自动称量混料系统的plc课程设计概要
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plc液料混合控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和液料混合控制的基本流程。
2. 学生能够掌握液料混合过程中涉及的传感器、执行器及其在PLC系统中的作用。
3. 学生能够运用PLC编程软件进行简单的液料混合控制程序的编写和调试。
技能目标:1. 学生能够运用所学的PLC知识,分析和解决实际液料混合过程中出现的问题。
2. 学生能够通过小组合作,设计并实现一个液料混合控制系统,提高实践操作能力。
3. 学生能够熟练使用PLC编程软件及相关设备,具备一定的自动化设备维护和调试能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过本课程的学习,培养对自动化技术的兴趣,增强学习动力。
2. 学生在小组合作中,学会沟通、协作,培养团队精神和集体荣誉感。
3. 学生能够认识到PLC技术在工业生产中的重要性,树立正确的职业观念,为未来从事相关工作打下基础。
课程性质:本课程为专业实践课程,注重理论与实践相结合,以提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点:学生具备一定的电气基础和PLC基础知识,对实践操作有较高的兴趣。
教学要求:教师需采用案例教学、小组合作等方式,引导学生主动参与课堂,提高实践操作能力。
同时,注重培养学生的自主学习能力,提高课程的学习效果。
通过对课程目标的分解,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. PLC基础理论复习:包括PLC的工作原理、结构组成、编程语言等,重点回顾与液料混合控制相关的知识点,确保学生对基础知识有扎实掌握。
2. 液料混合控制系统认知:介绍液料混合过程中涉及的传感器(如液位传感器、流量计等)、执行器(如电磁阀、搅拌电机等)及其在PLC系统中的作用。
3. PLC编程软件操作:讲解PLC编程软件的使用方法,使学生能够独立进行程序编写、调试和运行。
4. 液料混合控制程序设计:根据实际液料混合工艺要求,引导学生运用所学知识设计控制程序,包括输入输出信号的分配、逻辑控制等。
液体自动混合装置的PLC控制系统设计摘要PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置,也可以说它是一种用程序来改变控制功能的计算机。
随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展,可编程序控制器PLC已在工业控制中得到广泛应用,而且所占比重在迅速的上升。
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。
它应用于工业混合搅拌设备,使得搅拌过程实现了自动化控制、并且提升了搅拌设备工作的稳定性,为搅拌机械顺利、有序、准确的工作创造了有力的保障。
本文所介绍的多种液体混合的PLC控制程序可进行单周期或连续工作,具有断电记忆功能,复电后可以继续运行。
另外,PLC还有通信联网功能,再通过组态,可直接对现场监控、更方便工作和管理。
关键词:PLC,液位传感器,定时器Automatic Liquid Mixing Device The of PLC ControlSystem DesignABSTRACTPLC is a general-purpose computer technology as the core of the automatic control device, you can also say that it is an application to change the control computer. With the microprocessor, computer and communications technology, the rapid development of programmable logic controller PLC is widely used in industrial control, and the rapid rise in the proportion. Mainly by the PLC CPU module, input module, output module and the programming device composition. It is used in industrial mixing equipment, making the mixing process of automated control, and work to enhance the stability of the mixing device for mixing machine smooth, orderly, and accurate work to create a strong guarantee. This paper