湖南工业职业技术学院
Hunan Industry Polytechnic
题目基于PLC的自动浇灌系统设计
系名称电气工程系
专业及班级机电S2012-1班
学生姓名高庆
学号44
指导教师李力何大刚
摘要
随着数字化的快速发展，越来越多的数字化和信息化手段应用到了各个领域之中。传统的浇灌方式灌水量多、耗水量大，不能适时适量的浇灌，造成了水资源的极大浪费，与我国建设节约型社会的发展战略极不协调。传统浇灌设备大多采用继电器控制，调试与维护苦难，灵敏度不够高，不能实现根据外界环境变化控制浇灌。可编程控制器（PLC）具有提高可靠性、增加灵活性和适用于各种环境条件下运行等优点，并且在系统硬件组成不变的情况下，可以通过更改软件设置来适用多种运行方式的需要、是传统继电器控制的理想替代品。
本课题以PLC为核心，外围由温度、湿度传感器及必要输入输出设备电路、水泵等组成。通过相应的传感器获取外界环境参数，经过一定的逻辑运算后控制水泵的启动或者停止来进行自动的浇灌。为防止水泵过于频繁的启停，应在控制逻辑决策时加入一定的简单控制策略。本系统能够在自动模式与手动模式之间进行自由切换。该系统能够提高灌溉效率，达到节能节水的目的，同时，能减轻浇灌人员的劳动负担，将科学的浇灌经验固化在控制器中，降低了对种植经验的要求，有利于提高生产效率。
关键词：PLC，温度、湿度传感器，水泵。
目录
第1章绪论 (5)
1.1 课题背景及目的 (5)
1.2 课题研究现状 (5)
1.2.1 国外研究现状 (5)
1.2.2 国内发展现状 (6)
1.3 目的和意义 (6)
1.3.1 研究目的 (6)
1.3.2 研究意义 (7)
第2章系统器件选择设计 (8)
2.1 PLC的选型 (8)
2.1.1PLC机型的选择 (8)
2.1.2PLC容量的选择 (8)
2.2电动机启动方式 (9)
2.2.1电动机启动方式的选择 (9)
2.1.2电动机电气控制电路 (10)
2.2.3电动机的PLC控制程序编写 (10)
2.3温度、湿度传感器的选型 (11)
2.3.1温度传感器的选择 (11)
2.3.2湿度传感器的选择 (13)
2.4模块的选择 (15)
2.4.1模块的认识 (15)
2.4.2 EM235配置 (17)
2.5系统所需电源的选择 (18)
第3章系统的软件设计 (19)
3.1常用PLC程序的设计方法 (19)
3.2温度监控程序的设计 (19)
3.3湿度监控程序设计 (22)
结论 (26)
参考文献 (27)
基于PLC的自动浇灌系统设计
第1章绪论
1.1 课题背景及目的
我国水资源短缺，利用率低，水浪费严重，供需矛盾突出。传统灌溉设备单一，灌溉难度大，费时费力，严重制约我国社会经济的发展。因此需要合理灌溉，发展自动灌溉系统。发展自动灌溉系统对于缓解水资源紧缺矛盾、节约劳动力，扩大灌溉面积、实现“两个转变”、可持续发展战略、提高农业综合生产能力具有十分重要的意义。合理的灌溉是农作物正常生长发育并获得高产的重要保证，可取得良好的生理效应和生态效应，增产效果显著。国外一些喷灌系统设备结构复杂、成本较高，其安装和维护过程都很复杂，不适合在我国使用。我国制造的喷灌设备成本相对低廉，但是由于绝大多数采用的是普通继电器控制系统，调试与维护困难，灵敏度不够高，不能实现定时定量喷灌，其产品市场占有率很低。PLC具有体积小、功能强、编程简单、可靠性高和组装灵活等优点，广泛应用于国防、电力和通讯等领域，但在农业领域很少应用。可编程控制器(PLC)应用在节水灌溉控制工程设计中能够简化硬件结构，具有提高可靠性、增加灵活性和适用于各种环境条件下运行等优点，并且在系统硬件组成不变的情况下，通过更改软件设置来适应多种运行方式的需要，是传统继电器控制的理想替代品，尤其在农田水利系统的小型泵站中可实现无人值或半无人值守，具有广阔的应用前景和使用价值。
1.2 课题研究现状
1.2.1 国外研究现状
目前世界上灌溉技术比较先进的国家主要是西欧的荷兰、法国、英国、意大利、西班牙，美国，中东的以色列，亚洲的日本等。这些国家自动灌溉的研究起步早，发展快，综合环境技术水平高。一些技术先进的国家在自动灌溉控制发展的基础上，更不断研究各种最新的灌溉控制技术及不同作物的不同营养液配方及营养液自动混合技术，并及一步发展成灌溉专家系统。同时不断的把先进的控制技术应用于灌溉系统中。世界上灌溉技术的发展最具有代表性的国家首推以色列。以色列拥有像耐特费姆、普拉斯托、美滋一雷鸥等多家世界著名灌溉公司。并已经出现了在家罩利用电脑对灌溉过程进行全部控制(无线、有线)的农场主。以色列开发出多个系列的农业自动灌溉的配套阀门，如电动和水动遥控电磁阀、
减压阀、调压阀、安全或止回阀、逆止阀和流量控制阀等。
1.2.2 国内发展现状
目前我国现代自动灌溉技术的发展主要是在引进、消化技术的基础上，从无到有，逐步被人们认识和接受。1985年福建省龙溪地区引进安装了当时达世界先进水平的美国整套微喷灌设备，大大促进了我国微喷灌技术和设备的发展。到1991年，我国微灌使用面积已有2万多公顷，过去的20多年里，在设备研制和经验积累等方面都为我国微灌的进一步发展打下了一定的基础。最近几年，由于国家的重视和实际的需要，各地大力发展节水灌溉，微灌在我国进入了快速增长阶段。尽管设旎栽培灌溉技术近十几年来在我国得到了较快的发展，但是综合环境控制水平还很低，自动灌溉及施肥控制技术的发展目前还只限于引进吸收阶段。目前，我国的自动灌溉系统相对于先进国家所存在的差距是：
1.还不能实现营养液自动混合控制。营养液混合还停留在使用施肥器完成液体肥和水的混合，然后通过管网送到作物周围的阶段。
2.自动灌溉控制系统，除个别引进国外成套设备以外，国内还没有成型的产品，生产中使用的基本上还是人工操作阀门的设备。
3.灌溉停留在单个因子的调节上，不能实现与其他环境因子的综合控制。
4.不能实现灌溉专家系统。灌溉控制主要还是依照人的经验去进行，离技术先进的国家还有差距。总之，在现代灌溉的开发与技术方面，我国还落后于国外先进国家，根据我国现代灌溉的现状，需要解决的关键技术问题还很多，尤其是自动控制系统。这些技术在我国还处于研究和待开发阶段，不能满足灌溉的需要。
1.3 目的和意义
1.3.1 研究目的
农业是人类社会最古老的行业，是各行各业的基础，也是人类赖以生存的最重要的行业。农业的根本出路在科技，在教育。由传统农业向现代化农业转变，由粗放经营向集约经营转变，必须要求农业科技有一个大的发展，进行一次新的农业技术革命。农业与工业、交通等行业相比仍然比较落后，农业灌溉技术尤其落后。灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。传统的灌溉模式自动化程度极低，基本上属粗放的人工操作，即便对于给定的量，在操作中也无法进行有效的控制，为了提高灌溉效率，缩短劳动
时间和节约水资源，必须发展节自动溉控制技术。
1.3.2 研究意义
现代智能型控制器是进行灌溉系统田间管理的有效手段和工具，它可提高操作准确性，有利于灌溉过程的科学管理，降低对操作者本身素质的要求。除了能大大减少劳动量，更重要的是它能准确、定时、定量、高效地给作物自动补充水分，以提高产量、质量，节水、节能。
第2章系统器件选择设计
2.1 PLC的选型
2.1.1PLC机型的选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性价比。选择时应主要考虑以下几点。
1）合理的结构形式：PLC主要有整体式和模块式两种结构形式。
整体式PLC的每个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能拓展灵活方便，当I/O点数不足时，只需要加入I/O拓展模块就可以了，现已开发了许多实用的模块，在模块的选择上有很大的余地，而且模块的维修方便简单，厂家提供维修服务。此类形式常用于较复杂的控制系统。
2）安装方式的选择：PLC的安装方式分为集中式，远程I/O式以及多台联
