PLC在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用-畢業(yè)設(shè)計

I本科生畢業(yè)設(shè)計說明書(畢業(yè)論文)題目：PLC在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用ⅡPLC在玻璃配料生產(chǎn)上的應(yīng)用摘要了設(shè)計和選型。傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)通過I/O設(shè)備與PLC的I/O模塊線控制系統(tǒng)，建立分布式的PLC控制Ⅲwcommoningredientsexistingbatchingcontrolsystemprecisionisn'thigh,andrstability,withthedevelopmentofcontroltheory,etraditionalingredientsaThisdesignanalysisoftheglassbatcconnectedtotheI/OmoduleofPLC,PLCwithanalogandswimonitoringoffieldequipment,transmissioninterferencesignalisvulnerabletothethefollowingparts:1,introducethedevelopmentprocessoftheglassandglassindustrystatusquo.2,analysisofglassdesign.4,theuseofPLCprogrammingsoftwareSTEP7programmingrbatchprocess.Usingtheconfigurationinterfacesaidglassbatchproductionprocess.Keywords:PLC;Batchingsystem;The ⅡABSTRACT 51.1課題背景及意義 61.2玻璃配料工業(yè)現(xiàn)狀 61.2.1配料系統(tǒng)的現(xiàn)狀 71.2.2直接數(shù)字控制系統(tǒng) 71.2.3監(jiān)督控制系統(tǒng) 81.2.4集散型控制系統(tǒng) 91.2.5現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 第二章玻璃配料控制總體設(shè)計 2.1玻璃配料工藝分析 2.2玻璃配料系統(tǒng)的組成設(shè)計 2.2.1給料系統(tǒng) 2.2.2稱重計量控制系統(tǒng) 2.2.3混合控制系統(tǒng) 2.2.4碎玻璃控制系統(tǒng) 2.2.5輸送控制系統(tǒng) 2.2.6排料系統(tǒng) 2.2.7中心控制系統(tǒng) 2.3變頻器 2.3.1通用變頻器 第三章設(shè)備選型 213.1稱重傳感器 3.1.1稱重傳感器技術(shù) 213.1.2稱重傳感器選型 223.2給料設(shè)備選型 3.3各元器件選型 3.3.1低壓斷路器 23V 3.3.3中間繼電器 24 25 25第四章配料系統(tǒng)控制軟件 4.1可編程控制器 264.1.1可編程序控制器的產(chǎn)生 264.1.2可編程序控制器的發(fā)展趨勢 274.2PLC的特點 4.3PLC的工作原理 第五章PLC的硬件設(shè)計 5.1擴展模塊 355.1.1數(shù)字量模塊 365.1.2數(shù)字量模塊的特點 5.2玻璃配料系統(tǒng)圖 5.2.1玻璃配料系統(tǒng)流程圖 5.2.2玻璃配料控制系統(tǒng)主回路圖 425.2.3玻璃配料系統(tǒng)控制回路圖 43 5.3PLC軟件設(shè)計 5.3.1編程語言 465.3.2STEP7編程軟件 5.3.3組態(tài)軟件 總結(jié) 參考文獻 961.1課題背景及意義在生產(chǎn)過程中，有的產(chǎn)品是將幾種原料按一定比例混合，通過配置加工而成。所以配料過程就是按一定比例混合原料的過程。其中是否按預(yù)先設(shè)定的混合比例進行混合，直接關(guān)系最終產(chǎn)品的質(zhì)量。配料質(zhì)量控制的優(yōu)劣直接影響生產(chǎn)能否順利進行11。如果配料的質(zhì)量不能達到要求，不僅會造成原料和能源的浪費，還可能會影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量，甚至?xí)蚺淞鲜д`造成整個生產(chǎn)事故。所以，要保證配料的速度，提高配料過程中的精度，以便產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進行，原料配料是玻璃生產(chǎn)的首道工序。所以在生產(chǎn)玻璃過程中原料配料的準確、均勻和穩(wěn)定是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃的主要條件。尤其是配料的設(shè)備，需要同時對不同種原料進行準確的稱量、混合、輸送和投料，一旦出現(xiàn)事故就會造成重大的經(jīng)濟損失[2]。一個大、中型玻璃池窯里有著一兩千噸玻璃液，每天要投入上百噸配合料，而且在生產(chǎn)過程中各工序之間是連續(xù)作業(yè)，環(huán)環(huán)相扣，彼此影響很大，尤其是原料的配合，需要對好幾種原料進行精確的稱量混合、輸送和投料，若出事將造成嚴重事故，在短時間內(nèi)難以清除其影響，會造成重大的損失。因此原料的制備對玻璃生產(chǎn)具有非常重要的作用。稱量部分是原料配料工藝的核心，合理的稱重配料方式對實現(xiàn)原料的自動配料非常重要。因此，人們對稱量配料過程提出了快速、準確、連續(xù)、自動”的要求13]。無論是人為因素還是設(shè)備因素都容易造成配料錯料，而引起玻璃質(zhì)量的下降。若采用人工配料，因為現(xiàn)場的粉塵較大，所以很容易造成對人身體的危害。因此，提高配料系統(tǒng)的稱量精度、系統(tǒng)的自動化水平和可靠性，對保障玻璃生產(chǎn)線優(yōu)質(zhì)且穩(wěn)定的生產(chǎn)、改善工作環(huán)境和提高勞動生產(chǎn)有很重要的意義。因此，原料的配料自動化是現(xiàn)代玻璃工業(yè)發(fā)展的趨勢。此外，飼料、食品、化工、等行業(yè)也離不開配料生產(chǎn)過程，需要通過自動配料控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化t41。雖然各個行業(yè)所用的物料和生產(chǎn)工藝不同，但配料控制系統(tǒng)所需要完成的任務(wù)基本相同，所以研究和開發(fā)一種自動配料控制系統(tǒng)具有一定的實際意義。1.2玻璃配料工業(yè)現(xiàn)狀玻璃工業(yè)在我國產(chǎn)業(yè)中不僅是一個重要的行業(yè)，也在經(jīng)濟建設(shè)中起著非常重要的作用。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，玻璃配料行業(yè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。20世紀80年代后期，我國浮法玻璃出現(xiàn)了第一次發(fā)展的高峰，以年增長35%的速度快速發(fā)展，遠遠高于當(dāng)時我國經(jīng)濟發(fā)展10%的增長速度，玻璃工業(yè)的發(fā)展極為引人注目。近年來，玻璃生產(chǎn)行業(yè)的競爭日益激烈。所以，穩(wěn)定并提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和增強競爭力成為玻璃生產(chǎn)發(fā)展7的主要目標。因此，玻璃生產(chǎn)中的稱重配料系統(tǒng)必須具有高性能、高速度、高可靠性和穩(wěn)定性等特點，以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求[51。目前我國玻璃工業(yè)中存在的主要問題與國際先進水平的差距主要表現(xiàn)在：①資源和能源的消耗高，綜合利用水平低，②整體技術(shù)、裝備和管理水平與國際先進水平相比仍有很大的差距。③因為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)浮法和深加工率偏低。④企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多、國際競爭力差。⑤企業(yè)創(chuàng)新和自主開發(fā)能力較差，缺少具有驅(qū)動力的技術(shù)創(chuàng)新機制和能力。⑥無序競爭現(xiàn)象比較突出[6]。我國在玻璃配料技術(shù)方面，仍然存在著設(shè)備裝備不合理、工藝落后、產(chǎn)品單一和自動化程度低等方面的弊端，難以滿足現(xiàn)代化玻璃工業(yè)發(fā)展的需要。