described a variety of liquids can be mixed in the PLC control program for single-cycle or continuous work, with power and memory function, can continue to run after restoration. In addition, PLC communication networking functions as well, and through configuration, can be directly on-site monitoring, work and management more convenient.KEY WORDS: PLC, level sensor, timer目录前言 (1)第1章液体自动混合系统方案设计 (3)1.1方案设计原则 (3)1.2 系统的整体设计要求 (3)1.3控制方式系统的要求的设计 (4)1.4系统方案的设计思想 (6)第2章液体自动混合系统的硬件设计 (7)2.1硬件选型 (7)2.1.1 PLC机型选择 (7)2.1.2 PLC容量选择 (8)2.1.3 I/O模块的选择 (9)2.1.4 电源模块的选择 (10)2.2 PLC I/O点分配 (11)2.2.1分析原理 (11)2.2.2 PLC的I/O接线图 (12)2.3主电路的设计 (12)2.4 液体混合控制系统示意 (13)第3章液体自动混合系统的软件设计 (15)3.1 程序设计的一般方法 (15)3.1.1经验设计法 (15)3.1.2逻辑设计法 (15)3.1.3顺序设计法 (15)3.2 PLC控制的相关流程图 (16)3.2.1 控制流程图 (16)3.3 可编程控制器梯形图 (17)第4章组态设计 (21)4.1组态王软件 (21)4.2组态王相关操作 (21)第5章系统调试 (27)5.1系统模拟调试 (27)5.2系统联机调试 (27)第6章系统常见故障分析及维护 (31)6.1 系统常见故障分析及维护 (31)6.2 系统故障分析及处理 (31)6.2.1 PLC主机系统故障分析及处理 (31)6.2.2 PLC的I/O端口系统故障分析及处理 (32)6.2.3 现场控制设备故障分析及处理 (32)6.3 系统抗干扰性的分析和维护 (32)结论 (34)谢辞 (35)参考文献 (36)附录 (37)外文资料翻译 (39)前言为了提高产品质量,缩短生产周期,适应产品迅速更新换代的要求,产品生产正向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。
完整版)基于PLC的自动配料系统毕业设计___的毕业设计论文旨在设计一种基于PLC的自动配料系统,以满足各种工业生产过程中自动化配料的需求。
该系统的主要技术指标包括配料精度、首尾滚筒距、常用带速、物料密度、灵敏度、准确度等级、综合误差、最大称量、最大安全负荷、最大称量极限过负荷、称重传感器输入信号范围、速度传感器输入信号范围和RS485串行通讯接口等。
二、工作内容和要求:该自动配料系统将完成三种物料的自动配比控制,采用主从比例控制方式。
PLC将实现各种物料下料量的采集、喂料装置的启停、物料下料量的控制。
组态操作界面将显示设备的运行、停车、故障,并要求显示每种物料的下料设定值和实际下料值。
通过界面上设置的启动、停车按钮实现整个系统的开停。
三、主要参考文献:本毕业设计论文参考了多篇文献,包括___和___的《PLC在白动配煤控制系统中的应用》、___、___和应力刚的《可编程控制器在配料自动控制系统中的应用》、___的《MPS课程项目》、___和___的《PLC在混料控料系统的应用》以及___的《自动配料系统的设计》等。
该自动配料系统将有助于提高生产效率,减少人工干预,降低生产成本,提高产品质量,满足工业生产过程中自动化配料的需求。
自动配料系统是一种重要的技术手段,可以根据设定的配比和流量控制各输入物料的瞬时流量,从而实现生产过程自动化和智能化。
本文旨在设计开发一种自动配料系统,以解决动态计量衡器的控制精度问题,提高生产效率和产品质量,推动国民经济的发展。
本文将讨论配料系统总体方案设计及选择、上下位机通信方案的选择、PLC控制系统设计、传感器设计和选型等内容。
设计任务将使用___的可编程序控制器及Wincc组态软件。
本文将详细论述设计方法,包括画出主电路、分配I/O地址、设计系统控制的程序框图、根据程序框图设计该系统的控制梯形图并写出指令表、上机调试通过以及利用Wincc组态软件对系统进行模拟运行。
常州信息职业技术学院电子与电气工程学院毕业设计论文毕业设计(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。
三、工作内容和要求:1、自动配料将完成 3 种物料的自动配比控制;2、控制方式为主从比列控制方式;2、 PLC 要实现各种物料下料量的采集、喂料装置的启停、物料下料量的控制;3、组态操作界面能显示设备的运行、停车、故障;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。
