基于西門子PLC200及組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目 基于西門子 PLC200 及組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 英文 Design of Ingredients Production Line Control System Based on Siemens PLC200 and Kingview 院 別 自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 xxx 學(xué) 號(hào) xxx 指導(dǎo)教師 xxx 日 期 2012 年 5 月 基于西門子 PLC200 及組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 隨著社會(huì)的進(jìn)步 科技日新月異 從 18 世紀(jì) 60 年代的以蒸汽機(jī)為主要?jiǎng)恿Φ墓?業(yè)革命開(kāi)始直到現(xiàn)在 工業(yè)的生產(chǎn)線經(jīng)歷過(guò)了 300 多年的發(fā)展歷史 已經(jīng)發(fā)展到了今 天的全自動(dòng)化大批量生產(chǎn) 可以說(shuō)現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)離不開(kāi)自動(dòng)化的生產(chǎn)線了 自動(dòng)化生 產(chǎn)線不僅可以大幅度地提高生產(chǎn)效率 而且還可以提高精度 提高合格率 減輕人的 工作量等好處 在工業(yè)如此發(fā)達(dá)的今天 生產(chǎn)線控制系統(tǒng)逐漸地由 PLC 控制代替原來(lái) 的單片機(jī)或機(jī)械電氣控制 其許多功能是傳統(tǒng)的控制技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的 本設(shè)計(jì)針對(duì)我國(guó)一些小型企業(yè)的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)現(xiàn)狀 將西門子 S7 200 系列 的 PLC 應(yīng)用于小型的配料生產(chǎn)線 再由組態(tài)王作為人機(jī)交互的界面作為遠(yuǎn)程控制和監(jiān) 控作用 本設(shè)計(jì)通過(guò)合理的選擇和編程 不僅可以提高配料生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率 降低 成本 提高安全可靠性 還可以根據(jù)不同的配料合理調(diào)整 PLC 程序的參數(shù) 而且可以 直接通過(guò)組態(tài)王監(jiān)控 控制和調(diào)整參數(shù) 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制 提高人性化 關(guān)鍵詞 生產(chǎn)線 PLC 組態(tài)王 Design of Ingredients Production Line Control System Based on the Siemens PLC200 and Kingview ABSTRACT With the progress of society and the great changes of science and technology from the 1760s when the steam engine is acted as the main power of the beginning of the industrial revolution to now industrial production lines have experienced 300 year developmental history and has developed into fully automated mass production currently It can be said that modern industry has been inseparable from the automated production line Automatic production line not only can greatly improve the production efficiency but also can improve the precision boost qualified rate reduce the workload Nowadays industry is developed and production line control system is r gradually replaced the original single chip computer or electrical machinery control with the PLC control Many of its functions can not be achieved just through traditional control technology This paper aims to small business ingredient production line control system in our country and applys the PLC of Siemens S7 200 series to small batch production line and treats kingview as a human computer interaction interface for remote control and monitoring function This paper through the reasonable selection and programming can not only improve the batching production efficiency reduce the cost improve the safety and reliability and make reasonable adjustment of PLC program parameters according to the different ingredients but also can directly via the kingview s monitor control and adjustment of parameters to realize the remote control and improve humanization Key words Production Line PLC Kingview 目 錄 1 緒論 1 1 1 配料生產(chǎn)線的發(fā)展概括 1 1 2 單片機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)與存在問(wèn)題 2 1 3 PLC 控制配料生產(chǎn)線的特點(diǎn) 2 1 4 組態(tài)王的特點(diǎn) 3 1 5 課題研究的意義和目的 4 2 可編程邏輯控制器 PLC 概要 5 2 1 PLC 簡(jiǎn)介 5 2 2 可編程控制器 PLC 的特點(diǎn) 5 2 2 1 硬件的可靠性 5 2 2 2 編程簡(jiǎn)單 使用方便 6 2 2 3 接線簡(jiǎn)單 通用性好 6 2 2 4 可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 6 2 2 5 易于安裝 便于維護(hù) 7 2 3 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 7 2 3 1 中央處理單元 CPU 7 2 3 2 存儲(chǔ)器 RAM ROM 8 2 3 3 輸入輸出單元 I O 單元 8 2 3 4 電源 8 2 3 5 編程器 9 2 4 PLC 的工作原理 9 3 配料生產(chǎn)線系統(tǒng)分析 10 3 1 配料生產(chǎn)線系統(tǒng)的概述與分類 10 3 2 配料生產(chǎn)線系統(tǒng)的組成 11 3 3 配料生產(chǎn)線的控制要求 12 3 4 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的流程圖 13 3 5 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的性能及特點(diǎn) 