隨著計算機技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，以可編程控制器為基礎(chǔ)的集散控制系統(tǒng)成為了當(dāng)今浮法玻璃生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的主流，日益成熟，它不僅解決了配料控制系統(tǒng)中存在的配料精度低，機電控制部分可靠性差的問題，而且還加強了數(shù)據(jù)庫管理生產(chǎn)以及對生產(chǎn)過程的實時動態(tài)監(jiān)控。同時隨著信息技術(shù)化、網(wǎng)絡(luò)化向自動化領(lǐng)域的滲透，使自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)面臨一場大的變革[7]。1.2.1配料系統(tǒng)的現(xiàn)狀通常情況下在配料生產(chǎn)過程中，要求不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全自動、半自動和手動配料，并且可以在不同工作模式之間進行轉(zhuǎn)換。配料控制系統(tǒng)必須要有很高的可靠性以保證系統(tǒng)正常連續(xù)的工作，若出現(xiàn)故障能夠及時報警或緊急停車。目前，我國配料領(lǐng)域選用的控制系統(tǒng)種類很多種：1.2.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)是利用計算機的分時處理功能直接對多個控制回路實現(xiàn)多種形式控制的多功能數(shù)字控制系統(tǒng)。計算機的輸出直接作用于控制對象。直接數(shù)字控制系統(tǒng)是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。具有多功能性、在線實時控制、分時方式控制和靈活性等特點，它結(jié)構(gòu)緊湊、便于維護，有較強的抗干擾能力和控制精度、輕便靈活、方便操作。缺點是這種控制系統(tǒng)一切的信息交換都要通過中心計算機，一旦計算機出錯，不易檢查錯誤，容易造成整個系統(tǒng)的癱瘓181。所以這種控制系統(tǒng)在現(xiàn)代玻璃配料生產(chǎn)企業(yè)中很少應(yīng)用。8HH計算機圖1.1直接數(shù)字控制系統(tǒng)框圖該系統(tǒng)由計算機通過檢測裝置對工業(yè)現(xiàn)場的過程參數(shù)進行采樣，然后將采樣值與存于存儲器中的設(shè)定值進行比較，然后再根據(jù)兩者的差值和相應(yīng)于指定控制規(guī)律的控制算法進行分析和計算，形成所要求的控制信息，然后將其傳送給執(zhí)行機構(gòu)以控制生產(chǎn)過程，用分時處理方式完成對多個單回路的各種控制，如比例積分微分、前饋、非線性、適應(yīng)等控制。同時，也可以根據(jù)需要將必要的信息用打印機打印出來或者在終端機的屏幕上監(jiān)督控制系統(tǒng)又稱為設(shè)定值控制系統(tǒng)。計算機監(jiān)控系統(tǒng)是在操作指導(dǎo)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上演變而起來的。操作指導(dǎo)系統(tǒng)是一種開環(huán)控制結(jié)構(gòu)，在該系統(tǒng)中計算機起到定時采集生產(chǎn)過程參數(shù)，并按照工藝要求以及指定的控制算法求出輸入輸出關(guān)系和控制量的作用，通過顯示、打印和報警提供現(xiàn)場信息，方便管理人員對生產(chǎn)過程進行分析和調(diào)節(jié)等。計算機監(jiān)控系統(tǒng)具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)，它可以根據(jù)生產(chǎn)過程的狀態(tài)、環(huán)境、條件因素，按照預(yù)定的控制模型計算出生產(chǎn)過程的最佳給定值，并據(jù)此對模擬式調(diào)節(jié)儀表進行自動整定，也可以進行順序控制、最優(yōu)控制以及適應(yīng)控制運算，使生產(chǎn)過程始終處在最優(yōu)工作狀態(tài)[9]。9鍵盤鍵盤顯示打印計算機輸入通道輸出通道生產(chǎn)過程該控制系統(tǒng)由監(jiān)督控制計算機和數(shù)字控制計算機實現(xiàn)兩級控制，SCC計算機根據(jù)配料生產(chǎn)工藝信息和其它信息，管理并監(jiān)控整個配料過程、改變DDC級計算機配料給定值；DDC級計算機根據(jù)SCC計算機設(shè)定的配料給定值，實時控制稱量配料。DDC級計算機可以是單片機，也可以是可編程控制器(PLC)。DDC系統(tǒng)和SCC系統(tǒng)都屬于集中控制型的系統(tǒng)，當(dāng)這種系統(tǒng)集中很多的控制回路時，就會帶來危險高度集中”的問題，而使系統(tǒng)的可靠性大為降低。這就要求直接數(shù)字控制由集中型向分散型轉(zhuǎn)移，于是出現(xiàn)了控制分散，信息集中”的集散型控制系統(tǒng)。1.2.集散型控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)又稱為分散型綜合控制系統(tǒng)(簡稱DCS),是對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的全新模式的分布式計算機控制系統(tǒng)。它將若干臺微機分散用于過程控制，全部信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計算機監(jiān)控，實現(xiàn)最優(yōu)化控制，通過CRT裝置、通信總線、鍵盤、打印機等，進行集中操作、顯示和報警。如圖1.3所示，集散控制系統(tǒng)按照分散控制、集中操作、分級管理、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計原則，把系統(tǒng)從上到下分為分散過程控制級、集中操作監(jiān)控級、綜合信息管理級，形成分級分布式控制結(jié)構(gòu)。打印機CRT區(qū)像像是通信接口數(shù)拒采集站分批控制站DCS通常采用若干控制器對一個生產(chǎn)過程中的多個控制點進行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并且能夠進行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達操作指令。過程級主要由過程控制站、I/O單元、現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的實施部分。DCS的控制決策由過程控制站完成，因此，控制程序是由過程控制站實現(xiàn)的。DCS的過程控制站是一個完整的計算機網(wǎng)絡(luò)接口和I/O口組構(gòu)成。DCS中的I/O一般是模塊化的，一個I/O模塊上有一個或多個I/O通道，用來連接傳感器和調(diào)節(jié)閥。通過現(xiàn)場總線將操作站、現(xiàn)場控制器、I/O組件進行連接，在這一層次內(nèi)形成開放的、雙向的、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制技術(shù)(FCS)是工業(yè)設(shè)備自動化控制的一種計算機局域網(wǎng)絡(luò)。它依靠現(xiàn)場總線技術(shù)把具有檢測和控制和通信能力的微處理芯片放入傳統(tǒng)的測量控制儀表中，使它們各自具有數(shù)字計算能力、數(shù)字通信能力。FCS采用簡單的雙絞線作為總線，把多個測量控制儀表連成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個數(shù)字測量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場儀表與遠程控制計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換，從而形頂層頂層中間層現(xiàn)場總線底層變送器執(zhí)行器圖1.4現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)框圖第二章玻璃配料控制總體設(shè)計2.1玻璃配料工藝分析玻璃配料就是根據(jù)要生產(chǎn)的玻璃工藝性能指標將砂石、白云石、長石、純堿、芒硝等各種原料按一定得比例通過稱量系統(tǒng)精確稱量后，通過集料皮帶傳送到混合機中進行干混，然后加適量的水進行濕混，然后經(jīng)過原熔皮帶將混合料送到玻璃熔窯窯頭熔煉的過程【13】。