网分布式。
集中式安装不需要装配驱动远程I/O的硬件结构，系统反应能力强，安装成本低；远程I/O式适用于大型系统的安装，系统的部件装置可以分布在很广的范围内，可以在现场安装控制装置，这样可以得到一个连接短的系统，但需要额外的装设驱动器和远程I/O电源；多台联网分布式被应用于多台设备技能分别独立控制，又得把他们互相联系起来的系统中，在此方式下必须用到通讯模块来连接各部分的设备。
3）功能要求：一般小型的PLC都能实现运算、定时、计数等功能，对于只需要开关控制的设备都可以满足。对于以开关量为主，带少量模拟量控制的系统可选用中高档PLC。中高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
2.1.2PLC容量的选择
PLC容量的选择包括I/O点数和用户存储容量选择两方面。
1）根据对控制设备的分析，有被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%~15%的余量来确定所需的I/O点数，另外注意，一般同时接通的输入点数不得超过总输入点的
60%。PLC的输出点可以分共点式、分组式和隔离式几种接法。
2）存储容量的选择：存储容量的计算我们不可能做到精确，粗略计算时就要留很大的余量。在只有开关量控制的系统中，可以用输入量总点数*10字/点+输出量的总点数*5字/点来估算；计数器/定时器（3~5）字/个来粗略估算；需要进行运算处理时按（5~10）字/量来粗略估算：在有模拟量控制的系统中，可以按每个接口200字以上的数量估算。最后，一般在经过以上估算后容量的基础上再加50%~100%的余量。
本设计采用德国西门子S7-200PLC。S7-200PLC是一种小型的可编程控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。S7-200系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。本系统选用S7-200 CPU224，S7-200 CPU 224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
2.2电动机启动方式
2.2.1电动机启动方式的选择
为了使水泵启动时对电网的冲击小，因此选用Y-Δ起动的方式启动水泵，对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（Y-Δ起动）。采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。如果直接起动时的起动电流以6～7Ie 计，则在星三角起动时，起动电流才2～2.3 倍。这就是说采用星三角起动时，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。
2.1.2电动机电气控制电路
图2.1电动机电气控制电路2.2.3电动机的PLC控制程序编写
I/O地址分配
图2.2 I/O地址分配
程序图
图2.3 星-三角降压启动程序图
2.3温度、湿度传感器的选型
2.3.1温度传感器的选择
DS18B20原理与特性：本系统采用了DS18B20单总线可编程温度传感器,来实现对温度的采集和转换，大大简化了电路的复杂度，以及算法的要求。首先来介绍一下DS18B20这块传感器的特性及其功能： DSl8B20的管脚及特点DS18B20可编程温度传感器有3个管脚。内部结构主要由四部分组成：64位只读内部存储器、温度传感器、温度上/下限报警触发器TH和TL、暂存器。DS18B20的外形及管脚排列如图2.4所示
图2.4 DS18B20的外形及管脚排列图
图2.5 DS18B20内部功能模块
GND为电源接地线，DQ为数据信号输入/输出端，通过一个较弱的上拉电阻与PLC相连。VDD为外接供电电源输入端，范围3．O～5.5 V。DS18B20内部功能模块如2.5图所示。
DS18B20的工作原理：DS18B20的测温原理与DS1820相同，只是因分辨率不同得到的温度值的位数DS18B20 为9位～12位，而DS1820为9位，且温度转换时的延时时间变为750mS,DS18B20的测温原理图如图2.6所示。虽然现在高精度芯片的采用,但由于技术问题在实际情况上比较难实现,而实际精度不能达到很高的数值，不过温度寄存器中的数值基本可确定为所测温度。
斜率累加器的作用就是为了减少这一误差，它能够补偿和修正测温过程中的误差，修正计数器1的预置值。图中低温度系数振荡器的晶振振荡频率受温度影响很小，固其能够产生固定频率的脉冲信号，用于计数器1的输入。而高温度系
数振荡器的晶振振荡频率随温度变化有着明显的改变，所产生的脉冲信号用于计数器2的输入。预置计数器1和温度寄存器的一个基数值，为在－55℃所对应时。低温度系数振荡器晶振产生的脉冲信号经过计数器1的减法计数，当减到0时，温度寄存器中的数据值将
加1，重新装入计数器1的预置，低温度系数晶振产生的脉冲信号在经过计数器1的减法计数，循环执行，直到计数器2内的数据减到0时，停止温度寄存器内值的累加，此时温度寄存器内的数值就是现场所测得温度。
DS18B20的寄存器结构的配置，低五位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式或测试模式。在其出厂时改为被设置为，用户不要改动。R1和R0用来设置分辨率。
图2.6 DS18B20的测温原理框图
2.3.2湿度传感器的选择
湿度的测量有很多种方法，湿度传感器的工作原理是其内置的物质从周围环境中吸收水分后引起的物质形态结构的变化，将这种变化以某种等价方式获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。最常用的有电容式、电阻式和湿涨式湿敏元件，分别是根据其内置物质吸湿后的介电常数、电阻率和体积的变化而测量得到湿度的。下面介绍HS1100（顶端接触）/HS1101（侧面接触）湿度传感器的特性及其应用。
1. 主要特性
（1）不需校准的完全互换性；（2）可靠性高和长期稳定性；（3）响应时间快速；（4）使用方便体积小；（5）能够适用于线性电压和频率两种输出电路；（6）适宜于流水线自动插件的制造和自动装配过程等。
相对湿度的范围是0~100%RH，电容量的变化为16pF变到200pF，其误差为±2.5%RH、反应时间小于5S、温度系数为0.04pF/℃，可见其有较高的精度。
2. 工作原理
HS1100/HS1101电容传感器，在电路图中就是一个电容器件，这个电容有着其自身特点：随着空气中湿度的改变其电容量也就改变，如何把电容的变化量等价的转换为能够被计算机识别的信号，常用的方法是将该湿敏电容连接在555振荡电路中，555振荡电路的连接如图所示，其可以把电容值的变化量转为易于被计算机识别的与之成反比的电压频率信号。HS1100/HS1101湿度传感器在不同的相对湿度中其电容值是不同的，而电容值得改变使电路输出的频率也发生相应的改变，HS1100/HS1101的容值随着相对湿度的增大而增大，而输出频率与之成反比，因此输出频率的变化是随着相对湿度值的变大而变小，即频率降低。图2.7给出了输出频率的典型值。
图2.7典型频率值（参考点：25℃，相对湿度：50%，输出频率：6728KHZ)
图2.8给出了HS1101典型频率输出的555测量振荡电路，集成定时器555未接电阻R4、R2与湿敏电容C，构成对C的充电回路并将引脚2、6端相连引入到片内比较器，便成为一个典型的多谐振荡器，即方波发生器。另外，R3是防止输出短路的保护电阻，R1用于平衡温度系数。
图2.8 HS1101典型555应用电路
2.4模块的选择
2.4.1模块的认识