14 3 6 配料自動(dòng)控制過(guò)程 14 4 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 16 4 1 配料生產(chǎn)線的工藝 16 4 2 可編程控制器 PLC 的選型 17 4 2 1 輸入輸出 I O 點(diǎn)數(shù)的確定 17 4 2 2 內(nèi)存估計(jì) 18 4 2 3 PLC 的類型 18 4 2 4 輸入輸出模塊的選擇 18 4 2 5 電源的選擇 18 4 2 6 經(jīng)濟(jì)性的考慮 19 4 2 7 機(jī)型的選擇 19 4 3 變頻器的選擇 20 4 3 1 變頻器的概述 20 4 3 2 傳送帶和攪拌機(jī)的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 20 4 3 3 變頻器型號(hào)的選擇 21 4 4 電機(jī)的選擇 21 4 4 1 電機(jī)選擇的基本內(nèi)容 21 4 4 2 連續(xù)工作制的電機(jī)容量選擇 23 4 4 3 電機(jī)型號(hào)的選擇 24 4 4 4 系統(tǒng)的硬件框圖 25 5 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的軟件設(shè)置 27 5 1 編程軟件 STEP7 的概述 27 5 2 程序設(shè)計(jì)常用方法 28 5 2 1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 28 5 2 2 邏輯設(shè)計(jì)法 28 5 2 3 順序控制法 28 5 3 PLC 地址分配 29 5 3 1 輸入 輸出的分配如下 29 5 3 2 PLC 外部接線圖 30 5 3 3 PLC 符號(hào)表 31 5 4 各程序段模塊分析 31 5 4 1 初始化參數(shù) 31 5 4 2 三種啟動(dòng)方式 32 5 4 3 傳送帶 1 號(hào)運(yùn)料 34 5 4 4 攪拌配料與運(yùn)走配料 35 5 4 5 程序的循環(huán)設(shè)定 38 5 4 6 指示燈和報(bào)警部分 40 6 系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面編程 43 6 1 組態(tài)王的簡(jiǎn)介 43 6 2 組態(tài)王與 PLC 的通訊 45 6 3 組態(tài)變量 46 6 4 主畫(huà)面 47 6 5 實(shí)時(shí)趨勢(shì)畫(huà)面 49 6 6 參數(shù)調(diào)節(jié)畫(huà)面 49 6 7 編程語(yǔ)言 51 7 結(jié)論與展望 53 7 1 結(jié)論 53 7 2 心得 53 7 3 展望 54 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 0 1 緒論 1 1 配料生產(chǎn)線的發(fā)展概括 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展 微機(jī)配料控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了人工手動(dòng) 控制 機(jī)械電氣控制 單片機(jī)控制 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)集中 控制等幾個(gè)階段 在第一個(gè)階段 微機(jī)配料設(shè)備龐大 各設(shè)備之間互不聯(lián)系 或者聯(lián)系甚少 由現(xiàn) 場(chǎng)的操作人員只能監(jiān)視和操作一個(gè)至兩個(gè)計(jì)量稱 并且手工記錄配料的相關(guān)數(shù)據(jù) 在 很大程度上產(chǎn)品的質(zhì)量取決于操作員的熟練程度 在第二階段 隨著電子管 晶體管技術(shù)的飛速發(fā)展 逐漸出現(xiàn)了各種小型化的微 機(jī)配料電動(dòng)組合儀表 但電動(dòng)組合儀表也存在著兩大問(wèn)題 一是電噪聲的問(wèn)題比較嚴(yán)重 為克服噪聲 不得不采用極為復(fù)雜的電子線路 另一個(gè)問(wèn)題是由于微機(jī)配料系統(tǒng)所控對(duì) 象 所處環(huán)境常常都很惡劣 電子元器件的老化嚴(yán)重 抗干擾的能力和可靠性不高 單片機(jī)配料系統(tǒng)是在大規(guī)模集成芯片技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的 單片機(jī)配料系統(tǒng) 較之前兩種配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路復(fù)雜程度降低 可靠性大大的提高 而且滿足了用戶實(shí) 用性的要求 所以迄今為止 單片機(jī)配料系統(tǒng)仍然在一定程度上占據(jù)了中小型企業(yè)配 料生產(chǎn)的主控地位 同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大 計(jì)算機(jī)技術(shù)的 迅猛發(fā)展 基于 STD 總線或 PC 總線的工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 例如 PLC 應(yīng)用提上了日 程 并且迅速的在中國(guó)形成熱潮 主要是因?yàn)楣I(yè)控制計(jì)算機(jī)可靠性高 小巧結(jié)構(gòu) 組成系統(tǒng)功能靈活 組態(tài)方便 具有小型化 模塊化 組合化 標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn) 隨著 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用 基于工控機(jī)的配料系統(tǒng)也出現(xiàn)在工業(yè)場(chǎng)合 這種配料系 統(tǒng)大多采用集中控制方式 計(jì)算機(jī)除具有工藝流程控制 工況實(shí)時(shí)顯示 提供數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 報(bào)表打印等功能外 還要完成對(duì)各對(duì)象的直接控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù) 近些年來(lái) 隨著電工電子技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展 電氣傳 動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命 即采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取 代模擬控制技術(shù)己成為發(fā)展趨勢(shì) 電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電 改善工藝流程 以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境 推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段 變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào) 速和起制動(dòng)性能 高效率 高功率因數(shù)和節(jié)電效果 廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn) 而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式但在總體上 我國(guó)在配料控制系統(tǒng)上存在 技術(shù)落后 企業(yè)平均規(guī)模小 綜合生產(chǎn)水平低等問(wèn)題 因此 提高配料的自動(dòng)化程度 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 和產(chǎn)品的質(zhì)量 成為當(dāng)前十分緊迫的問(wèn)題 1 2 單片機(jī)控制系統(tǒng)特點(diǎn)與存在問(wèn)題 單片機(jī)雖然有一個(gè)五臟俱全的微計(jì)算機(jī)但由于本身無(wú)自開(kāi)發(fā)能力 必須借助開(kāi)發(fā) 