四、主要参考文献:_[1] 王志刚,许晓鸣.PLC 在白动配煤控制系统中的应用[J].电气传动. .[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)开题报告设计(论文)题目基于 PLC的自动配料系统设计一、选题的背景和意义:随着科学技术的不断发展,自动化的需求也日益增多。
在很多生产工艺过程中,人们除了要求衡器能准确的进行称量,满足产品质量的需要外,还要求能自动配料称重 , 大幅度提高生产效率。
plc加料控制系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和加料控制系统的功能。
2. 学生能够掌握PLC编程语言,特别是与加料控制相关的指令和程序设计。
3. 学生能够描述加料控制系统中传感器、执行器与PLC的接口关系及工作原理。
技能目标:1. 学生能够运用PLC进行基本的逻辑编程,设计简单的加料控制流程。
2. 学生能够通过模拟软件或实际设备调试和优化PLC加料控制程序。
3. 学生能够分析并解决PLC加料控制系统中出现的常见问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣,激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生团队协作意识,通过小组合作完成PLC加料控制系统的设计任务。
3. 培养学生安全生产和责任意识,使其在操作PLC设备时能严格遵守规程。
课程性质:本课程为应用实践性课程,结合理论知识与实际操作,强调学生动手能力和问题解决能力的培养。
学生特点:学生处于高年级,具备一定的PLC基础知识,有较强的逻辑思维能力和动手操作欲望。
教学要求:教师需提供丰富的实践机会,指导学生通过小组合作、实际操作等形式完成课程目标,注重理论与实践相结合,提升学生解决实际问题的能力。
通过课程学习成果的分解,确保学生达到上述知识、技能及情感态度价值观目标。
二、教学内容1. PLC基础知识回顾:包括PLC的定义、结构、工作原理及应用领域,重点回顾与加料控制相关的基础知识。
相关教材章节:第一章 PLC概述,第三章 PLC的工作原理与结构。
2. PLC编程语言及指令学习:学习加料控制系统中常用的PLC编程语言和指令,如逻辑运算、定时器、计数器等。
相关教材章节:第五章 PLC编程语言,第六章 常用PLC指令。
3. 加料控制系统设计与实现:学习加料控制系统的设计方法,包括传感器、执行器的选型与接口技术,PLC程序设计及调试。
相关教材章节:第七章 PLC控制系统设计,第八章 PLC程序设计与调试。
plc自动装料课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在自动装料系统中的应用;2. 了解自动装料系统中传感器的种类、功能及其在系统中的作用;3. 理解并掌握PLC编程中常用的逻辑指令及其应用。
技能目标:1. 能够分析自动装料系统的工艺流程,设计出合理的PLC控制系统方案;2. 学会使用PLC编程软件,编写并调试自动装料系统的程序;3. 能够对自动装料系统进行故障排查和维护。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对PLC技术及自动装料系统相关行业的兴趣,激发其学习热情;2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力,使其在项目实施过程中能够相互支持、共同成长;3. 培养学生严谨的工作态度,注重细节,提高工作效率。
课程性质:本课程为实践性较强的专业课,以项目为导向,结合实际生产过程,培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生具备一定的电工电子基础和PLC基础知识,对实践操作有较高的兴趣。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导学生主动参与课堂讨论和实践活动,提高学生的综合能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的实现。
通过课程学习,使学生能够达到上述知识、技能和情感态度价值观目标,为将来从事自动化行业工作奠定基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. PLC基本原理回顾:以课本第三章为基础,重点讲解PLC的组成、工作原理及性能指标,为后续学习PLC在自动装料系统的应用打下基础。
2. 自动装料系统工艺流程分析:参照课本第四章,讲解自动装料系统的基本工艺流程,分析各环节的关键设备及其功能。
3. 传感器及其应用:结合课本第五章,介绍自动装料系统中常用的传感器(如接近开关、光电传感器等),并讲解其选型和使用方法。
4. PLC编程指令学习:以课本第六章为依据,学习PLC编程中常用的逻辑指令、定时器指令和计数器指令等,并举例说明其在自动装料系统中的应用。
前言机电传动控制课程是机械设计制造及其自动化专业的一门必修的专业基础课。