每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始，精度为12位；模拟量值为0-32000的数值。输入格式：AIW[起始字节地址] 如AIW0输出格式：AQW[起始字节地址] AQW0 每个模拟量输入模块，按模块的先后顺序地址为固定的，顺序向后排。例：：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。
每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0(EM235只有一个模拟量输出)，第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。
模拟量输入模块可以通过拨码开关设置为不同的测量方式（电流电压）。模块开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围；而且开关设置只有在重新上电后才能生效。只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。
EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。EM235模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。
注意：为避免共模电压，须将M端与所有信号负端连接，未连接传感器的通道要短接。当模拟量输入PLC接收到一个变动很大的不稳定的值时，原因之一：你可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源，两个电源没有彼此连接，所以由此产生了一个很高的上下振动
的共模电压，影响模拟量输入值。原因之二：可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好。所以解决方法：1.连接传感器输入的负端与模块上的公共M 端以补偿此种波动。（注意：事前要确定这是两个电源间的唯一连接。如果另外一个连接已经存在了，当再添加公共连接时可能会产生一个多余的补偿电流。）
当出现模拟量输入PLC接收到信号变化很慢，这可能是你使用了滤波器，可以通过降低滤波采样数，或取消模拟量滤波方式解决。
EM235不是用于与热电阻连接测量温度的模块，勉强使用容易带来故障。模拟量输入模块使用前应进行输入校准。其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。其步骤如下：
A、切断模块电源，选择需要的输入范围。
B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。
C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。
D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。
E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。
F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。
G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。
H、必要时，重复偏置和增益校准过程。
假设模拟量的标准电信号是A0—Am（如：4—20mA），A/D转换后数值为D0—Dm （如：6400—32000），设模拟量的标准电信号是A，A/D转换后的相应数值为D，由于是线性关系，函数关系A＝f（D）可以表示为数学方程：
A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。
根据该方程式，可以方便地根据D值计算出A值。将该方程式逆变换，得出函数关系D＝f（A）可以表示为数学方程：
D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。
具体举一个实例，以S7-200和4—20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：
A＝（D－6400）×（20－4）／（32000－6400）＋4
假设该模拟量与AIW0对应，则当AIW0的值为12800时，相应的模拟电信号是6400×16／25600＋4＝8mA。又如，某温度传感器，－10—60℃与4—20mA相对应，以T 表示温度值，AIW0为PLC模拟量采样值，则根据上式直接代入得出：T=70×（AIW0－6400）
／25600－10可以用T 直接显示温度值。
本设计需要测量温度、湿度两路模拟量信号，EM235为三路模拟量输入、一路模拟量输出，EM235模块能够满足系统的要求。
2.4.2 EM235配置
图2.9 EM235的常用技术参数
如图2.10 EM235模块如何用DIP开关设置
EM235模块如何用DIP开关设置如图2.10所示。开关1～6可选择模拟量的单/双极性、
增益、衰减性和输入范围。DIP开关SW6决定模拟量输入的单双极性，当SW6为ON时为单极性输入，SW6为OFF为双极性输入。SW4和SW5决定其增益的选择，SW1,SW2,SW3共同决定了其衰减性的选择，表中，ON为接通，OFF为断开。
2.5系统所需电源的选择
选好电源是PLC能稳定可靠工作的前提，电源看似简单，但针对不同的系统要求，电源的选择却不能很随意。如果随便选个电源，那么很可能会造成系统供电崩溃的后果，由于没有选择PLC匹配的供电电源而导致出现各种各样的问题。
本系统选用西门子S7-200PLC，其输入电压为200V AC，输出电压为24V DC。PLC内部的电源可分为：内部——开关稳压电源，供内部电路使用，大多数机型还可以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器供电。西门子PLC有多种24V DC电源模块可用于S7-200PLC和传感器。而本系统选用交流电动机驱动水泵，因此系统应有一个380V 的三相交流电源。
第3章系统的软件设计
3.1常用PLC程序的设计方法
PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、电路转换梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
1.经验设计法：即根据前人总结的典型控制电路程序，再按照设计中被对象的具体要求，把典型程序进行从新组合，而且需要反复调试和修改，得到现在系统所需要的梯形图，有时仅仅这些还不能满足要求，还需要增加中间环节，才能得出符合要求的系统。这种方法没有一定的规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，故称为经验设计法。
2.继电器控制电路转换为梯形图法：用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。
3.顺序控制设计法：根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。此法的关键是画出功能流程图。
4. 逻辑设计法：通过中间量把输入和输出联系起来。实际上就找到输出和输入的关系，完成设计任务。
本次设计采用的就是经验设计法。
3.2温度监控程序的设计
本设计是对温度的处理，需要用到传感器采取电信号，经过模拟输入模块的转换为数字量送入PLC，假设物理量为A5，范围为A0—Am，实时物理量为X，标准电信号为B0—Bm，实时电信号为Y，A/D转换数值为C0—Cm，实时数值为Z，由于是线性关系，可以得到方程式
Y= (Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0
经过A/D转换后数值的方程式可表示为