工具來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件 以及對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行診斷 另外 單片機(jī)內(nèi)的 ROM 比較小 所 以在設(shè)計(jì)中系統(tǒng)必須在外面配置 EPROM 電路和擴(kuò)展電路 所以在該項(xiàng)目中運(yùn)用該方 案必須完成 1 硬件電路的設(shè)計(jì) 組裝 調(diào)試 2 應(yīng)用軟件的編制 調(diào)試 3 應(yīng)用 軟件的鏈接調(diào)試 固化 脫機(jī)運(yùn)行 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多 接線線路復(fù)雜 且觸點(diǎn)容易燒壞 磨損 造成接觸不良 因而故障率較高 依據(jù)單片機(jī)目前的發(fā)展?fàn)顩r 該方案的優(yōu)點(diǎn)是 1 成本較低 由于現(xiàn)在單片機(jī)的 價(jià)格相對(duì)都比較低 而且外圍電路的元器件價(jià)格也不高 所以整體設(shè)計(jì)起來(lái) 成本比 較低 2 可以對(duì)外部存儲(chǔ)容量根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展 設(shè)計(jì)可以相對(duì)比較靈活 3 由于現(xiàn) 存有許多已經(jīng)設(shè)計(jì)很完善的子程序 在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中可以直接調(diào)用 減少較大工作 量 其缺點(diǎn)為 1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜 運(yùn)用該方案 該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包含擴(kuò) 展電路部分和系統(tǒng)配置電路部分 所以該系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)工作量相對(duì)較大 影響系統(tǒng)開(kāi) 發(fā)的時(shí)間 2 系統(tǒng)的抗干擾能力相對(duì)較差 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 雖然注意了芯片 器件選 擇 去耦濾波 電路板的布線 通道隔離以及屏蔽 但由于工廠的條件比較差 很難 保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性 3 系統(tǒng)需要自己設(shè)計(jì)電源 而且不能保證系統(tǒng)的可靠運(yùn) 行 4 維護(hù)維修相對(duì)比較麻煩 維修需要的時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng) 1 3 PLC 控制配料生產(chǎn)線的特點(diǎn) 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展 工業(yè)自動(dòng)生產(chǎn)線越來(lái)越發(fā)達(dá) PLC 在工業(yè)配料生產(chǎn)線控制 上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開(kāi)關(guān)控制功能 由于 PLC 具有邏輯運(yùn)算 計(jì)數(shù)和定時(shí)以 及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能 在配料生產(chǎn)控制過(guò)程中 各種邏輯開(kāi)關(guān)控制與 PLC 很好的結(jié) 合 很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)線的控制 本文主要討論研究利用西門子公司可編程控制器對(duì)配料生產(chǎn)線的控制 形成配料 生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 并用組態(tài)王進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控 可編程控制器充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求 同 時(shí)照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)人員的技能和習(xí)慣 擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá) 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 方式 獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件結(jié) 構(gòu) 使用戶程序的編制清晰直觀 方便易學(xué) 調(diào)試和查錯(cuò)都很容易 用戶買到所需要 的 PLC 后 只需按說(shuō)明書(shū)或提示 做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作 就可以 靈活而方便地將 PLC 應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐 而且用戶程序的編制 修改和調(diào)試都不需要具 有專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí) PLC 現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱 PLC CAD CAM ROBOT 之一 以其可靠性 邏輯功能強(qiáng) 體積小 可在線修 改控制程序 具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能 易與計(jì)算機(jī)接口 能對(duì)模擬量進(jìn)行控制 具備 高速記數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能 日益取代有大量中間繼電器 時(shí)間繼電器 記數(shù)繼電器等組成的繼電 接觸控制系統(tǒng) 在機(jī)械 化工 石油 冶金 輕工 電子 紡織 食品 交通等各行各業(yè)都得到廣泛的應(yīng)用 總之 配料生產(chǎn)線的控制是比較復(fù)雜的 在計(jì)算機(jī)誕生前的幾十年里 繼電器控 制系統(tǒng)為生產(chǎn)線控制的發(fā)展起到了巨大的作用 然而其控制性能與自身的功能已經(jīng)無(wú) 法滿足與適生產(chǎn)線控制的要求和發(fā)展 與 PLC 相比較 存在質(zhì)的差別 生產(chǎn)線使用繼 電接觸器控制的時(shí)代 很難設(shè)計(jì)出質(zhì)量?jī)?yōu)良的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 而現(xiàn)在 可編程 控制器的使用為配料生產(chǎn)線的控制提供了更廣闊的空間 PLC 是專門為工業(yè)過(guò)程控制 而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備 使得它的體積大大減小 功能不斷完善 過(guò)程的控制更平穩(wěn) 可 靠 抗干擾性能增強(qiáng) 機(jī)械與電氣部件被機(jī)結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi) 把儀表 電子和計(jì)算 機(jī)的功能綜合在一起 因此它已成為生產(chǎn)線運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù) 1 4 組態(tài)王的特點(diǎn) 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作越來(lái)越重要 組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件 是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng) 它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟 硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取 