它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。
本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。
通过本次设计后设计者应能具备一定的电路分析能力和设计能力。
本题在课设题目中难度中等,我有信心做好本次课程设计。
而且在老师的指导下深入掌握了题目要求,也对控制过程进行了深入的了解。
基本有了编程思路。
由于控制对象较多,而且要求手动控制和自动控制。
所以将手动过程分为如下过程:称量—放料—搅拌—漏料这四部分来控制。
简化了控制过程。
通过理论和实践相结合,我更好的掌握了这门知识。
非常感谢老师的耐心指导。
由于个人能力有限,希望老师能提出宝贵意见。
目录第1章课程设计的任务和要求 (03)1.1课程设计的内容1.2课程设计的基本要求第2章总体设计 (03)2.1 PLC选型2.2 PLC端子接线2.3 PLC外部接线2.4 主电路图2.5 控制面板示意图第3章 PLC程序设计 (06)3.1设计思想3.2顺序功能图3.3 PLC梯形图第4章程序调试说明 (13)第5章结束语 (14)第6章参考文献 (14)第1章课程设计的任务和要求1.1课程设计的内容设计题目:混凝土配料及其搅拌系统设计主要任务:设计一个配料及搅拌系统,配料部分由石料1、石料2、石粉1、石粉2、沥青的储料仓与称料斗组成。
5种材料分别由各自的传感器计量放料数量。
配比为:6:2:6:2:2配料完成后搅拌,搅拌后漏料,程序结束。
1.2 课程设计的基本要求1.画出端子分配图及顺序功能图2.设计并调试PLC控制梯形图和顺序功能图3.设计编写说明书第3章总体设计2.1 PLC选型输入点数:启动等开关共需4个输入各个限位传感器共需9个输入手动控制部分需要4个输入输出点数:称量部分需要5个输出放料部分需要3个输出搅拌、漏料、声光报警共需4个输出PLC的选型:根据输入输出端子分配选择CPU226 AC/DC/继电器2.2 PLC端子分配(如图2.1)图2.1 PLC端子分配图2.3 PLC外部接线(如图2.2)图2.2 PLC外部接线图2.4 主电路图(如图2.3)图2.3 主电路图2.5 控制面板示意图(如图2.4)图2.4 控制面板示意图第3章 PLC程序设计3.1 设计思想连续过程:将控制开关打到连续档,按下启动键后,同时开启石料1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。
目录摘要 (1)关键字 (1)一、概述 (2)1.1液体混合系统的发展前景 (2)1.2液体混合系统的应用价值 (3)二、混料罐控制系统方案设计 (4)2.1 方案设计原则 (4)2.2 系统的总体设计要求 (4)2.3 总体结构设计方案 (5)2.4 控制对象分析 (5)三、混料罐控制系统的硬件设计 (6)3.1 选择PLC............................................. . (6)3.2 选择接触器 (7)3.3 选择搅拌电机 (8)3.4 小型三极断路器的选择 (9)3.5 液位传感器的选择 (10)3.6 选择电磁阀 (11)3.7 选择热继电器 (12)3.8 PLC I/O点分配 (12)3.9 主电路的设计 (13)四、混料罐控制系统的程序设计 (15)4.1 分析控制要求 (15)4.2 梯形图执行原理分析 (16)五、总结 (22)参考文献 (23)基于PLC的液体混料罐控制系统设计摘要随着科技的发展,PLC的开发与应用把各国的工业推向自动化、智能化。
强大的抗干扰能力使它在工业方面取代了微型计算机,方便的软件编程使他代替了继电器的繁杂连线,灵活、方便,效率高。
本设计主要是对两种液体混合搅拌机PLC控制系统的设计,在设计中针对控制对象:三只传感器监视容器高、中、低液位,设三电磁阀控制液体A、B输入与混合液体C输出,设搅拌电机M。
工艺流程是:启动后放入液体A至中液位后,关A,放液体B 至高液位,关B,启动搅拌电机M,当搅拌电机正反转3次后停止搅拌,开阀放出混合液体C,当到达低液位后延时2S放空后关阀,又重复上述过程,要求工作过程中按下停止按纽后搅拌器不立即停止工作,完成当前工作循环后再停止搅拌器。
关键字:液体混料装置自动控制PLC 电动机传感器一、概述1.1液体混合系统的发展前景为了提高产品质量,缩短生产周期,适应产品迅速更新换代的要求,产品生产正想缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。
目录1绪论 (1)2课题介绍 (2)3设计内容及要求 (3)3.1控制要求 (4)3.2设计要求 (5)3.3控制原理介绍及图示 (6)3.4控制方案 (7)4 硬件设计 (8)4.1元器件选择 (9)4.2元器件清单案 (10)4.3 硬件控制原理图 (11)5软件设计 (12)5.1设计思想 (13)5.2 I/O地址表 (14)6运行与调试 (15)7.小结 (16)8.参考文献 (17)附录 (18)1顺序功能图 (19)2完整的梯形图 (20)一.绪论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储器,用来在其内部储存执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术运算等操作指令,并通过数字的,模拟的输入和输出,控制各类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备,都应按易于工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