工藝流程：依次啟動窯頭皮帶、窯頭料倉、提升皮帶、原熔皮帶、混合機、傳輸皮帶，啟動完成，然后各稱量系統(tǒng)對砂石、白云石、長石、純堿、芒硝按預(yù)先設(shè)定好的稱量方式各稱加料，稱量結(jié)束，系統(tǒng)檢驗是否滿足排料條件，滿足條件則按設(shè)定好的方式進行定時和順序排料，傳輸皮帶將混合料送入混合機混合。排料結(jié)束經(jīng)過延時后，系統(tǒng)進行下一周期的加料?；旌蠙C先將混合料進行定時干混，然后加水進行濕混，定時時間到，排料門打開，將混合料排到原熔皮帶，經(jīng)原熔皮帶送到玻璃熔窯窯頭熔煉。完成一次配料周期。當(dāng)混合機排料結(jié)束后進入下一配料周期。系統(tǒng)設(shè)置排廢裝置，如果配料過程出現(xiàn)錯誤造成廢料，則將其通過排廢裝置排出。完整的配料控制系統(tǒng)一般由給料系統(tǒng)、稱量系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、碎玻璃控制系統(tǒng)、輸2.2.1給料系統(tǒng)目前常用的給料系統(tǒng)有電磁振動給料系統(tǒng)、螺旋給料系統(tǒng)、料門給料系統(tǒng)、電磁閥電磁振動給料機采用臥式安裝，多彈簧板結(jié)構(gòu)，工作更加穩(wěn)定、噪音低、放料平穩(wěn)，給料速率調(diào)節(jié)方便，造價低，可以用于磨蝕性大的固體物料，適應(yīng)的物料力度范圍廣。通過可控硅的半波整流，驅(qū)動給料機的電磁線圈按照工頻振動產(chǎn)生向前的輸送力。給料機的振動頭為電磁線圈，送電后，線圈將以50Hz的頻率吸引、釋放帶動輸料溜槽的銜鐵，銜鐵的振動使給料機對物料產(chǎn)生向前的推動力。通過調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角來實現(xiàn)輸送能力的大小，采用電位器或電壓可連續(xù)的調(diào)整。螺旋給料機，常用于物料流性較差或流動性強的物料。該給料系統(tǒng)給料平穩(wěn)，適合超細粉物料。采用螺旋輸送方式，它的入口段設(shè)計為變節(jié)距或變直徑或兩者都變化，以確保物料能從物料倉出口處均勻卸出，對于長寬比例大的物料倉出口更為合適，它的中部輸送段是等節(jié)距或變節(jié)距的，使物料在螺旋輸送槽中的充填率降低到15%-40%,這樣就能減小螺旋給料機的過送量，它的出口處或者出口段也可以根據(jù)物料的不同流動性能而有各種變化。比如說可以將最后一節(jié)螺旋做成雙頭以減小過送量的波動幅度，對于有顯著黏著性的物料，可以將螺旋末端伸到出料口部分或在出口端前部的輸送槽上做些直立刮板弄碎物料塊。或者根據(jù)工藝需要，可以將螺旋給料機做成兩個出口，也可以讓螺旋給料機中間進料、兩端出料；有些物料的流動性能不好，使物料倉的不結(jié)拱臨界出口寬度相當(dāng)大，但是工藝上又不大要求喂料量大，這是可以采用雙螺旋給料機甚至三螺旋給料機。所以說可以根據(jù)所需物料的具體流動性能和工藝要求，設(shè)計出功能良好的螺旋給料機。因此，螺旋給料機在玻璃配料中的使用進來日益普及。料門給料系統(tǒng)適合物料流動性好，配料速度要求快，精度要求相對較低的場合。該系統(tǒng)通常使用雙氣缸實現(xiàn)料門兩種開口大小或一大一小兩料門，實現(xiàn)了既提高配料速度又提高精度的要求。在粗加料時，將料門全部打開或兩個料門打開，達到一定量時，將料門關(guān)閉一部分或?qū)⒋罅祥T關(guān)閉，進行細加料，達到預(yù)定量時將料門全部關(guān)閉。對于一些液體原料可采用電磁閥給料系統(tǒng)。這種方式控制相對簡單，也可采用雙管路雙電磁閥控制，以提高配料速度和精度。稱重計量控制系統(tǒng)在配料之前，首先要對稱量控制系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，包括要求供料的窯爐。料方序號或各組分的設(shè)定值、稱量快慢切換值、懸浮量等。根據(jù)稱量和排料的順序，原料的稱量方式可分為增量法和減量法以及累計稱量，增量法稱量是通過給料設(shè)備向稱斗內(nèi)加入規(guī)定數(shù)量的物料，然后由排料裝置將稱量斗中物料排空；減量法稱量則是通過給料裝置向稱斗內(nèi)加入大于規(guī)定數(shù)量的物料，然后由稱量斗下的排料機將規(guī)定內(nèi)的物料排出。增量法與減量發(fā)一般應(yīng)用于排庫形式，累計稱量多應(yīng)用于塔庫形式。目前，大部分玻璃生產(chǎn)線采用的是增量法和減量法相結(jié)合稱量方式。(1)增量稱量法及其控制原理增量稱量法稱量過程中，以進入到稱量斗的物料量為最終配方值的稱量方式稱之為增量法。這種稱量方式通過上料設(shè)備把原料從物料倉加到稱量斗中，當(dāng)達到設(shè)定值時停止加料，料斗下有一閘門，開啟閘門放出所有已稱好的原料，然后輸送到混合機。這種稱量方式要求原料不能粘附在稱量斗壁上，否則最終放出的原料量不等于稱量值，降低稱量精度。并且如果稱量斗下部閘門如果控制不好，容易發(fā)生漏料將嚴重影響到配合料的化學(xué)組分均勻性。使用增量稱量方法時，控制系統(tǒng)啟動后，首先要檢查物料倉中是否有料，如果料倉空則發(fā)出往料倉內(nèi)送料的命令，直至能滿足稱量反饋信號送回為止。若有料，則往下檢查配料秤的零點，同時檢查稱量斗卸料門是否關(guān)好，如滿足條件，則啟動物料倉的振動器和給料機向稱斗加速給料；倘若稱斗門開著，控制系統(tǒng)將會發(fā)出信號使它關(guān)閉，經(jīng)過再次檢查如果稱量斗卸料門還沒關(guān)閉或配料稱中有料，則系統(tǒng)進入保持狀態(tài)直到操作人當(dāng)給料機快速向稱斗加料后，配料秤的重量測量值也隨著增加，稱量控制系統(tǒng)判斷稱量值是否達到90%的快加量。若達到，則給料機由快速加料切換為慢速加料，并隨時判斷稱量值測量值是否達到應(yīng)加的重量值。如果達到，則給料機停止慢加料，并顯示出設(shè)定值、實際稱量和誤差，否則繼續(xù)進行慢加料。當(dāng)每臺稱的給料機都完成加料工作后，配料生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)對各個配料秤校驗，核對各個成分的稱量值是否在允許誤差之內(nèi)。校驗滿足精度要求后，且傳輸皮帶開、混合機開、混合機空、混合機關(guān)門等條件滿足，便發(fā)出允許排料信號。如果某臺稱的稱量值有不足或過量的情況，則按下述方式處理。稱量值不足時，如GZ系列電磁振動給料機與其它給料設(shè)備相比，具有以下特點：(1)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、無轉(zhuǎn)動部件不需潤滑、維修方便、運行費用低。(2)電磁振動給料機由于運用了機械振動學(xué)的共振原理，雙質(zhì)體在低臨界近共振狀態(tài)下工作，因而消耗電能少。(3)由于可以瞬時地改變和啟閉料流，所以給料量有較高的精度。(4)本系列電磁振動機的控制設(shè)備采用了可控硅半波整流線路，因此在使用過程中可以通過調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角的辦法方便地調(diào)節(jié)給料量，并可以實現(xiàn)生產(chǎn)流程的集中控制和自動控制。(5)由于給料槽中的物料在給料過程中連續(xù)地被拋起，并按拋物線的軌跡向前進行跳躍運動，因此給料槽的磨損較小。3.3.低壓斷路器低壓斷路器又稱自動刀開關(guān)，起接通和分斷負載電路的作用，也能用來控制不頻繁啟動的電機。低壓斷路器有過載保護、短路保護、欠電壓保護等，低壓斷路器分斷能力強、動作值可調(diào)、操作方便。所以根據(jù)玻璃配料生產(chǎn)的要求選用HR3-100型號的熔斷式刀開關(guān)【18】。型號約定發(fā)熱電流接通能力斷開能力3.3.2熔斷器熔斷器在電路中可以起到短路保護的作用，是一種簡單有效的保護電器。熔斷器是由熔體組和包熔體的絕緣管組成的。熔體串接于被保護的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路故障時，熔體瞬間被熔斷分斷電路，起到保護作用。所以根據(jù)玻璃配料生產(chǎn)的要求選用RM-15型號的熔斷器。表3.2熔斷器型號額定電壓(V)額定電流(A)額定電流等級(A)極限分斷能(kA)3.3.3中間繼電器中間繼電器實質(zhì)上是一個電壓線圈繼電器，在控制回路中期信號傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)和分路等中繼作用。主要用來擴展觸點數(shù)量，實現(xiàn)邏輯控制。她具有觸點多、觸點容量大、動作靈敏等特點。中間繼電器選用時要注意線圈的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路一致。另外，要根據(jù)控制電路的需求來確定觸點的形式和數(shù)量。