代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng) 它具有適應(yīng)性強(qiáng) 開(kāi)放性好 易于擴(kuò)展 經(jīng)濟(jì) 開(kāi)發(fā)周期短等 優(yōu)點(diǎn) 通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層 監(jiān)控層 管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu) 其中監(jiān) 控層對(duì)下連接控制層 對(duì)上連接管理層 它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制 且在 自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá) 組態(tài)開(kāi)發(fā)的重要作用 尤其考慮三方面問(wèn)題 畫(huà)面 數(shù)據(jù) 動(dòng)畫(huà) 通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析 采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè) 計(jì) 組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫(huà)面 有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控 而且 它能充分利用 Windows 的圖形編輯功能 方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面 并以動(dòng)畫(huà)方式顯示控 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 制設(shè)備的狀態(tài) 具有報(bào)警窗口 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等 可便利的生成各種報(bào)表 它還具有 豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式 數(shù)據(jù)鏈接功能 本設(shè)計(jì)就是用組態(tài)王與 PLC 通訊 實(shí)現(xiàn)對(duì)配料生產(chǎn)線的監(jiān)控與遠(yuǎn)程操作 參數(shù)調(diào) 節(jié)等功能 1 5 課題研究的意義和目的 隨著人類的進(jìn)步 社會(huì)的發(fā)展 科技的創(chuàng)新 自動(dòng)化生產(chǎn)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 已 經(jīng)逐步代替手工生產(chǎn) 現(xiàn)代的生產(chǎn)流水線已經(jīng)越來(lái)越自動(dòng)化了 尤其是生產(chǎn)線上的配 料添加 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 經(jīng)常需要將多種原料按一定的比例混合 以制造某種產(chǎn)品 這種將一種原料與其它幾種原料按事先設(shè)定的比例進(jìn)行混合配料 然后自動(dòng)送到攪拌 機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用 它能根據(jù)事先 設(shè)定的配料單 將各種不同的原料通過(guò)稱料傳感器把不同的配料進(jìn)行稱量 隨著計(jì)算機(jī) 工控系統(tǒng) 控制系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)的不錯(cuò)發(fā)展和完善 自動(dòng)化系統(tǒng)得 到了極大的完善 然而配料系統(tǒng)在諸多行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中占有極其重要的地位 配料工序的合理性 穩(wěn)定性 準(zhǔn)確性以及快速性直接影響到了以后的各生產(chǎn)環(huán)節(jié) 現(xiàn) 在 PLC 由于它的可靠性高 效率高 穩(wěn)定性好 編程容易等優(yōu)點(diǎn) 使得它在市場(chǎng)上得 到了極大的應(yīng)用 PLC 的極大應(yīng)用提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 在整個(gè)配料行業(yè)具 有廣闊的應(yīng)用前景 本論文設(shè)計(jì)采用西門子 PLC200 控制配料生產(chǎn)線 運(yùn)用 PLC 與傳感器結(jié)合 實(shí)現(xiàn) 配料生產(chǎn)線的自動(dòng)配料生產(chǎn) 該生產(chǎn)線主要由料倉(cāng) 倉(cāng)壁振動(dòng)器 喂料器 傳送帶 中間倉(cāng) 混合倉(cāng) 攪拌機(jī)組成 各振動(dòng)器 攪拌機(jī)和傳送帶由電機(jī)拖動(dòng) 采用變頻器 實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速 中間倉(cāng)和混合倉(cāng)卸料門則由電磁閥控制 當(dāng)某臺(tái)電機(jī)過(guò)載時(shí)電鈴報(bào)警 并禁止所有輸出 故障排除后才能繼續(xù)工作 另外用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)這套系統(tǒng)的監(jiān)控和遠(yuǎn) 程控制 設(shè)計(jì)出性價(jià)比最高的一套配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 投入社會(huì) 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 2 可編程邏輯控制器 PLC 概要 2 1 PLC 簡(jiǎn)介 PLC 即可編程控制器 Programmable logic Controller 是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的 新型工業(yè)控制裝置 在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì) International Electrical Committee 頒 布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義 PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller 中文全稱為可編程邏輯控制器 定義 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) 專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 它采用一類可編程 的存儲(chǔ)器 用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序 執(zhí)行邏輯運(yùn)算 順序控制 定時(shí) 計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等 面向用戶的指令 并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置 它采用 可以編制程序的存儲(chǔ)器 用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算 順序運(yùn)算 計(jì)時(shí) 計(jì)數(shù)和 算術(shù)運(yùn)算等操作的指令 并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出 控制各種類型的機(jī) 械或生產(chǎn)過(guò)程 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體 易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì) 2 2 可編程控制器 PLC 的特點(diǎn) 2 2 1 硬件的可靠性 PLC 