目前,PLC在小型化,大型化,大容量,强功能等方面有了质的飞跃,使早期的PLC从最初的逻辑控制,顺序控制发展成为具有逻辑判断,定时,计数,记忆和算术运算,数据处理,联网通行及PID回路调节等功能的现代PLC。
但是仍能沿用着顺序扫描,程序控制等基本模式及CPU+通行+I/O 等基本结构。
二.课题介绍全自动配料控制系统在各个行业的应用已屡见不鲜,如:冶金,有色金属,化工,建材,食品等行业。
它是成品生产的首要环节,特别是有连续供料要求的行业,其配比的过程控制直接影响了成品的质量,它是企业取得最佳经济效益的的先决条件。
虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同,但其高可靠性,先进性,开放性,免维护性,可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。
2.1自动配料系统的特点(1)配料现场粉尘大,环境恶劣;(2)各组分在配方中所占比例不同,有时甚至差异悬殊;(3)配料速度和精度要求高;(4)配方可能经常变换,调整;(5)物料可能受环境影响,湿度影响;2.2自动配料系统的组成自动配料系统是对粉粒或液体物料进行单秤称重并按所选配方混合这一工业进行实时监控管理的自动化系统已广泛应用于冶金,建材,化工,医药,粮食及饲料的行业。
机电传动课程设计说明书学院装备制造工程分院专业机械设计制造及其自动化班级学号姓名指导教师组别日期2成绩目录前言 (3)摘要 (5)第一部分PLC的概述 (6)设计任务书 (10)第二部分混凝土配料及搅拌系统中器件的选择 (12)搅拌方案论证及控制过程 (14)梯形图 (16)控制程序编程 (23)总结 (26)参考文献 (27)前言在现在化的生产中,生产机械的自动化程度反映了工业生产发展的水平。
现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上单纯的机械系统,而是机电一体化的综合系统电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。
机与电,传动与控制已经成为不可分割的整体。
所谓的机电传动,是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称,它的目的是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动,停止以及速度调节,完成各种生产工艺过程的要求,保证生产过程的正常进行。
机电传动控制系统所要完成的任务,从广义上讲,就是要使生产机械设备,生产线,车间,甚至整个工厂都实现自动化;从狭义上讲,则指通过控制电动机驱动生产机械,实现生产产品数量的曾加,质量的提高,生产成本的降低,工人劳动的条件的改善的以及能量的合理利用。
机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。
单就机电而言,它的发展大体上经历了成组拖动,单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。
所谓成组拖动,就是一台电动机拖动一根天轴,再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械,这种生产方式效率低,劳动条件差,一旦电动机放生故障,将造成成组机械的停车;所谓但电动机的拖动,就是用一台电动机拖动一台生产机械,它虽然较成组拖动前进了一步,但当一台生产机械的运动部件较多时,机械传动机构复杂;多电动机拖动,即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动,这种拖动的方式不仅大大的简化了生产机械的传动机构,而且控制灵活,为生产机械的自动化提供了有利的条件,所以,现在化机电传动基本上均采用这种拖动形式。
等级:课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称自动称量混料控制系统设计专业自动化班级1301学号201301020129姓名黄奎伦指导老师谭梅,刘星平,赖指南,沈细群2016年7月1日电气信息学院课程设计任务书课题名称自动称重混料系统的PLC控制设计姓名黄奎伦专业自动化班级1301学号29指导老师刘星平、赖指南等课程设计时间2016年6月20日-2016年07月1日(17、18周)教研室意见意见:同意审核人:汪超林国汉一.任务及要求设计任务:以PLC为核心,设计一个自动称重混料系统的PLC控制系统,为此要求完成以下设计任务:1.根据系统的基本结构、工艺过程和控制要求,确定控制方案。