中間繼電器沒有主、輔之分，額定電流約為5A。所以本次設(shè)計選用JZ7-44型號中間繼電器。型號觸點額定電觸點額定電數(shù)吸引線圈電壓/V率常開常閉5441200(次/h)6280員所熟悉的繼電器控制線路方式的編程語言，一直沿用至今。2、中期的PLC(20世紀70年代中期-20世紀80年代中后期)從20世紀70年代中后期至20世紀80年代中后期，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。PLC產(chǎn)品使用16位、32位的高性能微處理器，實現(xiàn)了多處理器的多通道處理，使PLC的功能大大增強。在硬件方面，除了保持原有的開關(guān)模塊外，還增加了遠程I/O模塊、虛擬模塊、各種特殊功能模塊，并擴大了存儲器的容量，不僅使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，而且還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC的應(yīng)用范圍得以擴大。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算數(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通信、自診斷等功能。3、近期的PLC(20世紀80年代中后期至今)20世紀80年代中后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高，PLC技術(shù)已經(jīng)非常成熟。為了進一步提高PLC的處理速度，制造廠商還開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能都得到進一步的提高。在1987年國際電工委員會頒布的可編程控制器標準草案中對PLC做了如下的定義：“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(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程控制器的存儲器，用來在其內(nèi)部儲存程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)和算數(shù)等面向用戶的指令，并通過數(shù)字和模擬式的輸入和輸出，控制各類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！笨删幊绦蚩刂破鞯陌l(fā)展趨勢不同的應(yīng)用領(lǐng)域和不同的控制要求，決定了PLC發(fā)展的發(fā)展趨勢不同，其主要體現(xiàn)在大型化、微型化、多功能化、標準化、增強外部故障的檢測與處理能力趨勢和網(wǎng)絡(luò)(1)大型化、高速度、大容量發(fā)展趨勢大型的可編程控制器一般采用多CPU結(jié)構(gòu)構(gòu)成冗余系統(tǒng)，不斷向高性能、高速度和大容量方向發(fā)展。在模擬控制方面，除了專門用于模擬量閉環(huán)控制的PID指令和智能PID模塊，某些可編程控制器還具有模擬量模糊控制。自適應(yīng)、參數(shù)自整定功能，能提高控制精度，減少調(diào)試時間。用于監(jiān)控、管理和編程的人機接口和圖形工作站的功能日即網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、監(jiān)控及顯示均采用國際標準或工業(yè)標準，可以把不同廠家的可編程控制器產(chǎn)品鏈接在一個網(wǎng)絡(luò)中運行。能夠使可編程控制器與個人計算機、分布式控制系統(tǒng)(DCS又稱集散控制系統(tǒng))和計算機數(shù)控(CNC)在功能和應(yīng)用方面互相滲透，互相融合，使控制系統(tǒng)的性能價格比不斷提高。②可編程控制器與集散控制系統(tǒng)的融合集散控制系統(tǒng)又稱分布式控制系統(tǒng)，它是利用現(xiàn)代計算機技術(shù)對分散控制對象進行集中監(jiān)視、管理和操作控制的一種新型控制系統(tǒng)。它包括現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、圖形顯示技術(shù)和冗余技術(shù)等多種新技術(shù)，具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和擴展性。集散控制系統(tǒng)由過程輸入/輸出裝置、過程控制裝置、操作接口和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)四部分組成。DCS和集中式控制系統(tǒng)雖然在系統(tǒng)功能方面區(qū)別不大，但系統(tǒng)功能的實現(xiàn)方法卻不同，首先，DCS的網(wǎng)絡(luò)實時性要求較高，必須在確定的時間范圍內(nèi)完成信息的傳送。其次，DCS的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是現(xiàn)場I/O控制站。分站點采集數(shù)據(jù)和對系統(tǒng)控制，使系統(tǒng)具有較高的可靠性?？删幊炭刂破髂軌蛱峁└鞣N類型的多回路模擬量輸入/輸出和PID閉環(huán)控制功能，以及高速數(shù)據(jù)處理能力和高速數(shù)據(jù)通信聯(lián)網(wǎng)功能，可編程控制器日益加速滲透到以多回路控制為主的分布式控制系統(tǒng)。可編程控制器用于開關(guān)量邏輯控制，DCS用于模擬量回路控制，二者互補。西門子公司的SIMATICPCS是具有可編程控制器功能的新型集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)集電氣控制、過程控制和系統(tǒng)管理于一身，把批量控制、連續(xù)控制、高速邏輯控制、高級運算及管理集成于一體。其靈活的系統(tǒng)擴展性，基于UNIX操作系統(tǒng)和X-Windows的圖形界面，開放的結(jié)構(gòu)，使用戶可以根據(jù)過程本身的特點，而不是根據(jù)控制設(shè)備的功能來選擇控制方式。符合工業(yè)標準的通信方式和窗口式的操作環(huán)境，能直接迅速地獲取和處理從現(xiàn)場到管理中心全方位的信息。SIMATICPCS系統(tǒng)為工廠自動化提供了各種功能，它具有簡便的控制和組態(tài)環(huán)境、功能很強的批處理工具、緊湊集成的控制器、實時報告和文檔記錄功能，以及靈活的機構(gòu)。SIMATICPCS系統(tǒng)還有一些其他功能，如多配方、管理報警和記錄過程結(jié)果等，用戶可以用實時關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)調(diào)用這些功能。③可編程控制器與個人計算機(PC)的融合個人計算機的有很強的數(shù)據(jù)運算、處理和分析能力。現(xiàn)在個人計算機主要用做可編程控制器的編程器、操作站或人機接口終端。將可編程控制器與工業(yè)計算機有機的結(jié)合在一起，可以形成一種稱之為集成可編程控制器(IntegratedPLC,IPLC)的新型控制裝置。可以認為IPLC是能運行DOC或Windows操作系統(tǒng)的可編程控制器，也可以認為它是能用梯形圖語言以實時方式控制I/O的計算機。④可編程控制器與CNC融合計算機數(shù)控CNC已受到來自可編程控制器的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在可編程控制器已用于控制各種金屬切削機床、金屬成型機械、電梯和其他需要位置控制的場合，現(xiàn)在已經(jīng)有一些公司的可編程控制器能控制幾個軸的內(nèi)插補的功能。⑤可編程控制器與現(xiàn)場總線相結(jié)合現(xiàn)場總線(Fieldbus)是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分枝結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線以獨立的、開放的、全數(shù)字化的雙向多變量通信代替0-10mA或4-20mA現(xiàn)場電動儀表信號，現(xiàn)場總線I/O集檢測、數(shù)據(jù)處理、通信為一體，可以代替記錄儀、變送器、調(diào)節(jié)器等模擬儀表，可以直接安裝在現(xiàn)場導(dǎo)軌槽上，不需要框架、機柜?，F(xiàn)場總線I/O的接線只需一根電纜，從主機開始沿數(shù)據(jù)鏈從一個現(xiàn)場總線I/O連接到下一個現(xiàn)場總線I/O?