Z=（Cm-C0）*(X-A0)/(Am-A0)+C0
有此式就可以得出逆变换的方程式
X= (Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0
在本设计中温度传感器的测量范围为0～100℃，标准电信号为4～20mA，输入信号的数字量为6400～32000。温度的设定值为25℃，其对应的数字量由转换公式可得到为9600。
南昌航空大学课程设计 题目: 基于PLC的自动配料系统 专业: 自动化 班级:110441班 学号: 姓名: 指导老师:
摘要 自动配料系统是集输送、计量、配料、定量等功能于一体的动态计量系统,在建材、化工、冶金、矿山、电力、食品、饲料加工等行业中得到广泛应用。随着科学技术的发展，工业化程度的提高，常需要对自动配料系统中输送的流量进行调节、控制达到准确的配比。 本论文主要针对自动配料系统恒流量控制达到配比的控制要求，设计一套基于PLC的自动配料系统，并使用触摸屏开发运行管理界面。自动配料系统由可编程控制器（PLC）、变频器、皮带驱动电动机、称重传感器等构成。系统包含三台皮带驱动电动机，它们根据需要依次顺序启动。采用变频器实现对三相电动机的变频调速。称重传感器对物料进行称重并实时计量，PLC计算出实时流量及累计流量，比较设定值与实际流量的偏差经PID调节改变输出信号以控制变频器对皮带驱动电动机的速度调节，从而实现恒流量控制，并对系统进行监控。 关键词：自动配料，变频调速，PID调节，PLC
目录 摘要.................................................................. I 第一章绪论.. (1) 1.1 课题背景及意义 (1) 1.2 自动配料系统 (1) 1.2.1 电子皮带秤 (1) 1.2.2 可编程控制器（PLC） (2) 1.2.3 变频器 (3) 1.3 本课题主要研究内容 (3) 第二章自动配料系统理论分析及方案确定 (5) 2.1 自动配料系统理论分析 (5) 2.1.1 电子皮带秤称重原理 (5) 2.1.2 流量控制原理 (6) 2.2 自动配料系统控制方案的确定 (8) 2.2.1 自动配料系统控制方案的确定 (8) 2.2.2 自动配料系统的组成及控制原理 (8) 第三章自动配料系统的硬件设计 (11) 3.1 系统主要配置的选型 (11) 3.1.1 皮带驱动电动机的选型 (11) 3.1.2 PLC及其扩展模块的选型 (11) 3.1.3 变频器的选型 (13) 3.1.4 称重传感器的选型 (15) 3.1.5 其他设备选型 (16) 3.2 系统主电路分析及设计 (17) 3.3 系统控制电路分析及设计 (19) 3.3.1 可编程控制器（PLC）的I/O端子分配 (19) 3.3.2 系统控制电路设计 (20) 第四章自动配料系统的软件设计 (23) 4.1 控制系统主程序设计 (23) 4.2 控制系统子程序设计 (27) 第五章组态软件监控 (30) 5.1 组态软件简介 (30) 5.1.1 组态软件的功能 (30) 5.1.2 组态软件的特点 (31) 5.2 人机界面设计 (32) 结束语 (33) 参考文献 (34)
本科机械毕业设计论文CAD图纸QQ 401339828 毕业设计(论文) 自动外圆磨床自动上料系统设计
摘要 自动送料机构是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。自动送料机构的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的自动送料机构是由P LC 输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制自动送料机构横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给P LC 主机；位置信号由接近开关反馈给P LC 主机，通过交流电机的正反转来控制自动送料机构手爪的张合，从而实现自动送料机构精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运自动送料机构可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。 关键词：自动送料机构, 交流电机，PLC，流程，参数
Abstract Manipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric have AC motor, inverter, sensor, and other electronic device components. The device covers a programmable control technology, position control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving horizontal, the vertical axis transducer, control manipulator axis horizontal and vertical positioning precision,micro-switches position signal transmission will host PLC; location close to the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be up in space objects, movements flexible, diverse, can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations, According to the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters. Key Words:Manipulator, AC motor, PLC, signal, relevant parameters
标准实用 文案大全自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料 的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量 采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动 计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计 量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T水计量罐1台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过
毕业设计（论文）任务书 专业电气自动化 一、课题名称：基于PLC的自动配料系统设计 二、主要技术指标：系统配料精度：±1%，首尾滚筒距： 2~6m，常用带速： 0.01-0.05m/s 物料密度0.75~2.0t/h，灵敏度：2mv/v 准确度等级：c3级综合误差：±0.02%最大 称量最大安全负荷： 150%最大称量极限过负荷：200%最大称量，称重传感器输入信 号范围 0~30mv，速度传感器输入信号范围： 0~20Hz， RS485串行通讯接口。 4、操作界面要求显示每种物料的下料设定值、实际下料值；通过界面上设置的启动、停车 按钮实现整个系统的开停。 [2]章皓，王先忧，应力刚.可编程控制器在配料自动控制系统中的应用[J].机电工程 [3]秦益霖，MPS课程项目 [4]段梅，李新，PLC在混料控料系统的应用[J]。1997，23（10）：30—32，41 [5]张本举，自动配料系统的设计，中国铝业中州分公司计控室，2000年 学生（签名）2010 年 5 月7 日 指导教师（签名）2010 年5 月10 日 教研室主任（签名）2010 年5 月10 日