2.配置电器元件,选择PLC型号。
3.绘制PLC控制系统线路原理图和PLC I/O接线图。
设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。
4.上机调试程序。
5.上位机组态监控的设计(可选项)6.编写设计说明书。
设计要求(1)所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。
(2)所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。
(3)所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出。
二.进度安排1.第一周星期一:布置课程设计任务,讲解设计思路和要求,查阅设计资料。
2.第一周星期二~星期四:详细了解控制系统的基本组成结构、工艺过程和控制要求。
确定控制方案。
配置电器元件,选择PLC型号。
绘制控制系统的控制线路原理图和控制系统的PLC I/O接线图。
设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。
4.第一周星期五:上机调试程序。
5.第二周星期二~星期四:编写设计说明书。
6.第二周星期五:答辩。
三.参考资料[1] 刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京:中国电力出版社,2014年。
[2] 廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2014年。
[3] 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解[M].北京:电子工业出版社,2013年。
[4] 赖指南.PLC原理与应用补充教材(内部使用),本校自编教材,2010年。
四.原始资料1、控制要求自动称重混料装置可对多种原料按质量进行准确配料和混合,在工业生产中有着广泛应用。
如图为自动称重混料控制装置示意图,混料罐自重200kg,每次混料的最大质量为600kg。
混料过程如下:①按下启动按钮,打开进料阀YV1向罐内加入原料A,达到250kg后关闭YV1,停止进A料;②YV1关闭的同时打开进料阀YV2,向罐内加入原料B,达到450kg后关闭YV2,停止进B料;③YV2关闭的同时启动搅拌机,并打开进料阀YV3,向罐内加入原料C,达到500kg后关闭YV3,停止进C料;④搅拌机继续工作5min后,打开放料电磁阀YV4开始放料,当混合料全部放完后,关闭放料阀YV4并停止搅拌电动机。
目录第1章概述 (1)1.1 引言 (1)1.2 自动称量混料系统的概况及控制要求 (1)第2章总体设计方案 (2)第3章硬件电路设计 (3)3.1 PLC类型选择 (3)3.2 PLC I/O口分配 (3)3.3 系统硬件接线图 (3)第4章软件设计 (4)4.1 程序流程图 (4)4.2 标度变换 (5)4.3 梯形图 (6)第5章实验调试与分析 (11)附录A 梯形图 (13)附录B 语句表 (15)第1章概述1.1 引言制药、食品、农药和化工生产等等都离不开固体混料装置。
固体混料比例的精确性和均匀性是产品质量的关键,同样也是产品品质一致性的保障。
传统的固体混料装置常采用继电接触器控制,使用硬连接电器多,可靠性差,自动化程度不高[1],无论在配料、混料等阶段都存在诸多不确定因素,产品质量无法保证。
目前已有许多企业采用PLC对原继电接触器控制系统做改造,大大提高了系统的可靠性和自控程度。
改造后的PLC控制系统不仅电路简单,投资少,而且灵活性好,有利于系统在线升级,对产品质量和生产效率提供了很好的保障。
西门子 S7-200系列PLC具有许多优点[2],如, (1)可靠性高,抗干扰能力强,适于恶劣环境;(2)体积小,功耗低;(3)编程简单,可在线调试;(4)通信能力强等等。
这些优势使得它适用于各行各业、各种场合中的检测及自动化控制的需要。
其强大功能不仅表现在对数字量的灵活控制,利用其扩展模块也可以实现对模拟量的简单控制。
本文提出一种新型的固体混料装置控制系统设计,该方案采用西门子S7-200PLC+称重模块为系统核心控制器实现固体的混料称重设计,为继电接触器系统改造提供了思路。
1.2 自动称量混料系统的概况及控制要求本方案主要是用称重模块将生产现场的质量信号变换成标准信号(4~20mA直流信号),然后将该信号送入模拟量输入模块EM231的一个模拟输入端,转换成数字信号交给PLC的CPU处理,实现进出料口电磁阀切换控制和搅拌电动机工作,控制整个系统自动混料生产。
第2章总体设计方案要实现混料机的自动称量混料功能,其自动控制控制系统主要包括:称量系统、进料系统、搅拌系统以及出料系统。
1.称量系统:称量系统采用称重模块将模拟量转化为数字量,然后通过A/D转换后的数值来控制进料系统的电磁阀开关。
2.进料系统:称量完后由于混料罐的原始重量为200kg,所以当按下启动按钮时,由称重模块控制的原料A进料的电磁阀YV1也随之被打开,向混料罐内加入原料A。