是在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 一個(gè)設(shè)計(jì)良好的 PLC 能置于有很 強(qiáng)的電噪聲 電磁干擾 機(jī)械振動(dòng) 極端溫度和濕度很大的環(huán)境中 在硬件設(shè)計(jì)方面 首先是選用優(yōu)質(zhì)器件 再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 加固 簡(jiǎn) 化安裝 使它易于抗振動(dòng)沖擊 對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì) 加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格 的工藝措施 而且在電路 結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式 例如 在輸入 輸出 電路中都采用了光電隔離措施 做到電浮空 既方便接地 用提高了抗干擾性能 各 個(gè) I O 端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外 還加上了數(shù)字濾波 內(nèi)部采用了電磁屏 蔽措施 防止輻射干擾 采用了較先進(jìn)的電源電路 以防止由電源回路串入的干擾信 號(hào) 采用了較合理的電路程序 一旦某模塊出現(xiàn)故障 進(jìn)行在線插拔 調(diào)試時(shí)不會(huì)影 響各機(jī)的正常運(yùn)行 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 由于 PLC 本身具有很高的可靠性 所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入 輸出的部 件上 以及如傳感器件 限位開(kāi)關(guān) 光電開(kāi)關(guān) 電磁電機(jī)等外圍裝置上 2 2 2 編程簡(jiǎn)單 使用方便 用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 常使用匯編語(yǔ)言編程 難于掌握 要求使用者具有一定水 平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí) PLC 采用面向控制過(guò)程 面向問(wèn)題的 自然語(yǔ)言 編程 容易掌握 例如 目前打 多數(shù) PLC 均采用的梯形圖語(yǔ)言編程方式 既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感 又顧 及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受 易于編程 程序改變時(shí)也容易修改 很靈活方便 這種面向控制過(guò)程 面向問(wèn)題的編程方式 與目前微機(jī)控制常用的匯編語(yǔ)言相比 雖然在 PLC 內(nèi)部增加了解釋程序 增加了程序執(zhí)行時(shí)間 但對(duì)大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備 來(lái)說(shuō) 這是微不足道的 2 2 3 接線簡(jiǎn)單 通用性好 PLC 的接線只需將輸入信號(hào)的設(shè)備 按鈕 開(kāi)關(guān)等 與 PLC 輸入端子連接 將接 受輸出信號(hào)執(zhí)行控制任務(wù)的執(zhí)行元件 接觸器 電磁閥等 與 PLC 輸出端子連接 接 線簡(jiǎn)單 工作最少 省去了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)接線和拆線的麻煩 PLC 的編程邏 輯提供了能隨要求而改變的 接線網(wǎng)絡(luò) 這樣生產(chǎn)線的自動(dòng)化過(guò)程就能隨意改變 這 種性能使 PLC 具有很高的經(jīng)濟(jì)效益 用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件接口實(shí)際上是 PLC 的組成部分 模塊化的自診斷接口電 路能指出故障 并易于排除故障與替換故障部件 這樣的軟硬件設(shè)計(jì)就使現(xiàn)場(chǎng)電氣人 員與技術(shù)人員易于是用 2 2 4 可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) PLC 可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)可分為兩類 一類是低速網(wǎng)絡(luò) 采用主從 方式通信 傳輸速率從幾千波特到上萬(wàn)波特 傳輸距離為 500 2500m 另一類為高速 網(wǎng)絡(luò) 采用令牌傳送方式通信 傳輸速率為 1M 10Mbps 傳輸距離為 500 1000m 網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá) 1024 個(gè) 這兩類網(wǎng)絡(luò)可以級(jí)連 網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和 計(jì)算機(jī) 從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò) 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 2 2 5 易于安裝 便于維護(hù) PLC 安裝簡(jiǎn)單而且功能有效 其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所 需空間的一半的地方 在從繼電器系統(tǒng)改換到 PLC 系統(tǒng)的情況下 PLC 小的模塊結(jié)構(gòu) 使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端 其實(shí)改換很方便 只要將輸入 輸出 設(shè)備連向接線端即可 在大型安裝中 長(zhǎng)距離輸入 輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn) 長(zhǎng)距離站通過(guò)同軸電纜獲 雙扭線連向 CPU 這種配置大大減少了物料和勞力 長(zhǎng)距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng) 不同部分可在到達(dá)安裝場(chǎng)地前由 PLC 制造商預(yù)先連好線 這一方法大大減少了電氣技 術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間 從一開(kāi)始 PLC 便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo) 由于幾乎所有器件都是固態(tài)的 維護(hù) 時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件 故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件中 就能指 示器是否正常工作 借助于編程設(shè)備可見(jiàn)輸入 輸出是 ON 還是 OFF 還可寫編程指令 來(lái)報(bào)告故障 PLC 的這些及其他特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分 一旦安裝后 其 作用立即顯現(xiàn) 其收益也馬上實(shí)現(xiàn) 向其他智能設(shè)備一樣 PLC 的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng) 用時(shí)的創(chuàng)造性 2 3 PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 2 3 1 中央處理單元 CPU CPU 是 PLC 的核心 起神經(jīng)中樞的作用 每套 PLC 至少有一個(gè) CPU 它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù) 用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝 置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù) 并存入規(guī)定的寄存器中 同時(shí) 