系主任（签名）2010 年 5 月12 日
毕业设计（论文）开题报告
基于PLC的自动配料系统设计目录 摘要 Abstract 第1章课题来源背景 (1) 1.1.1 课题来源……………………………………………………………………1.1.2 研究的目的和意义…………………………………………………………1.2 设计任务与总体方案的确定………………………………………………. 1.2.1 设计任务……………………………………………………………………… 1.2.2 总体设计方案的确定……………………………………………………… 第2章PLC概述 (1) 2.1 PLC的发展历史................................................. (3) 2.2 PLC的硬件和软件 (4) 2.3 PLC的通讯联网…………………………………………………………… 2.4 PLC的注意事项.....................................................................第3章配料系统简介. (5) 3.1 自动配料系统的特点及优点 (6) 3.2 自动配料系统的组成 (8) 3.3 配料技术的最新进展 (11) 第4章自动配料系统设计 (14) 4.1 称重方式选择 (14) 4.2 给料方式选择…………………………………………..……….. ………….1 5. 4.3 生产线结构 (16) 4.4 配料系统的组成……………….………………………..…………………... 4.5 输送装置的设计………………………………..…………………………….. 4.6 计量系统的设计........................................................................ 第5章控制系统的硬件设计. (19) 5.1 PLC的选配 (19) 5.2 S7—200的特征 (20) 5.3 S7—200的主要组成部件 (23) 第6章系统的软硬件设计 (30) 第7章系统的监控组态 (43) 第8章结束语 (58) 参考文献
编号: 毕业论文(设计) 题目基于PLC的自动送料装车系统设计 指导教师 学生姓名 学号 专业机械设计制造及其自动化 教学单位 二O 一二年五月一日
德州学院毕业论文（设计）开题报告书 2011年12月12日院（系）机电工程系专业机械设计制造及其自动化 姓名学号 论文（设计）题目基于PLC的自动送料装车系统设计 一、选题目的和意义 P LC是一种以微处理器为基础的新型工业控制装置，它集计算机技术、自动控制技术、通信技术于一体，具有结构简单，性能优越，可靠性高，使用、维修方便等特点。因此PLC 已广泛应用于电力、机械制造、化工、汽车、钢铁、建筑、水泥、石油、采矿、纺织、造纸、环保、种植、广告及娱乐等各行各业。应用PLC已成为一个世界潮流，学好、用好PLC已显得越来越重要。由于PLC所具有的优点及其它控制设备无法比拟的性价比，因此PLC拥有十分广阔的发展前景和市场 在设计该PLC送料装车系统时，可以将以前学过的基础课程知识融汇到本次设计当中，可以更加深入地了解了更多的PLC知识。 二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高。作为工业自动化控制系统的PLC，是综合了继电器、接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计、制造和发展的，从而使PLC具有许多其他控制器所无法相比的优点。因此PLC已广泛应用于电力、机械制造、化工、汽车、钢铁、建筑、水泥、石油、采矿、纺织、造纸、环保、种植、广告及娱乐等各行各业。随着PLC技术的推广和应用，其成本也在不断下降，PLC的应用领域越来越广泛，几乎可以说，只要有控制系统存在的地方就需要PLC。本自动送料装车系统就采用目前比较流行的PLC编程控制，因此适应能力比较强。自动送料装置一般都是在条件比较恶劣的环境下运行，对装置的要求比较高，传统的装置都是用继电器等一些器件组成，这些装置不仅线路复杂，而且在恶劣的环境下稳定性很差，线路很容易出现故障，致使生产效率大大降低，而此次运用PLC编程控制，不但解决了系统的稳定问题，而且还可以节省装料时间，提高生产效率。
航空大学课程设计 题目: 基于PLC的自动配料系统专业: 自动化 班级:110441班 学号: 姓名: 指导老师:
摘要 自动配料系统是集输送、计量、配料、定量等功能于一体的动态计量系统,在建材、化工、冶金、矿山、电力、食品、饲料加工等行业中得到广泛应用。随着科学技术的发展，工业化程度的提高，常需要对自动配料系统中输送的流量进行调节、控制达到准确的配比。 本论文主要针对自动配料系统恒流量控制达到配比的控制要求，设计一套基于PLC的自动配料系统，并使用触摸屏开发运行管理界面。自动配料系统由可编程控制器（PLC）、变频器、皮带驱动电动机、称重传感器等构成。系统包含三台皮带驱动电动机，它们根据需要依次顺序启动。采用变频器实现对三相电动机的变频调速。称重传感器对物料进行称重并实时计量，PLC计算出实时流量及累计流量，比较设定值与实际流量的偏差经PID调节改变输出信号以控制变频器对皮带驱动电动机的速度调节，从而实现恒流量控制，并对系统进行监控。 关键词：自动配料，变频调速，PID调节，PLC
目录 摘要 ....................................................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................................................ I I 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景及意义 (1) 1.2 自动配料系统 (1) 1.2.1 电子皮带秤 (1) 1.2.2 可编程控制器（PLC） (2) 1.2.3 变频器 (3) 1.3 本课题主要研究容 (3) 第二章自动配料系统理论分析及方案确定 (5) 2.1 自动配料系统理论分析 (5) 2.1.1 电子皮带秤称重原理 (5) 2.1.2 流量控制原理 (6) 2.2 自动配料系统控制方案的确定 (8) 2.2.1 自动配料系统控制方案的确定 (8) 2.2.2 自动配料系统的组成及控制原理 (8) 第三章自动配料系统的硬件设计 (11) 3.1 系统主要配置的选型 (11) 3.1.1 皮带驱动电动机的选型 (11) 3.1.2 PLC及其扩展模块的选型 (11) 3.1.3 变频器的选型 (13)
自动送料装车系统控制设计 摘要送料装车控制系统在冶金、采矿运输、和生产制造等许多领域中都得到了普遍的应用，它通过自动输送设备实现物料的传输、接收、装运、处理、装配和存储的自动化，把工厂的各个生产部门、各个储存点联系起来。送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣，设备所处环境一般粉尘较大、操作分散，所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求比较高。用可编程控制器（PLC）控制的自动送料装车动作稳定，具备连续可靠的工作的能力。本文以日本三菱FX2N系列PLC为主控制器控制运料小车的自动往返顺序的控制，实现了送料车的装料、送料、卸料的功能。次系统主要是由基本设备、运料存储装置和控制系统三大部分组成，重点研究自动化生产线的控制。 关键词自动送料装车，PLC，控制系统 ABSTRACT Key Words:
1绪论 1.1自动送料装车控制的发展 送料装车设备广泛地应用于建材、冶金、煤炭、电力、化工、轻工等工业生产部门。老式送料装车设备因为没有计量而存在多装、少装的问题。特别是在运输的过程中，不允许车辆超载，多装了，得卸掉，少装了，得进行二次装车，使得装车工作进行非常缓慢。 随着当今社会科学技术的发展，各类物料输送的生产线对自动化程度的要求越来越高，原有的生产送装料设备已经远远的不能满足当前高度自动化的需要。由于控制系统的不断发展和革新，使得生产线的运输控制也将得到不断的改善和生产效率的不断提高，送料装车的控制经历了以下几个阶段： 1.手动控制：在20世纪60年代末70年代初期，便有一些工业生产采用PLC来实现送料装车的控制，但是限于当时的技术还不够成熟，只能采用手动的控制方式来控制机器设备，而且早期送料装车控制系统多为继电器和接触器所组成的复杂控制系统，这种系统存在设计周期长、体积大、成本高等缺陷，几乎无数据处理和通信功能，必须要有专人负责操作。 2.自动控制：在20世纪80年代，由于计算机的价格普遍下降，这时的大型工控企业将PLC充分的与计算机相结合，通过机器人技术，自动化设备终于实现了PLC在送料装车控制系统中自动控制方面的应用。 3.全自动控制：现阶段，由于PLC技术向高性能、高速度、大
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。我们为各个装料生产领域所生产的可编程控制器装料系统。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。 关键词:plc；可编程控制器；自动装料
With advances in science and technology, requirement is higher and higher degree of automation, the original production feeding device far cannot satisfy the needs of the highly automated.Reduce labor intensity and ensure the security and reliability of production, reduce production costs, reduce environmental pollution, improve product quality and economic benefit is the enterprise to generate major issues to be faced with.We produced to each loading production area of programmable controller charging system.It integrated automatic control technology, measurement technology, new sensor technology, computer management technology in the integration of mechanical and electrical integration products;Make full use of computer technology to the production process for centralized monitoring, control, management and decentralized control;Fully absorbed the advantages of distributed control system and centralized control system, standardized, modular, systematic design, flexible configuration,easy configuration. Key words PLC Programmable controller Automatic charging
PLC自动配料系统设计 摘要 PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。配料工人收到每天的生产作业表后, 将依次对每种原料进行称重?根据配料的多少, 先计算每种成分的重量,然后在各种成分的料桶中取料,传送到电子称上进行称重,最后进行包装。 关键词通信传送配料包装
PLC automatic batching system design Abstract there are many kinds of PLC definition. The international electrotechnical commission (IEC) is defined as of PLC programmable controller is a kind of digital computing operations, specially designed for the electronic system in industrial environment application and design. It USES programmable CunZhuQi, used in its internal storage to perform the logic operation, sequence control, timing, counting and arithmetic operation instruction, andthrough digital, analog input and output, the control various types ofmachinery or production process. Programmable controller and related equipment, should press easy and industrial control system as a whole, easy to extend its function principle design. PLC with communication networking function, it makes PLC and PLC, between the PLC and the PC and other intelligent equipment to exchange information between, forming a unified whole, realize scattered centralized control. Most PLC has RS - 232 interface, and some built-in have to support their communication protocol interfaces. Ingredients workers receive daily production scheduling, will in turn for each feedstock. According to how much weighing ingredients, first calculated the weight of each component in various components, and then the material barrels material taking, to electronic says on the packaging weighing and. Keywords communication to convey burden to pack
