自动配料系统控制的设计...doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date自动配料系统控制的设计.常州工学院 课程设计任务书CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY电器与可编程控制任务设计书题目： 自动配料系统控制的设计 二级学院（直属学部）： 延陵学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 史建平 职称： 副教授 电器与可编程控制器课程设计任务书二级学院 延陵学院 专业：电气工程

2、及其自动化 班级：学生姓名指导老师史建平职称副教授课题名称课题：自动配料系统控制的模拟指标及要求达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC程序，计算机绘图。课程目的熟练掌握PLC的编程和程序调试了解掌握现代工业中自动配料系统的工作过程和编程方法课题工作内容工作内容：1、熟悉课题工作原理。2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。4、完成设计图纸，完成设计任务书。5、设计测评。进程安排第一至二天：下达任务，收集资料，设计准备，方案确定。第三天：电气原理控制设计，元器件选择。第四至九天：梯形图设计（控制分析），上机调试。第十天：完成设计图

3、纸，完成设计任务书，设计测评。主要参考文献可编程控制原理与应用华南理工大学 钟肇新可编程控制器电子工业出版社 薛文轩电气控制与PLC应用北京机械工业出版社 余雷生 方宗达电气控制与可编程控制器技术化学工业出版社 史国生地点秋白楼B511教室起止日期2012.12.302013.1.9 目 录电器与可编程控制器课程设计任务书2目 录3一 绪论4二 自动配料系统控制的课题介绍5三设计内容及要求63.1控制要求63.2 设计要求63.3 控制原理介绍及图示73.4 控制方案7四 硬件设计84.1 元器件选择84.2元器件清单94.3 硬件控制原理图10五 软件设计115.1 设计思想及程序流程图11

4、5.2 I/O地址表135.3设计与说明14六 运行调试18七 小结19致谢20参考文献21附录221.主电路图222控制电路图223.程序（梯形图）23 一 绪论可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。它是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置,是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。进入二十世纪八十年代以来，随着社会的不断发展，科学技术的不断提高，微机技术和微电子技术的迅猛发展，人们已经对越来越多的事物不是进行手工操作，而是进行人工智能控制，极大

5、推动了PLC在世界范围内的发展，其功能越来越强大，应用范围越来越广阔，已广泛应用在各种机械和生产过程的自动控制中 。本次课程设计题目PLC自动配料系统，也正是基于这亚美好的背景下应运而生的。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验箱上实现小车取料的控制。改变了以往取料时间长、难度大、效率低的缺点。提高了工作效率，节省了人力资源。本文重点描述了包括硬件设计、软件设计在内的三菱PLC在配料装料系统中的一些细节，主要设计了小车装料的全过程，进行PLC外部连接线，模拟实验，通过观察指示灯的亮灭情况，对装料配料系统进一步理解。 二 自动配料系统控制的课题介绍 随着科学技术的不断发展，自动化的需求也日益增多

6、。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。尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行业中，常需要对输送中的流量进行调节。控制、达到准确的配比。自动配料系统可以按照设定配比和流量控制各种输入物品的瞬时流量，从而达到控制各种产品的质量和产量的目的，是实现生产过程自动化和智能化、企业的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。自动配料控制系统在生产中的应用不仅可以提高配料质量科产量，也大大减轻了岗位工人的劳动强度，提高了生产效率，本课题设计开发自动配料系统能有效解决动态计量衡器的控制精度问题，作为衡器发展的前沿产品，他可代替

7、企业中陈旧的配料工艺设备，很大程度的降低劳动强度，提高生产效率和产品质量，带来可观的经济效益，推动国民经济的发展。三设计内容及要求3.1控制要求系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。系统工作过程如下：1.初始状态：红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（D4亮）。当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。2.装车控制：装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2

8、亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。3.停车控制：按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。3.2 设计要求(1) 最大限度的满足被控设备或生产过程的控制要求；(2) 在满足控制要求的前提下，力求简单，经济，操作方便；(3) 保证控制系统工作安全可靠；(4) 考虑到今后的发展改进，应

9、适当留有进一步扩展的余地；(5) 要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现；(6) 要能完全满足控制要求。3.3 控制原理介绍及图示1.初始状态：红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（D4亮）。当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。2.装车控制：装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D

10、2亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。3.停车控制：按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。3.4 控制方案 1.根据课程设计任务书上提出的控制要求选择系统方案与控制方式。 2.合理选择元器件型号，正确选择进行硬件电路的设计与软件的调试。 3.完成电路设计，编写完成实时控制程序或编写完成仿真程序。 4.调试和完善控制系统，使之满足控制要求。 5.编写课程设计说明书。 四 硬件设计4.1 元器件选择元器件的选择要

11、根据设计需求和现今生产的元器件型号等进行多方比较后才能选取最合适的器件。 PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。 在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其它情况则最好选用模块式结构的PLC。 本实验需要6个红绿灯，分别为L1、L2等。 电动机M1。M2、M3、M4。 开关SQ1、SQ2、SB1、SB2、D1、D2、D3、D4等。 传感器S1。4.2元器件清单元器件选择列表序号名称型号数量1灯泡220V72电磁阀34EF30-E10B24电动机JL14-25Z35传感器WBC0126P