診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工 作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等 進(jìn)入運(yùn)行后 從用戶程序存貯器中逐條讀取指令 經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào) 去指揮有關(guān)的控制電路 CPU 主要由運(yùn)算器 控制器 寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù) 控制及狀態(tài)總 線構(gòu)成 CPU 單元還包括外圍芯片 總線接口及有關(guān)電路 內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及 數(shù)據(jù) 是 PLC 不可缺少的組成單元 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù) 它們決定著 PLC 的工作速度 IO 數(shù)量 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 及軟件容量等 因此限制著控制規(guī)模 2 3 2 存儲(chǔ)器 RAM ROM 存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序 用戶程序及工作數(shù)據(jù) 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱 為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器 存放工作數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 器稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 常用的存儲(chǔ)器有 RAM EPROM 和 EEPROM RAM 是一種可進(jìn) 行讀寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器存放用戶程序 生成用戶數(shù)據(jù)區(qū) 存放在 RAM 中的用戶程序 可方便地修改 RAM 存儲(chǔ)器是一種高密度 低功耗 價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 可用 鋰電池做備用電源 掉電時(shí) 可有效地保持存儲(chǔ)的信息 EPROM EEPROM 都是只讀 存儲(chǔ)器 用這些類型存儲(chǔ)器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序 2 3 3 輸入輸出單元 I O 單元 PLC 與電氣回路的接口 是通過(guò)輸入輸出部分 I O 完成的 I O 模塊集成了 PLC 的 I O 電路 其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài) 輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài) 輸 入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng) 輸出模塊相反 I O 分為開(kāi)關(guān)量輸入 DI 開(kāi)關(guān)量輸出 DO 模擬量輸入 AI 模擬量輸出 AO 等模塊 開(kāi)關(guān)量是指只有開(kāi)和關(guān) 或 1 和 0 兩種狀態(tài)的信號(hào) 模擬量是指連續(xù)變化的量 常用的 I O 分類如下 開(kāi)關(guān)量 按電壓水平分 有 220VAC 110VAC 24VDC 按隔離方式分 有繼電 器隔離和晶體管隔離 模擬量 按信號(hào)類型分 有電流型 4 20mA 0 20mA 電壓型 0 10V 0 5V 10 10V 等 按精度分 有 12bit 14bit 16bit 等 除了上述通用 IO 外 還有特殊 IO 模塊 如熱電阻 熱電偶 脈沖等模塊 按 I O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量 I O 模塊可多可少 但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配 置的能力 即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制 2 3 4 電源 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源 同時(shí) 有的還為輸入電路 提供 24V 的工作電源 電源輸入類型有 交流電源 220VAC 或 110VAC 直流電源 常用的為 24VAC 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 2 3 5 編程器 編程器是 PLC 的最重要外圍設(shè)備 利用編程器將用戶程序送入 PLC 的存儲(chǔ)器 還 可以用編程器檢查程序 修改程序 監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài) 除此以外 在個(gè)人計(jì)算機(jī) 上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖?即可用個(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì) PLC 編程 利用微機(jī)作為編程 器 可以直接編制并顯示梯形圖 2 4 PLC 的工作原理 PLC 具有微機(jī)的許多特點(diǎn) 但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同 微機(jī)一般采用 等待命令的工作方式 PLC 則采用循環(huán)掃描工作方式 在 PLC 中 用戶程序按先后順 序存放 CPU 從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序 直至遇到結(jié)束符后又返回第一條 如此周 而不斷循環(huán) 每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期 一個(gè)掃描周期大致可分為 I O 刷新和執(zhí) 行指令兩個(gè)階段 所謂 I O 刷新即對(duì) PLC 的輸入進(jìn)行一次讀取 將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入 PLC 中存入內(nèi)部寄存器 同時(shí)將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端 這實(shí)際是將存入輸入 輸 出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新 故稱為 I 輸入 O 輸出 刷新 由此可見(jiàn) 若輸入變量在 I O 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化 則本次掃描期間輸出端也 會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化 或者說(shuō)輸出隊(duì)輸入產(chǎn)生了響應(yīng) 反之 若在本次 I O 刷新之后 輸入變量才發(fā)生變化 則本次掃描輸出不變 即不響應(yīng) 而要到下一次掃描期間輸出 才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng) 由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式 所以它的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)速度 要受掃描周期的影響 掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于這幾個(gè)因數(shù) 一是 CPU 執(zhí)行指令的 速度 二是每條指令占用的時(shí)間 三是指令條數(shù)的多少 即程序的長(zhǎng)短 對(duì)于慢速控制系統(tǒng) 響應(yīng)速度常常不是主要的 故這種方式不但沒(méi)有壞處反而可 以增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力 因?yàn)楦蓴_常是脈沖式的 