自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4 中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1 个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T 水计量罐1
台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过 管道打到计量罐，送料泵两端预留回流管及回流阀（回流管口径与主管道相同），在计量罐进料口处的安装自动阀门，实现物料的快投和慢投料控制；3、液料或水通过管道可直接加进计量罐，计量罐的四个支撑底脚与支撑架基础之 间各安装一只称重压力传感器模块，负责计量进入计量罐的物料重量，支撑架基础需做水平调试； 4、液体原料计量完毕通过计量罐底部的的自动分流装置，分别自动加到相应的搅 拌罐中。自动分流装置结构（见图一）：在计量罐的总卸料阀后水平安装到各个搅拌釜的分料自动阀门，把各个分料自动阀门的前端进料管用管道联通，这样可以保证卸料后基本无存料，到各个搅拌釜的卸料管道水和液料管道可以合并一条管道，以减少管道用料成本； 5、搅拌好的成品通过反应釜底部的管道泵送至成品罐，由自动阀门和泵控制； 6、全部配料数据均存储于控制中心的工控机数据库内； 7、全部配料过程均由组态软件实施监控，通过控制界面实施过程操作，生产数据 适时存储到系统数据库，以完成对各种生产数据进行存储和分析，同时还能实现原料进存用料管理、成品管理、人员管理、合同管理等各项功能。 三、系统控制方案 1、在生产现场设置一个集中控制操作台，动态称重计量仪表安装在操作台上，安装 在六个计量罐支撑腿下部的称重传感器数据线与动态计量仪表相连，实时数据由计量仪表经通信线上传给控制中心的工控机，配方及控制命令由控制中心的工控机经通信线下传给仪表及PLC控制器； 2、操作台内部安装西门子S 系列PLC可编程控制器及继电器等，负责控制各自动 阀门和泵的启停； 3、计量仪表在PLC 的控制下启动，在不同计量阶段输出不同的信号（快投、慢 投、卸料等）给PLC，由PLC对外部设备直接控制；
河南职业技术学院 毕业设计（论文）题目基于PLC的自动送料装车控制系统 系（分院）机械电子工程系 学生姓名王绅 学号10511171 专业名称机电一体化 指导教师吉炜寰 年月日
河南职业技术学院系（分院）毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）指导教师评阅意见表
基于PLC的自动送料装车控制系统的设计 机电09-4 王绅学号 10511171 摘要：随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。基于PLC的自动送料装车控制系统可以解决上述问题，因此对它的设计具有了现实可能性。
自动运料车工作原理及技术要求该自动送料装车系统的操作过程是：在允许汽车开进后，汽车到达指定位置（由传感器进行相应的位置检测），此时可以起动控制系统。首先送料皮带最上层的电动机动作，经过等时间间隔，下层送料皮带的各电动机依次动作。当最后一台送料皮带的电动机动作一定的时间后，装满料的料斗打开进行自动装料。当汽车装满料后，料斗关闭，各电动机由下至上经过等间隔依次停止，汽车开走，完成一次装车。控制系统返回初始状态，等待下一次装料。 系统的主要技术参数 (1)用一台电机控制两条生产线 (2)要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间 (3)时间误差：0.1秒 (4)具有抗干扰能力 PLC的定义 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC PLC的分类 PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对 PLC 的分类可以根据结构、功能的差异等进行大致分类。 1.按 I/O 点数分类 PLC按其 I/O 点数多少一般可分为以下 4 类： (1) 微型 PLC：I/O 点数小于 64点的 PLC 为超小型或微型 PLC。 (2) 小型 PLC：I/O 点数为 256 点以下，用户程序存储容量小于 8KB 的
一、控制要求 1．1 控制对象介绍 自动送料装车系统是用于物料输送的流水线设备，主要是用于煤粉、细砂等材料的运输。 自动送料装车系统一般是由给料器、传送带、小车等单体设备组合来完成特定的过程。这类系统的控制需要动作稳定，具备连续可靠工作的能力。通过三台电机和三个传送带、料斗、小车等的配合，才能稳定、有效率地进行自动送料装车过程。如下图所示：
1．2 控制原理 自动送料装车系统是通过电机和限位开关来控制的。称重开关S2控制汽车开来或开走。三台电机控制三个传送带。进料开关K1控制控制进料与否。检测开关S1控制料斗中物料的空满。 另外，在S2处增设两个七段数码管，用来统计每日的装车数。装车数的统计采用脉冲计数的方法进行。脉冲计数方法是当装料车装满时S2断开后，开始定时放送脉冲；当S2闭合时停止发送脉冲。一个脉冲的宽度即为一辆汽车。用两个数码管计数，所计的数即为装车数。 当S2接通时，红灯L1亮，绿灯L2灭，传送电动机M3运行，传送电动机M2延迟M3电动机2S运行，送料电动机M1延迟M2电动机2S运行，料斗K2延
迟M2电动机2S打开出料。当料满后（S2断开后），料斗K2关闭，电动机M1延时2S后关断，M2在M1停后2S后停止，M3在M2停止后2S后停止，L2灯亮，L1灯灭，此时汽车可以开走。 1．3 自动送料装车系统的启停过程示意图 该图中从上到下是启动顺序，从下到上是停止顺序。 1．4 控制要求 初始状态：红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3皆为OFF。当汽车到来时（S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电动机M2在M3通2S后运行，M1在M2通2S后运行，K2在M1通2S后打开出料。当物料满后（用S2断开表示），料斗K2关闭，电动机M1延时2S后关断，M2在M1停2S后停止，M3在M2停2S后停止，L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。 设计要求：当料不满（S1为OFF，灯灭），料斗开关K2关闭（OFF），灯灭，不出料，进料开关K1打开（K1为ON）进料，否则不进料。当汽车到来时M3运行，电机M2在M3运行2S后运行，M1在M2运行2S后运行，K2在M1运行2S 后打开出料，当料满后（用S2断开表示），电动机M1延迟2S后关断，M2在M1
南昌航空大学课程设计 题目:基于PLC的自动配料系统专业:自动化 班级:110441班 学号: 姓名: 指导老师:
摘要 自动配料系统是集输送、计量、配料、定量等功能于一体的动态计量系统,在建材、化工、冶金、矿山、电力、食品、饲料加工等行业中得到广泛应用。随着科学技术的发展，工业化程度的提高，常需要对自动配料系统中输送的流量进行调节、控制达到准确的配比。 本论文主要针对自动配料系统恒流量控制达到配比的控制要求，设计一套基于PLC的自动配料系统，并使用触摸屏开发运行管理界面。自动配料系统由可编程控制器（PLC）、变频器、皮带驱动电动机、称重传感器等构成。系统包含三台皮带驱动电动机，它们根据需要依次顺序启动。采用变频器实现对三相电动机的变频调速。称重传感器对物料进行称重并实时计量，PLC计算出实时流量及累计流量，比较设定值与实际流量的偏差经PID调节改变输出信号以控制变频器对皮带驱动电动机的速度调节，从而实现恒流量控制，并对系统进行监控。 关键词：自动配料，变频调速，PID调节，PLC
