網(wǎng)板不銹鋼網(wǎng)板，×1塊/臺(tái)帶漏電三相斷路器DZ47LE-63，D10，做總開關(guān)用1個(gè)/臺(tái)急停按鈕Ф，LAY71個(gè)/臺(tái)供電指示燈AD56－22DS,Ф，橙色，～220V1個(gè)/臺(tái)電源指示燈AD56－22DS,Ф，紅色，～220V1個(gè)/臺(tái)三相斷路器DZ47-63，D101個(gè)/臺(tái)單相斷路器DZ47-63，C61個(gè)/臺(tái)接線插孔面板三相五線接線用及出線9個(gè)/臺(tái)接線端子實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)線用，

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

8只/臺(tái)時(shí)間繼電器ST3P，A-B,60S，線圈AC24V3只/臺(tái)熱繼電器JR36-203只/臺(tái)按鈕LAY39,Ф，紅4、黃2、綠28只/臺(tái)指示燈AC220V驅(qū)動(dòng)3只/臺(tái)線槽寬/臺(tái)導(dǎo)軌DIN35/臺(tái)接線端子6線1只/臺(tái)軟線2/臺(tái)PLC西門子S7-200-CPU2262臺(tái)變頻器MM4201臺(tái)觸摸屏TPC7062KX7寸1臺(tái)模擬量擴(kuò)展模塊EM2351臺(tái)模擬量擴(kuò)展模塊EM2311臺(tái)電機(jī)含編碼器2臺(tái)PLC