短時(shí)的 而由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢 常 常要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次 而多次掃描后 瞬間干擾所引起的誤動(dòng)作將會(huì)大大減 少 故增加了抗干擾能力 但對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格 響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng) 這一問(wèn)題就需慎重考慮 應(yīng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間作出精確的計(jì)算 精心編排程序 合理安排指令的順序 以盡可能減少 周期造成的響應(yīng)延時(shí)等的不良影響 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3 配料生產(chǎn)線系統(tǒng)分析 3 1 配料生產(chǎn)線系統(tǒng)的概述與分類 自動(dòng)化稱重配料控制系統(tǒng) 又稱自動(dòng)配料生產(chǎn)線系統(tǒng) 通常是由自動(dòng)配料電氣控 制系統(tǒng)和受控的給料裝置 設(shè)備 監(jiān)控系統(tǒng)所組成 與人工配料相比它不僅能夠在生 產(chǎn)中節(jié)省大量的勞動(dòng)成本 勞動(dòng)強(qiáng)度 減少環(huán)境對(duì)人體的危害 還可以提高終端產(chǎn)品 的穩(wěn)定性 精確度 效率 為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大效益 對(duì)于不同物料的配料 需要定 制設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng) 自動(dòng)配料生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用于水泥 鋼鐵 玻璃 煤礦 制藥 飼料 建材 PVC 塑膠 橡膠 復(fù)合肥 制磚 食品 印染等眾多行業(yè) 現(xiàn)代自動(dòng)配料系統(tǒng)中常用到靜態(tài)模式及動(dòng)態(tài)配料模式 動(dòng)靜態(tài)組合模式 對(duì)于不 同系統(tǒng)模式 配料系統(tǒng)選型要根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行選型 1 靜態(tài)配料模式 靜態(tài)配料模式用于無(wú)連續(xù)配料要求的現(xiàn)場(chǎng) 這些現(xiàn)場(chǎng)對(duì)配料的時(shí) 間不高 可按批次進(jìn)行配料 批次允許存在一定的時(shí)間間隔 如高爐槽下上料前后兩 批時(shí)間間隔為三到五分鐘 每批料由多種物料組成 物料所占比率根據(jù)工藝要求在一 段時(shí)間內(nèi)相對(duì)固定 對(duì)單批料的組成比例要求并不嚴(yán)格 只要在較多批中物料組成比 例能達(dá)到工藝要求即可 靜態(tài)配料模式下 各種物料分部存放在不同料倉(cāng) 料倉(cāng)給料一般采用電振給料 螺旋給料或門式給料等形式 計(jì)量一般采用計(jì)量倉(cāng) 并配裝有壓式或拉式重力傳感器 進(jìn)行力轉(zhuǎn)換 信號(hào)經(jīng)二次儀表放大處理后進(jìn)入 PLC 或 DCS 等來(lái)完成計(jì)量 在一些對(duì)時(shí) 間要求寬的場(chǎng)合 可以采用一個(gè)計(jì)量小車進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)量 計(jì)量小車沿軌道運(yùn)行 依次 定位到各料倉(cāng)下按比例進(jìn)行物料配加 各種物料的配加量采用減差發(fā)計(jì)算 亦有采用 單一固定計(jì)量倉(cāng)方式的 各料倉(cāng)以環(huán)狀分布在一個(gè)計(jì)量倉(cāng)周圍 各物料的計(jì)量也采用 減差法 物料自溜槽或皮帶輸送機(jī)依次按比例配加到計(jì)量倉(cāng) 計(jì)量后的物料經(jīng)過(guò)集中后 一般形成層狀或段狀分布 經(jīng)輸送設(shè)備 如皮帶或小 車 輸送到受料口 進(jìn)行下一工序 即完成一批料的配加 由于物料計(jì)量 輸送 加 入等環(huán)節(jié)在 時(shí)間上可以重疊 在控制流程上可以采用并行方式 以節(jié)省上料時(shí)間 提 高上料速度 2 動(dòng)態(tài)配料模式 動(dòng)態(tài)配料適用于連續(xù)配料要求的現(xiàn)場(chǎng) 如燒結(jié)配料 焦化配料 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 這些現(xiàn)場(chǎng)對(duì)配料的連續(xù)性要求較高 一般不允許出現(xiàn)中間配料停止的情況 對(duì)各種物 料的配比要求比較嚴(yán)格 動(dòng)態(tài)配料系統(tǒng)計(jì)量一般采用電子皮帶秤或核子秤作為計(jì)量設(shè) 備 主機(jī)都帶有 PID 調(diào)節(jié)及報(bào)警功能 可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)倉(cāng)的自動(dòng)控制 對(duì)于整個(gè)自動(dòng)配 料系統(tǒng)而言 配料秤一般作為計(jì)量?jī)x表使用 有些自動(dòng)控制功能比較強(qiáng) 的配料秤可以 利用其自控功能 配料秤通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與控制主機(jī)進(jìn)行聯(lián)系 構(gòu)成一個(gè)分散式的體系 配料秤在體系中作為一個(gè)子站或從站 電子皮帶秤的計(jì)量原理及選型電子皮帶秤利用計(jì)量皮帶帶來(lái)運(yùn)輸物料 當(dāng)物流進(jìn) 過(guò)稱量段時(shí) 由稱量段進(jìn)行連續(xù)采樣 由傳感器將力電轉(zhuǎn)換為 MV 級(jí)信號(hào) 經(jīng)放大器 放大為電流信號(hào)后進(jìn)行遠(yuǎn)傳 電流信號(hào)可以與秤主機(jī)連接或直接與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接 秤主機(jī)或計(jì)算機(jī)完成零點(diǎn)校驗(yàn) 標(biāo)定 測(cè)試 控制等功能 稱量段是由一段皮帶 一組稱量拖量 支撐框架及力傳感器組成 機(jī)構(gòu)上有全懸 浮式 杠桿平衡式等多種形式 全懸浮式稱架結(jié)構(gòu)一般采用 4 只傳感器 半懸浮式一 般采用 1 或 2 只傳感器 杠桿平衡式一般采用 1 只傳感器 傳感器有拉式和壓式兩種 根據(jù)稱架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以選用不同的傳感器 多傳感器設(shè)計(jì)時(shí)各傳感器可以采用并行 和串行兩種連接方式 對(duì)電子皮帶秤而言 其秤架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與傳感器的選擇是整體計(jì)量精度的重要影 響因素 秤架要具備足夠強(qiáng)度 性變小 重量輕 傳感器要根據(jù)實(shí)際的負(fù)荷選擇 有 時(shí)會(huì)出現(xiàn)傳感器選擇會(huì)過(guò)大 信號(hào)空間過(guò)窄 信噪比小 導(dǎo)致計(jì)量精度差 波動(dòng)大等 后果 全懸浮式和半懸浮式稱架由于其稱架的重量加在傳感器上 傳感器量程比較大 相對(duì)靈敏度較差 此時(shí)要綜合考慮稱架及物流負(fù)荷的情況選擇傳感器 既要滿足最大 物料負(fù)荷的要求 還要盡量提高相對(duì)靈敏度 滿足計(jì)量精度的要求 3 2 配料生產(chǎn)線系統(tǒng)的組成 隨著工業(yè)的發(fā)展 配料生產(chǎn)線發(fā)展到現(xiàn)在也是多種多樣 各種配料生產(chǎn)線的控制 系統(tǒng)也是根據(jù)實(shí)際情況有所改動(dòng) 但是萬(wàn)變不離其中 本設(shè)計(jì)從最基本的配料生產(chǎn)線 控制系統(tǒng)出發(fā) 