，F(xiàn)場總線可以使自控系統(tǒng)的配線、安裝、調(diào)試和維護等方面的費用可以節(jié)約三分之二左右，現(xiàn)場總線I/O與可編程控制器可以組成廉價的DCS系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)將DCS的控制站功能分散給現(xiàn)場控制設(shè)備?，F(xiàn)場總線設(shè)備就可以實現(xiàn)自動控制的基本功能。通過使用現(xiàn)場總線，操作員在中央控制室可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，對現(xiàn)場設(shè)備進行參數(shù)調(diào)整，還可以通過現(xiàn)場設(shè)備的自診斷功能預(yù)測故障和尋找故障點。一些主要的可編程控制器廠家將現(xiàn)場總線作為可編程控制器控制系統(tǒng)中的底層網(wǎng)絡(luò)?？删幊炭刂破髋c現(xiàn)場總線想結(jié)合，可以組成價格便宜、功能強大的分布式控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)場總線國際標準的制定和現(xiàn)場總線I/O的迅猛發(fā)展及價格下降，可編程控制器的功能可能在某些領(lǐng)域(如過程控制領(lǐng)域)被現(xiàn)場總線I/O部分取代。為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，智能I/O模塊是以微處理器和存儲器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的CPU和可編程控制器主CPU并行工作，占用主CPU的時間少，便于提高可編程控制器的掃描速度。有很強的控制功能和信息處理能力，甚至有的模塊可以自成系統(tǒng)，單獨工作。它們用一堆通信線與主機相連，可以完成可編程控制器的適應(yīng)性和可靠性。智能I/O模塊主要有高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊不僅擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應(yīng)用范圍。可編程控制器的通信聯(lián)網(wǎng)功能使可編程控制器與個人計算機之間以及其它智能控制設(shè)備之間可以互換數(shù)字信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散控制集中管理。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信；另一類是PLC之間互相聯(lián)網(wǎng)通信。目前，PLC已經(jīng)成為集散控制系統(tǒng)DCS不可缺少的重要組成部分。在網(wǎng)絡(luò)中，個人計算機、圖形工作站、小型機等可以作為監(jiān)控站或工作站，它們能夠提供屏幕顯示、數(shù)據(jù)采集、分析整理、記錄保持和回路面板顯示功能。據(jù)統(tǒng)計在PLC控制系統(tǒng)的故障中，因CPU引起的故障占5%,因I/O接口引起的故障占15%,這兩項都屬于PLC內(nèi)部故障，可以通過PLC本身的軟、硬件措施實現(xiàn)檢測和處理。因輸入設(shè)備引起的故障占45%,因輸出設(shè)備引起的故障占30%,因線路問題引起的故障占5%,這些故障屬于PLC的外部故障?？梢?，由于外部故障引起的PLC控制系統(tǒng)故障遠大于PLC內(nèi)部故障，因此PLC生產(chǎn)廠家都致力于研發(fā)用于檢測外部故障的專用智能模塊，以進一步提高PLC系統(tǒng)的可靠性。PLC的特點1)可靠性高，抗干擾能力強由PLC來實現(xiàn)邏輯順序和時序控制，最大限度的取代了傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)中的硬件電路，使機械接觸點和連線的數(shù)量大大減少，降低了因觸點接觸不良造成的故障。PLC適應(yīng)性強，能夠長期可靠的工作，平均無故障時間在1050萬小時，有些甚至更高，PLC采取了一系列軟、硬件的抗干擾措施，來保證PLC超強的抗干擾能力。軟件主要是采用數(shù)字濾波、求和檢查、指令復(fù)執(zhí)、掉電保護等抗干擾措施和故障診斷技術(shù)。硬件主要是優(yōu)選器件、設(shè)備冗余、多級濾波、隔離、屏蔽及先進的電源電路；PLC的軟硬件措施可以有效的抑制輸入采樣階段的干擾信號串入，因此PLC得到廣泛應(yīng)用。2)編程簡單易學(xué)，應(yīng)用靈活PLC的編程是采用與繼電接觸器控制線路類似的梯形圖語言，可編程控制器使用最多的編程語言是梯形圖，是面向生產(chǎn)，面向用戶的編程語言，它充分考慮了電氣技術(shù)人員的看圖習(xí)慣和設(shè)計風(fēng)格，當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時，可現(xiàn)場改編程序，使用靈活方便。梯形圖形象、直觀、簡單、易學(xué)，因此很容易被企業(yè)技術(shù)人員掌握。3)功能完善，使用方便PLC不僅具有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，而且還具有數(shù)據(jù)處理、模擬量控制、運動控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，既能控制簡單設(shè)備，也可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，并能通過聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)分布式控制。由于PLC產(chǎn)品采用了標準化、模塊化的設(shè)計理念，根據(jù)系統(tǒng)不同的控制要求和控制規(guī)?？梢造`活方便地進行硬件配置。當(dāng)系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝或控制規(guī)模發(fā)生變化時，相應(yīng)的設(shè)備改造、調(diào)整等硬件方面的工作量也會變得非常簡單。完善的功能及模塊的結(jié)構(gòu)可以簡化硬件的安裝接線工作，減小系統(tǒng)的維護工作量。4)設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小電氣控制系統(tǒng)設(shè)計與施工同步進行，可以縮短設(shè)計周期。應(yīng)用PLC及組件可以減少系統(tǒng)元器件數(shù)量，由軟件來實現(xiàn)控制邏輯。硬件采用積木式安裝，簡化了控制柜的設(shè)計、安裝、接線的工作量。PLC的程序設(shè)計一般采用順序控制法，根據(jù)生產(chǎn)工藝很容易完成程序編寫工作，適合復(fù)雜的控制系統(tǒng)。調(diào)試過程可分為離線調(diào)試和在線聯(lián)調(diào)兩個步驟，設(shè)計初期先在實驗室進行模擬調(diào)試，借助PLC的輸入/輸出信號指示或觀察示波器波形等手段來檢驗程序運行情況。當(dāng)硬件施工安裝完畢再進行聯(lián)調(diào)，進行工藝參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，調(diào)試風(fēng)險低，安全快捷，周5)體積小，質(zhì)量輕，能耗低復(fù)雜的控制系統(tǒng)使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2-1/10這樣能夠減小開關(guān)柜的體積和重量，節(jié)省大量的費4.3PLC的工作原理PLC其實是一臺微型計算機，作為一種特殊形式的計算機控制系統(tǒng)，PLC是利用計算機技術(shù)對傳統(tǒng)的硬件邏輯控制系統(tǒng)繼電器控制”進行硬件軟化”的結(jié)果。PLC控制系統(tǒng)是一種存儲程序控制系統(tǒng)，如圖所示：(接測器、電間)PLC采用循環(huán)掃描方式。CPU逐條地掃描用戶程序，如果一個線圈被接通或者斷開，該線圈的所有觸點并不會立即動作，必須等到掃描到該點時才會動作。PLC執(zhí)行用戶程序并不是只執(zhí)行一次，PLC從第一條指令開始順序執(zhí)行，直至程序結(jié)束后又跳轉(zhuǎn)到第一條指令，反復(fù)不斷的重復(fù)執(zhí)行，直至PLC停機或者處于停止?fàn)顟B(tài)。這種順序掃描工作方式簡單直觀、可靠性高、程序設(shè)計簡單[22]。