目录 摘要................................................................................................................................................. I Abstract............................................................................................................................................ I I 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景及意义 (1) 1.2 自动配料系统 (1) 1.2.1 电子皮带秤 (1) 1.2.2 可编程控制器（PLC） (2) 1.2.3 变频器 (3) 1.3 本课题主要研究内容 (3) 第二章自动配料系统理论分析及方案确定 (5) 2.1 自动配料系统理论分析 (5) 2.1.1 电子皮带秤称重原理 (5) 2.1.2 流量控制原理 (6) 2.2 自动配料系统控制方案的确定 (8) 2.2.1 自动配料系统控制方案的确定 (8) 2.2.2 自动配料系统的组成及控制原理 (8) 第三章自动配料系统的硬件设计 (11) 3.1 系统主要配置的选型 (11) 3.1.1 皮带驱动电动机的选型 (11) 3.1.2 PLC及其扩展模块的选型 (11) 3.1.3 变频器的选型 (13) 3.1.4 称重传感器的选型 (15) 3.1.5 其他设备选型 (16) 3.2 系统主电路分析及设计 (17) 3.3 系统控制电路分析及设计 (19) 3.3.1 可编程控制器（PLC）的I/O端子分配 (19) 3.3.2 系统控制电路设计 (20) 第四章自动配料系统的软件设计 (23)
物料输送自动上料及配料系统方案 一、项目概述 锂电池负极材料生产线的前端DCS自动上料及配料系统。该系统用于以石油炼解后的附产品石焦油为主要原料，通过物理及化学反应生产人工石墨生产线的自动上料、输送，自动配料，自动投放的系统控制，实现系统在线实时监测，信息、故障提醒、生成生产记录、统计报表等。为业主提供准确可靠的数据报表、产出量报表等。 历史气候情况：该地区属于中亚温湿气候，年平均气温为17.3℃。其中，一月份最冷，平均气温4.7℃，历史上极端最低气温为零下15.1℃，七月份最热，平均气温29℃，极端最高温曾在8月初出现达40.4℃。全年平均降雨量为1612毫米，最多年份达2264毫米，最少年份只有1237毫米，降雨量集中在4—6月份，占全年的54%,7—9月雨量减少，不到全年的28%。年相对湿度平均为79%，无霜期年平均为260天左右，年日照时数达1803小时。 石焦油参数：颗粒度（D50）8~10um，常规散装堆积密度为：0.3~0.45，最低为：0.22，挤压后最大密度为：1.1 含水率：小于0.2%，物料安息角：，硬度：1-2. 工艺流程要求连贯、可靠、严禁出现跑漏冒等恶性事故的发生，确保系统全年正常生产。生产线按年度需定期检查，提起排除故障隐患。 1、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、改善员工工作环境、提高计量精度； （3）、粉体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制及远程监控，同时可根据操作级别设置就地操作和急停。 （6）、对储料罐设置上限和下限报警，超限停机。 2、项目设计、制造、安装、检验标准 DCS自动上料及配料系统在设计、制造和验收过程中应符合国家相关技术规范和标准，并以最新版为准。包括但不限于下列标准：
自动配料／四节传送带控制系统设计 一、选题背景及题目来源 工业实际项目，可在天科TKPLC-A实验装置自动配料／四节传送带的模拟控制实验区完成本模拟实验。 二、训练目的 （1）熟练使用各条基本指令，通过对工程实例的设计和模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试； （2）绘制电气原理图及接线图； （3）选择电气元器件； （4）设计工业实际系统； （5）完成模拟实验。 三、要求实现的功能 1、能实现遇到故障进行报警：加一个电铃，当出现故障时，电铃立刻就响 2、实现对混合物料的配送：设置两个进料阀A,B，一个出料阀Ｃ，同时设置三个分别为高、中、低 料位传感器和一个搅拌机。初始时，自动配料装置处于ＯＦＦ状态，装置内无物料，三个传感器皆处于ＯＦＦ状态，当打开进料阀Ａ，物料ａ开始进料，当物料ａ到达中位传感器时，进料阀Ａ关闭，进料阀Ｂ打开，物料ｂ开始进料，当物料ｂ到达高位传感器时，进料阀Ｂ关闭，搅拌机开始搅拌，几秒后，搅拌机停止搅动，出料阀Ｃ打开，开始放料。 3、控制皮带的传输速度：由于电动机工作不稳定，所以传送带的速度不一定会匀速，容易造成物料 的堆积 采用变频器来控制传送带的速度，把变频器频率来源设为面板控制或是电位器控制，这样就可能通过调面板的上下按键或电位器来控制传送带的最大速度，可以使用ZLDS100激光传感器测量电机的振动，从而检测出电机振动速度，同时将电动机的速度反馈给ＰＬＣ，通过ＰＬＣ来控制变频器来保持电动机的转速 4、对物料的溢出进行控制：由于当小车开走之后，此时立即关闭出料口，但是传送带正间隔两秒依 次停止，此时必然会有物料溢出，需要在出料口添加一个定时器，设置小车一次装好物料所需的时间，时间到了就关闭出料口 5、实现手动操作和自动控制配料功能 6、可实现远程管理：控制室的计算机可以与总经理室的计算机联网 7、整个系统均为人机对话模式，操作简单易用，维护方便 8、具有操作员权限管理、现场管理和网络化的远程服务等功能 四、实验设备 1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件及其他办公软件的计算机一台 2、天科TKPLC-A实验装置
课程设计说明书Kechengshejishuomingshu 地市：洛阳市 准考证号：010********* 姓名：张恢复 河南省高等教育自学考试
上料机构系统设计 摘要 首先讲述了机电一体化的定义，构成，现状以及未来发展趋势。 再次论文主要讲述，上料系统的电路控制，PLC接线，以及机械图，设计侧重于电气控制，讲述了电气元件，I/O分配，程序设计，以及上料系统的调试，功能。电气元件主要有伺服驱动器，按钮，熔断器，交流接触器等，从功能参数，讲解了元件的使用，I/O分配定义了接口的含义，能直观的理解各个信号的功能，在后续的程序中，也能更好的被应用。程序设计，设计了手动和自动两个模式，这样也方便后续的机台维修，操作。 本次设计，让我更加理解机电工程，对电路设计，PLC的应用有了更深的体会，培养了分析和解决一般工程实际问题的能力，为以后的工作奠定了基础。 关键字电气控制，电气元件，功能调试，程序设计
目录 摘要 (1) 目录 (2) 前言 (4) 第一章机电一体化简介 (5) 1.1 机电一体化技术 (5) 1.2 机电一体化系统构成 (5) 1.3 机电一体化现状及发展趋势 (6) 1.3.1 机电一体化的现状 (6) 1.3.2 机电一体化的发展趋势 (7) 第二章硬件设计 (8) 2.1电气控制系统分析 (8) 2.2 上料机构系统功能概述 (9) 2.3电气控制线路分析 (10) 2.3.1 主电路分析 (10) 2.3.2 PLC接线图 (10) 2.4 PLC I/O分配与程序设计 (11) 2.4.1 输入输出分配 (11) 2.4.2 机台程序设计 (12) 2.5元件介绍 (30) 2.5.1自动空气断路器 (30) 2.5.2熔断器 (32)