当原料A的重量到达250kg时,进料系统的电磁阀YV1关闭的同时,打开电磁阀YV2,向混料罐内加入原料B。
当总重量达到650kg时,关闭电磁阀YV2,停止原料B的进料。
同时打开电磁阀YV3,向罐内加入原料C,罐内原料的质量达到500kg 后关闭YV3,停止进C料。
3.搅拌系统:当原料B加入完后系统就开始进行搅拌操作,搅拌时间为5分钟。
4.出料系统:搅拌时间完成后,系统就会自动打开放料阀YV4,直至混合料全部放完,然后触发称重模块的模拟量6400,也就是搅拌罐总重量降到200kg时,放料阀会自动关闭。
第3章硬件电路设计3.1 PLC类型选择本系统控制方案是具有理想性价比的控制方案。
该系统选择西门子S7-200系列CPU222AC/DC/继电器+模拟量输入模块EM231为主控制器,还包括称重模块一个、电磁阀四个、按钮两个(启动按钮、停止按钮各一个)、搅拌用直流电动机一台等构成。
3.2 PLC I/O口分配表3.2 I/O口分配表符号地址符号地址启动SB2 I0.0 搅拌机Q0.3停止SB1 I0.1 称重200KG Q1.0进料阀YV1 Q0.0 称重450kg Q1.1进料阀YV2 Q0.1 称重650kg Q1.2进料阀YV3 Q0.2 称重700kg Q1.3放料阀YV4 Q0.43.3 系统硬件接线图根据所选PLC类型,以及设定好的I/O点分配情况,可设计出PLC的外部硬件接线图,如图所示:图3.3 PLC硬件设计图第4章软件设计4.1 程序流程图自动称重混料搅拌控制系统的工作过程主要包括:随着称重模块的模拟量逐渐增加而进行向混料罐加入原料,等到称重模块到达一定值时,搅拌五分钟后打开放料阀YV4放混合料。
根据上述过程可画出饮料自动售货机的流程图如图4.1所示:图4.1 程序流程图4.2 标度变换模拟量输入信号通过A/D转换变成PLC可识别人数字信号。
在PLC的程序设计中,为了实现控制需要,模拟量通过手工计算转换为数字量[3],公式如下:Dm~ Am 经A/D 转换得到的数值;D0~ A0经A/D 转换得到的数值;A~模拟量信号值;D~A 经A/D 转换得到的数值。
该混料罐一次混料的总质量为500kg,考虑到罐自重200kg 。
使用比较指令实现对各个质量的准确控制,要得到对应200kg 、450kg 、650kg 和700kg 时模拟量输入寄存器AIW0的数值D200、D450、D650、D700。
已知S7-200的模拟量输入模块加入标准电信号为4~20mA,对应输入200kg~800kg(A0~Am),经A/D 转换后数值为6400~32000(D0~Dm)。
根据公式(1)得到:在PC 机上安装运行STEP7 MicroWin V4.0软件,编写系统的梯形图程序,经过调试的程序梯形图所示。
急停按钮的设置是为了应付突发事件时,能够使设备迅速停止工作,避免事故的发生。
4.3 梯形图LDN SM0.0MOVW AIW0,VW0称重模块将质量信号变换成标准信号(4~20mA 直流信号)25600D ;23040D ;12800D 64006400200700640032000)200200()(7006504500000200====+---=+--=-同理,D A A D D A A D M MLDW<= AIW0,6400 = Q1.0放料停止输出LDW<= AIW0,12800 = Q1.1原料A进料停止LDW<= AIW0,12800 = Q1.2原料B进料停止LDW<= AIW0,25600 = Q1.3原料C进料停止LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 AN Q1.1 = Q0.0 原料A进料LDN Q0.4 A Q1.1 O Q0.1 AN I0.1 AN Q1.2 = Q0.1 原料B进料LDN Q0.4A Q1.2O Q0.2AN I0.1AN Q1.3= Q0.2原料C进料LD Q0.2AN I0.1= Q0.3LDN Q0.4A Q1.3AN I0.1AN T37AN Q0.4= Q0.3LD Q1.3TON T37,3000搅拌机进行搅拌5minLDN Q0.0AN Q0.1AN Q1.3AN Q0.2AN Q0.3O Q0.4AN I0.1AN Q1.0= Q0.4当搅拌时间到达5min时,打开放料阀YV4,进行放混合料,直至搅拌罐里混合料全部放完。
第5章实验调试与分析经过一段时间的设计,考虑各种情况的调试,体会了系统设计的不易,其中要在明确其基本功能的基础上预防各种有意或无意的设计漏洞,此时需要严密地思考和设计,通过种种特定条件的考验查找其中的漏洞。
比如调试中还出现原料A一旦排出无法停止的情况,查找原因得知相应定时器启动部分受到别的闪烁工作元件的影响一直被刷新,定时器刚走几步又退回来了,起不到延时后切断排物料A通路的目的。
由于实验室没有相应的实物控制模型,在调试系统控制程序时,所有的输入信号均用开关信号来代替,所有的输出均用指示灯来表示。
程序调试时,首先将PLC控制程序写入到PLC机器中,再选择监控状态,使PLC处于“RUN”状态,然后逐一按按钮,观察输出指示灯是否按预计效果闪灭,并通过监控状态观察程序的运行过程及输入输出信号、内部描述实际出现的问题及解决方案。