第五章PLC的硬件設(shè)計S7-200系列是德國西門子公司生產(chǎn)的小型整體式可編程控制器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、良好的擴展性、豐富的功能模塊、強大的功能指令系統(tǒng)，可以滿足多種自動化控制系統(tǒng)擴展模塊功模塊如圖所示，S7-200系列的PLC組成主要有：①基本單元(CPU模塊)可以構(gòu)成獨立的控制系統(tǒng)②擴展單元可以擴展各種I/O口模塊③功能模塊完成某些特殊功能的控制任務(wù)④外圍設(shè)備主要是完成多信息和數(shù)據(jù)的處理⑤工業(yè)軟件功能是能夠更好的管理和使用各種設(shè)備而開發(fā)的配套程序S7-200系列CPU功能強大主要有特點：1、豐富的內(nèi)置集成功能。2、集成24V負載電源，可直接連接傳感器和變送器。3、對于不同的設(shè)備類型，具有不同的電源電壓和控制電壓。4、集成高速計數(shù)器，有多個接口可以接受最高達30kHZ的高速脈沖輸入。5、2路高速脈沖輸出接口，最大脈沖頻率可達20kHZ,能夠直接用于定位控制。6、中斷輸入，允許以極高的速度對過程信號的上升沿做出響應(yīng)。7、強大的通信功能。8、存儲空間大。9、運算指令豐富，具有實數(shù)運算功能，可實現(xiàn)復(fù)雜的計數(shù)和控制策略。10、擴展模塊豐富。西門子S7-200系列PLC有5種基本型號的CPU,分別為CPU221、CPU224XP、CPU226。CPU模塊包括CPU、存儲器、輸入/輸出點和電源等。如功能型號數(shù)字模擬可擴展模塊數(shù)控制器5通信協(xié)議獨立的高速計數(shù)器出無無無1個有無無2個模塊78路數(shù)字I/O10路模擬I/O有1個有4-30kHz高速計數(shù)2-20kHz高速脈沖輸出0無7個模塊168路數(shù)字I/O35路模擬I/O有1個有6-30kHz高速計數(shù)2-20kHz高速脈沖輸出01輸出7個模塊168路數(shù)字I/O38路模擬I/O自鎖定有6-100kHz高速計數(shù)2-100kHz高速脈沖輸出6無7個模塊248路數(shù)字I/O35路模擬I/O有有6-30kHz高速計數(shù)2-20kHz高速脈沖輸出根據(jù)玻璃配料過程中輸入輸出口的要求，玻璃配料系統(tǒng)PLC的CPU模塊采用CPU226來實現(xiàn)。如果CPU的I/O點數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求，則用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的需要擴展各種I/O模塊。當(dāng)CPU需要進行特殊功能控制時，也需要進行I/O擴展。I/O擴展包括I/O點數(shù)的擴展和功能模塊的擴展。S7-200系列PLC的CPU模塊上集成一定數(shù)量的I/O接口，可以比較方便的構(gòu)成控制系統(tǒng)。但實際應(yīng)用中需要的I/O接口通常比較多，超出了CPU模塊I/O接口的數(shù)量。所以，用戶可以通過選用不同I/O點數(shù)的數(shù)字量擴展模塊，來增加數(shù)字量接口。S7-200系列PLC的數(shù)字量擴展模塊種類豐富，主要有EM221、EM222、EM223等。除了CPU221,其他CPU模塊都可配接多個擴展模塊。連接時CPU模塊要放在最左側(cè)，擴展模塊可以用扁平電纜與左側(cè)的模塊相連。各種不同數(shù)字量I/O模塊的性能如下所示：性能指標8無無820.4-22.8VDC或20.4-22.8VDC或隔離組點數(shù)444輸出類型DV輸出/繼電器輸出DV輸出/繼電器輸出電能消耗(+5DC)/mA電纜長度/m由于CPU226不能滿足玻璃配料系統(tǒng)輸入/輸出點數(shù)的要求，所以需要擴展一個數(shù)字量模塊EM223來實現(xiàn)。5.1.2數(shù)字量模塊的特點數(shù)字量I/O必須與CPU相連，利用CPU模塊的尋址功能對模塊上的I/O接口進行控制。數(shù)字量I/O模塊I/O接口所需的+24直流電源可以由CPU模塊的傳感器電源提供，也可以由外部+24V直流開關(guān)電源為I/O接口供電?；赟7-200系列PLC玻璃配料生產(chǎn)線的I/O分配為：輸入信號35個點；輸出信號30個點。由于CPU226輸入/輸出點不能滿足要求，所以采用CPU226和數(shù)字量擴展模塊EM223相結(jié)合，分布如下：輸入信號輸出信號窯頭皮帶變頻器故障信號窯頭皮帶變頻器啟動/停止窯頭皮帶變頻器運行信號提升皮帶變頻器啟動/停止提升皮帶變頻器故障信號原熔皮帶變頻器啟動/停止提升皮帶變頻器運行信號原熔皮帶變頻器故障信號原熔皮帶變頻器運行信號白云石料倉進料指示傳輸皮帶變頻器故障信號長石料倉進料指示傳輸皮帶變頻器運行信號純堿料倉進料指示啟動按鈕芒硝料倉進料指示窯頭皮帶變頻器啟動按鈕白云石料倉放料原熔皮帶變頻器啟動按鈕純堿料倉放料芒硝料倉放料窯頭皮帶變頻器停止按鈕變頻器運行原熔皮帶變頻器停止按鈕白云石電子稱放料白云石料倉上限開關(guān)純堿電子稱放料長石料倉上限開關(guān)芒硝電子稱放料純堿料倉上限開關(guān)皮帶跑偏芒硝料倉上限開關(guān)皮帶打滑皮帶撕裂白云石料倉下限開關(guān)窯頭倉啟動長石料倉下限開關(guān)混合倉啟動純堿料倉下限開關(guān)電源指示芒硝料倉下限開關(guān)電子稱啟動指示加水白云石稱放料限位開關(guān)混合機下料指示長石稱放料限位開關(guān)純堿稱放料限位開關(guān)芒硝稱放料限位開關(guān)皮帶跑偏限位皮帶打滑限位皮帶撕裂限位窯頭倉啟動按鈕混合倉啟動按鈕窯頭倉停止按鈕混合倉停止按鈕5.2玻璃配料系統(tǒng)圖5.2.1玻璃配料系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)逆啟動N滿足重量要求N合時間到Y(jié)首先系統(tǒng)逆啟動，然后看是否滿足加料條件，若滿足則開始加料，加料完畢后，經(jīng)電子稱稱量，達到要求的重量，檢測是否滿足排料條件，若滿足則開始排料，排料完成后在混合倉中經(jīng)一定時間混合，加水在混合幾秒，使物料得到充分的混合，然后將料排出，經(jīng)皮帶傳送到窯頭倉中加工，最后輸送出去。料倉加料子流程圖：MNYNY純堿料倉加料完成YY完成加料過程如圖所示，若砂巖倉料加滿則開始給白云石加料，若砂巖倉未加滿料則反復(fù)給砂巖倉加料，知道砂巖倉加滿料，然后開始給白云石加料，從砂巖倉開始到芒硝倉依次加料。加料完成等待排料。電子稱排料子流程圖：N完成YN完成YYN完成Y等待下-周期完成N若滿足排料條件，則系統(tǒng)開始排料，首先是砂巖稱開始放料，若砂巖稱放料未完成則繼續(xù)放料，砂巖稱放料結(jié)束后，白云石稱開始放料，依次進行，直到芒硝稱放料完成，系統(tǒng)排料完成，等待下一周期的開始。玻璃配料控制系統(tǒng)主回路圖玻璃配料系統(tǒng)控制回路圖控制回路是由啟動按鈕、接觸器線圈及其常開輔助觸頭熱繼電器的常閉輔助觸頭和熔斷器組成。主要完成玻璃配料系統(tǒng)的預(yù)啟動功能。I/O口分布圖[-[—看善中小一一中s1事B開t置eWttt業(yè)中…d*,作11重14青氣年事d表基5聲重于量靈4重量4t事量twwtht4量6S著[-[—看善中小一一中s1事B開t置eWttt業(yè)中…d*,作11重14青氣年事d表基5聲重于量靈4重量4t事量twwtht4量6S著青tah1耳一星1其6井放HEEF1星無T-(二)擴展模塊圖(重云非放關(guān)相山關(guān)口即量電門重目于電開著聲重土里E作下h*全*全話E!*lR合話膠見霜吉按關(guān)EE通過擴展EM223數(shù)字量模塊來增加輸入/輸出接口的點數(shù)，來補充CPU226點數(shù)的不足。軟件設(shè)計可編程器一般有多種可供選用的編程語言。在國際電工委員會(IEC)制定的工業(yè)編程語言標準(IEC1131-3)中規(guī)定了PLC有五種編程語言：順序功能圖語言(SFC)、梯形圖語言(LAD)語句表語言(STL)、功能塊圖語言(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本語言(ST)。順序功能圖語言位于其他語言之上，用來編制順序控制程序。ST是用結(jié)構(gòu)化的描述文本來描述程序的編程語言，是一種高級編程語言，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，程序梯形圖語言是PLC程序設(shè)計中最常用的編程語言。簡單易懂，易被工程操作人員掌握。梯形圖中的電流不是實際中的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際的繼電器。梯形圖語言是一種圖形語言，它由觸點、線圈和用方框表示的指令組成。觸點是代表邏輯輸入條件，線圈是表示邏輯輸出結(jié)果，指框表示計數(shù)器、定時器等附加指令。梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點可以無限次的使用。梯形圖中的掃描方式為由左到右，由上到下。語句表語言是一種助記符編程語言，由操作數(shù)和操作碼組成，語句表程序由若干條指令組成。