12、LCFX2N-32MT-00117通讯电缆YDSLG18皮带PDSIECA-239电源SITOP310熔断器RL6-25311低压隔离器HD-11312按钮LA25213压力继电器JT4-22A314热继电器JR16-20/3315蜂鸣器14.3 硬件控制原理图五 软件设计5.1 设计思想及程序流程图（1） 软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，表明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。（2） 模拟调试。将设计好的程序下载到PLC主单元中。由外界信号源加入测试信号，可用按钮或小开关

13、模拟输入信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计的要求，并及时修改和调整程序，知道满足设计要求为止。5.2 I/O地址表序号数字量输入信号功能 元件PLC地址 1 启动按钮 SB1 X0 2 停止按钮 SB2 X1 3 料位检测 S1 X2 4 车到位 SQ1 X3 5 车满 SQ2 X4 序号数字量输出信号功能 元件 PLC地址 1 D1Y0 2 出料 D2Y1 3 料满 D3Y2 4 进料 D4Y3 5 绿灯信号 L1Y4 6 红灯信号 L2Y5 7 指示灯 L3Y26 8 指示灯 L4Y27 9 指示灯 L5Y

14、20 10 指示灯 L6Y21 11 1#皮带运行 M1Y6 12 2#皮带运行 M2Y7 13 3#皮带运行 M3 Y10 14 4#皮带运行 M4 Y11 5.3设计与说明 初始状态下，若传感器S1为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开始进料，若 传感器S1为ON，进料阀关闭。装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON时，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭。 当限位开关SQ1置为ON时，电动机M4启动，指示灯L3亮，经过2S后；在启动电动机M3，指示灯L4亮，经过2S后；在启动电动机M2，指示灯L5亮，经过2S后；在启动电动机M1，指示灯L6亮。 在经过2S后，出料阀D2打开，物料

15、经过料斗出料，当车装满时，限位开关 SQ2为ON，料斗关闭。 经过2S后，电动机M1停止，指示灯L3灭；在经过2S后，电动机M2停止， 指示灯L4灭；在经过2S后，电动机M3停止，指示灯L5灭；在经过2S后，电 动机M4停止，指示灯L6灭。 红灯L2灭，绿灯L1亮，表明车可以开走。按下停止按钮SB2，自动配料 装车的整个系统终止运行。电路外部接线 六 运行调试系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OOF（料斗中的物料已满），则停止进料（D4亮）。当

16、S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。M1、M2、M3、M4正常工作时L3 常亮，若有一个电机不正常工作，则L3不亮且蜂鸣器

17、M5工作发出警告停机控制时按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。此时整个系统完全停止。当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，料斗出料口关闭，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如M1故障，M1，立即停，料斗出料口D2关闭，经过2秒延迟，M2停。在经过2秒，M3停止。经过2秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行2秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。 七 小结 自动配料监控系统具有运行可靠、功能齐全、投资低

18、、升级方便等特点，采用全汉化操作界面，在线组态，形象直观，易于操作。监控系统提供了较完善的系统运行信息和产品信息，为现场操作人员创造了高效率的工作环境，实现了较为先进的过程控制和管理技术水平，并减轻了系统维护的工作量。 本系统投入运行以来，各项指标均满足技术要求，并极大地改善了操作员的劳动强度，明显地提高了生产效率精细化工的自动配料监控系统，采用DCS集散控制方式分析监控系统的结构和功能，研究其控制过程，实现人机对话自动控制、集中管理、实时记录、显示与报警等功能。在精细化工生产工艺中，自动配料系统是一道非常重要的工序，它由前、后配料两个子系统组成。选用西门子S7300 PLC构成数据采集控制系

19、统，模块化设计，经济实用。 全自动配料控制系统在各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，开方性，免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。 本实验采用PLC控制方式来实现自动配料系统，实现物料传送、下料控制、故障检测等功能。配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。整个系统自动进行提高了配料精度和速度。 致谢本次课程设

20、计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者有较强的思维能力和操作动手能力。这次课程设计是我对PLC程序的编程、录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。程序的创新是很需要被看重的，因为往往在动脑思考创新中会有更多的收获，学到更多的知识。这次课程设计中，虽然我们都没有什么经验，但是在老师的教导下，同学的鼓舞和帮助下最终圆满的完成了设计任务。在整个过程当中，有许多人给了我启发和帮助，在课程设计完成之际，我要在此感谢帮助我的同学和老师。感谢任课老师给我们的精心讲解和提供适用的资料；感谢同学对我学习上的交流和帮助，感谢学校提供这样一个让我自己动手的好机会！参考文献（1）电气控制与可编程控制器 化学工业出版社 史国生（2）实验指导书 常州工学院 罗慧芳(3)PLC基础应用 机械工业出版社 廖常初(4)可编程控制原理与应用 北京理工大学出版社 范次猛(5)可编程控制应用技术实训指导 化学工业出版社 李俊秀(6)电气控制与PLC应用 北京机械工业出版社 余雷生 方宗达附录1.主电路图2控制电路图3.程序（梯形图）-