語句表語言與梯形圖一一對應(yīng)，在PLC編程軟件下可以互相轉(zhuǎn)換。語句表書寫容易，但不易被掌握，閱讀比較困難，邏輯關(guān)系不容易看出。(3)功能塊圖語言(FBD)功能塊圖是一種和數(shù)字邏輯電路相類似的編程語言。功能塊圖以功能模塊為單位，,容易分析理解控制方案，在規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)中能減少編程調(diào)試時STEP7編程軟件STEP7-Micro/WIN32是西門子公司專門為SIMATICS7-200系列可編程控制器研制開發(fā)的編程軟件。它基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強大，不僅能用于開發(fā)用戶程序，又能調(diào)試監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7-Micro/WIN32的主要功能有：①硬件組態(tài)靈活，參數(shù)設(shè)置快捷簡單，適合初學(xué)者使用。②在脫機情況下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機時，雖然計算機與PLC斷開連接，但此時能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序參數(shù)都只能存放在計算機的磁盤上。③在聯(lián)機情況下可以對計算機建立通信關(guān)系的PLC直接進行各種操作，如上傳、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)。④在編輯程序的過程中能夠進行語法檢查，可以避免一些語法上的錯誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯誤。⑤可以對用戶程序進行文檔管理，加密等處理等。⑥設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運行監(jiān)控等。SMART:是專門為S7-200SMART開發(fā)的編程軟件，能在WindowsXPSP3/Windows7上運行，支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100MB。(3)STEP7V5.5是西門子S7-300,S7-400,ET200編程軟件。(4)STEP7V11TIAPortal是西門子最自從1996年發(fā)布S7-200以來經(jīng)歷了多個版本，現(xiàn)在最新的版本是V4.0SP9和SP8的改進是全面支持Windows7。軟件分為升級版和直接安裝版，不需要授權(quán)，文件273M。Micro/WINV4.0SP9支持：WindowsXPSP332-bit和Windows為了適應(yīng)設(shè)計程序的不同需求，STEP7編程軟件支持三種編程模式：梯形圖、功能塊圖、語句表。梯形圖和功能塊圖編輯器容易輸入并且比較直觀，有復(fù)制、粘貼功能和拖放功能方便用戶使用。語句表使用戶能在程序中最好的使用存儲區(qū)域和時間。它使以增量方式輸入資料成為可能，用戶不僅可以立即按“增量”檢查每一個輸入的正確性又可以先在文本編輯器上使用符號生成整個程序，然后再選用適當(dāng)?shù)姆柋磉M行轉(zhuǎn)換。5.3.3組態(tài)軟件在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個控制項目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，倘若原來的編程人員因工作變動而離去時，則必須同其他人員或新手進行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實際工程問題提供了一種嶄新的方法，因為它能夠很好地解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。組態(tài)(Configuration)為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點：(1)延續(xù)性和可擴充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場(包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu))或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升(2)封裝性(易學(xué)易用),通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)(甚至不需要編程技術(shù)),就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能。(3)通用性，每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備 (PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等)的I/ODriver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。最早開發(fā)的通用組態(tài)軟件是DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件，其特點是具有簡單的人機界面(MMI)、圖庫、繪圖工具箱等基本功能。隨著Windows的廣泛應(yīng)用，Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件成為主流。與DOS環(huán)境下的組態(tài)軟件相比，其最突出的特點是圖形功能有了很大的增強。國外許多優(yōu)秀通用組態(tài)軟件是在英文狀態(tài)下開發(fā)的，它具有應(yīng)用時間長、用戶界面不理想、不支持或不免費支持國內(nèi)普遍使用的硬件設(shè)備、組態(tài)軟件本身費用和組態(tài)軟件培訓(xùn)費用高昂等因素，這些也正是國內(nèi)通用組態(tài)軟件在國內(nèi)不能廣泛應(yīng)用的原因。從總體上講，組態(tài)軟件是由兩大部分構(gòu)成的：1)系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境：是自動化工程設(shè)計工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成工作所必須依賴的工作環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應(yīng)用系統(tǒng)，供系統(tǒng)運行環(huán)境運行時使用。系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境由若干個組態(tài)程序組成，如圖形界面組態(tài)程序、實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)程序等。2)系統(tǒng)運行環(huán)境：在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應(yīng)用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。系統(tǒng)運行環(huán)境由若干個運行程序組成，如圖形界面運行程序、實時數(shù)據(jù)庫運行程序等。組態(tài)軟件支持在線組態(tài)技術(shù)，即在不退出系統(tǒng)運行環(huán)境的情況下可以直接進入組態(tài)環(huán)境并修改組態(tài)，使修改后的組態(tài)直接生效。組態(tài)軟件因為其功能強大，而每個功能相對來說又具有一定的獨立性，因此其組成形式是一個集成軟件平臺，由若干程序組件構(gòu)成。1、應(yīng)用程序管理器應(yīng)用程序管理器是提供應(yīng)用程序的搜索、備份、解壓縮、建立新應(yīng)用等功能的專用管理工具。在自動化工程設(shè)計工程師應(yīng)用組態(tài)軟件進行工程設(shè)計時，經(jīng)常會遇到下面一些煩惱：經(jīng)常要進行組態(tài)數(shù)據(jù)的備份；經(jīng)常需要引用以往成功應(yīng)用項目中的部分組態(tài)2、圖形界面開發(fā)程序是自動化工程設(shè)計工程師為實施其控制方案，在圖形編輯工具的支持下進行圖形系統(tǒng)生成工作所依賴的開發(fā)環(huán)境。通過建立一系列用戶數(shù)據(jù)文件，生成最終的圖形目標應(yīng)3、圖形界面運行程序在系統(tǒng)運行環(huán)境下，圖形目標應(yīng)用系統(tǒng)被圖形界面運行程序裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行。4、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序有的組態(tài)軟件只在圖形開發(fā)環(huán)境中增加了簡單的數(shù)據(jù)管理功能，因而不具備完整的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前比較先進的組態(tài)軟件(如力控等)都有獨立的實時數(shù)據(jù)庫組件，以提高系統(tǒng)的實時性，增強處理能力。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)程序是建立實時數(shù)據(jù)庫的組態(tài)工具，可以定義實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)連接、數(shù)據(jù)類型及相關(guān)的各種參5、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標實時數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)被實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序裝入計算機內(nèi)存并執(zhí)行預(yù)定的各種數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)處理任務(wù)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、檢索、報警的管理都是在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行程序中完成的。是組態(tài)軟件中必不可少的組成部分，用于和I/O設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)，DDE和OPCClient是兩個通用的標準I/O驅(qū)動程序，用來和支持DDE標準和OPC標準的I/O設(shè)備通訊。多數(shù)組態(tài)軟件的DDE驅(qū)動程序被整合在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或圖形系統(tǒng)中，而OPCClient則多數(shù)單獨存在。首先要定義IO設(shè)備組態(tài)，點擊力控下的仿真驅(qū)動，選中SIMULATOR(仿真)然后文件D調(diào)須日中空量-圓10設(shè)查中表世理口需性有具e口15就四申電力設(shè)率中驅(qū)動申單四家動型線查看M設(shè)*生工藝流程圖畫出以后定義數(shù)據(jù)庫組態(tài)： DoMonspr-[DNPCAuto0FrojecnE點幻BPV=共地址0狀擊制量N010010456789白云石科食白云石稱行行行2W都定義好以后可以運行進行程序仿真。總結(jié)臨近畢業(yè)答辯的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾個月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計到現(xiàn)在為止基本完成了。剛開始接觸到這個題目時還感覺手忙腳亂，后來經(jīng)過查閱資料對設(shè)計題目有了一定得了解。剛開始經(jīng)過查閱資料，了解了浮法玻璃的生產(chǎn)工藝和配料系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀。之后根據(jù)工藝流程配料系統(tǒng)進行總體設(shè)計，論文中介紹了配料系統(tǒng)的組成部分：上料系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、排料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)，也介紹了下變頻器MM440。通過對各個組成部分進行設(shè)計和選型完成玻璃配料系統(tǒng)的總體設(shè)計。最后通過STEP7軟件進行軟件編程，通過學(xué)習(xí)組態(tài)軟件以實現(xiàn)控制玻璃配料系統(tǒng)的自動控制。在設(shè)計過程中學(xué)習(xí)了許多東西，這次設(shè)計把以前學(xué)的理論知識和現(xiàn)實工程很好的結(jié)合在一起，不僅對學(xué)習(xí)的知識有了更深的理解，也增加了自己的動手能力，收獲很大。相信會對以后的工作有很大的幫助。參考文獻1.黃釘勁，李衛(wèi).電石生產(chǎn)的自動稱重配料系統(tǒng).工業(yè)儀表與自動2.薛之光.玻璃生產(chǎn)線精密配料控制技術(shù)的研究：[碩士學(xué)位論文].西安：西安交通大學(xué)，2002.5.Harold,Dave.NewchallengeII),ConcreteProducer,2006,7;53-57.6.張平安.用科學(xué)發(fā)展觀分析中國浮法玻璃工業(yè)現(xiàn)狀.ArchitecturalandIndustrialGlass,2005,6;2-12.7.繼春明.自動化控制技術(shù)在玻璃工業(yè)中的現(xiàn)狀及發(fā)展方向.玻璃，2006,1;18-21.8.Santos,J.Jay.Direct-digital-controlprocurementoptiConditioningEngineering,2003,7;16-19.9.汪吉鵬.工業(yè)控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向.濰坊學(xué)院學(xué)報，2002,2;47-52.11.湯媛.PLC、DCS與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的關(guān)系.石油化工建設(shè)，2005,4;58-60.12.RudolfTract.NewConceptsinInternationalSymposiumonInstrumentationScien13.解小平.關(guān)于中國浮法玻璃技術(shù)發(fā)展的思考.建筑玻璃與工業(yè)玻璃，2005,1;4-6.15.王美勝.稱重傳感器的選用.儀器儀表標準化與計量，2003,1;26.16.張嵩智.PC-PLC配料系統(tǒng).北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士論文],2003;12-28.17.馬曉平.壓力傳感器及其應(yīng)用.電子天府，2001(2);78-85.18.《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計手冊》編委會編-北京：冶金工業(yè)出版社，1996.1(2012.7重19.周亞軍編電氣控制與PLC原理及應(yīng)用西安電子科技大學(xué)出版社2008.20.梁強編西門子PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用中國電力出版社2011.21.陳立定吳玉香蘇開才編程控制器.22.張培志編，電氣控制欲可編程控制器，-北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2007.9.附錄A:程序 電子稱啟動Q3.3電源指示電子稱啟動窯頭皮帶變蘋：12窯頭皮帶變蘋：1.6窯頭皮帶變~:Q0.0 窯頭倉啟動富14.4窯頭倉停止晶：14.5窯 原熔皮帶變芋：1.4原熔皮帶變芋：2.0原熔皮帶變~:Q0.2 符號傳輸皮帶變頻器白動按鈕傳輸皮帶變頻器啟停傳輸皮帶變頻器停止按鈕電子稱放料電子稱放料 )皮帶_打滑 網(wǎng)絡(luò)2 白云石料倉進料指示白云石料倉上限開關(guān)白云石料倉下限開關(guān) 芒硝料倉下蚤133芒硝料倉上蠡：126芒硝料倉進~Q1.0網(wǎng)紹注釋 符號白云石料倉放料白云石料倉下限開關(guān)白云石料倉限重開關(guān) 區(qū)絡(luò)注釋砂巖稱放料備134)白云石稱放料白云石料倉限重開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)注釋 網(wǎng)絡(luò)注釋 網(wǎng)紹注釋 N_白云石料倉進料指示 )純誠料倉放~01.4芒硝料倉放~Q1.5 白云石料倉放料3030-PT符號地址注釋加水Q3.4 本論文是在李子劍老師的指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計的進行中，李子劍老師對我的課題進