走大眾化路線 設(shè)計(jì)一套最普遍最基本的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 本配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用西門子 PLC200 和組態(tài)王組態(tài)軟件為工具 實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)的自動(dòng)控制 該生產(chǎn)線主要由 1 號(hào)和 2 號(hào)料倉(cāng) 倉(cāng)壁振動(dòng)器 喂料器 1 號(hào)和 2 號(hào)傳送帶 中間倉(cāng) 混合倉(cāng) 攪拌機(jī)組成 各振動(dòng)器 攪拌機(jī)和傳送帶由電機(jī) 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 拖動(dòng) 中間倉(cāng)和混合倉(cāng)卸料門則由電磁閥控制 當(dāng)某臺(tái)電機(jī)過(guò)載時(shí)電鈴報(bào)警并禁止所 有輸出 故障排除后才能繼續(xù)工作 一套控制系統(tǒng)必然少不了各種傳感器 本系統(tǒng)主要采用稱料傳感器對(duì)配料的量進(jìn) 行控制 一旦任意一個(gè)料倉(cāng)下料達(dá)到設(shè)定值 該料倉(cāng)的稱重傳感器就會(huì)起作用 停止 下料 當(dāng) 2 個(gè)料倉(cāng)的下料都達(dá)到設(shè)定值 這時(shí) 2 個(gè)料倉(cāng)都會(huì)停止下料 然后啟動(dòng) 1 號(hào) 傳送帶 把料送到下一個(gè)環(huán)節(jié) 3 3 配料生產(chǎn)線的控制要求 控制系統(tǒng)要求有自動(dòng) 單周期和手動(dòng)三種工作方式 在自動(dòng)工作方式下 按下啟 動(dòng)按鈕能連續(xù)不斷的循環(huán)工作 直到按下停止按鈕停止工作 在單周期工作方式下 按下啟動(dòng)按鈕后工作一個(gè)周期自動(dòng)停止工作 手動(dòng)工作方式下 可手動(dòng)調(diào)整 1 號(hào)傳送 帶 2 號(hào)傳送帶和攪拌機(jī) 每個(gè)工作周期的工作過(guò)程如下 1 按下啟動(dòng)按鈕后 兩個(gè)倉(cāng)壁振動(dòng)器和兩個(gè)喂料振動(dòng)器同時(shí)啟動(dòng) 料倉(cāng) 1 和料倉(cāng) 2 同時(shí)開(kāi)始下料 將配料喂入稱料倉(cāng) 2 當(dāng)稱料傳感器 SQ1 和 SQ2 接通時(shí) 對(duì)應(yīng)的倉(cāng)壁振動(dòng)器和喂料振動(dòng)器停止工作 停止喂料 同時(shí)啟動(dòng) 1 號(hào)送料傳送帶 3 延時(shí) 10 秒后啟動(dòng)兩個(gè)排料振動(dòng)器進(jìn)行排料 將稱料倉(cāng)中的配料通過(guò) 1 號(hào)傳送帶 送入中間倉(cāng) 4 延時(shí) 300 秒后啟動(dòng)攪拌機(jī) 1 號(hào)送料傳送帶停止工作 5 延時(shí) 3 秒后打開(kāi)中間倉(cāng)門 將中間倉(cāng)中的配料放入混合倉(cāng)通過(guò)攪拌機(jī)混合均勻 6 延時(shí) 300 秒后 開(kāi)啟混合倉(cāng)卸料門 啟動(dòng) 2 號(hào)傳送帶將混合均勻的配料送走 7 延時(shí) 300 秒后 全部停止工作 一個(gè)周期結(jié)束后回到初始狀態(tài)或繼續(xù)進(jìn)入下一個(gè) 周期 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 3 4 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的流程圖 圖3 1 系統(tǒng)流程圖 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 3 5 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的性能及特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)采用了多重連鎖功能 遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)功能 變頻器調(diào)速功能以及過(guò)載 短路保護(hù)功能 1 多重連鎖功能 本系統(tǒng)采用自動(dòng)控制按鈕 單周期運(yùn)行按鈕和手動(dòng)按鈕之間的互 相連鎖 一旦按下任意一個(gè)按鈕 在沒(méi)停止的情況下再按其它的按鈕無(wú)效 除此之外 還采用了各個(gè)環(huán)節(jié)和開(kāi)始按鈕的連鎖 一旦選用自動(dòng)按鈕或者單周期按鈕 在沒(méi)停止 之前或者一個(gè)周期未結(jié)束之前 再按下任意一個(gè)開(kāi)始按鈕無(wú)效 2 遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)功能 用組態(tài)王對(duì)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的界面 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制系 統(tǒng)的功能 包括參數(shù)的調(diào)節(jié) 開(kāi)關(guān)按鈕的控制等 除此之外還能觀看到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模 擬畫(huà)面 3 過(guò)載 短路保護(hù)功能 本系統(tǒng)同了熱繼電器對(duì)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載與短路保護(hù) 一旦電 機(jī)過(guò)載 就會(huì)引起熱繼電器的動(dòng)作 從而切斷電源并且報(bào)警 4 變頻器調(diào)節(jié) 本系統(tǒng)的電機(jī)調(diào)速采用變頻器調(diào)速 3 6 配料自動(dòng)控制過(guò)程 配料自動(dòng)控制是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵 它是保證配料比例在誤差范圍內(nèi)的重要保證 是保證成品質(zhì)量的重要手段 本配料系統(tǒng)的控制具有自動(dòng) 單周期和手段三種控制方 式 手動(dòng)控制比較簡(jiǎn)單 在此不予討論 以下主要討論自動(dòng)控制模式 自動(dòng)控制模式 的配料控制流程如下 1 選稱 如生產(chǎn)某種產(chǎn)品 根據(jù)配方需要幾種原料 有些產(chǎn)品的原料是單種存放的 需要選擇轉(zhuǎn)載這幾種原料的原料線 本文稱為選稱 2 測(cè)料 對(duì)選擇的電子秤的儲(chǔ)料倉(cāng) 進(jìn)行料檢測(cè) 若高出高料位 則發(fā)出超料警報(bào) 停止向料倉(cāng)排料 3 設(shè)定原料的比例 不同產(chǎn)品中各種原料的比例是不固定的 因此要生產(chǎn)某種產(chǎn)品 需要配置他們不同的比例 4 設(shè)定原料誤差范圍 5 設(shè)定電子秤承受的測(cè)量范圍 一般是以電子秤量程的 60 作為電子秤測(cè)量的 設(shè)定值 根據(jù)產(chǎn)品原料比例 計(jì)算每種原料的出料當(dāng)量 以一分鐘生產(chǎn)的混料為基準(zhǔn) 當(dāng)量除以電子秤的設(shè)定值 得到原料出料的當(dāng)料 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 6 啟動(dòng)每個(gè)配料皮帶的電機(jī) 代各電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后 打開(kāi)各原料出料扣控制閥門 注意應(yīng)逐步調(diào)大 一分鐘調(diào)節(jié)以此 根據(jù)電子秤測(cè)量的值 一分鐘測(cè) 30 次 求平均值 逐步調(diào)節(jié)到合適為止 7 進(jìn)入監(jiān)控程序 待控制穩(wěn)定后 進(jìn)入系統(tǒng)的微調(diào)控制過(guò)程 只需微調(diào)各出料的控 制閥門 維持系統(tǒng)在各原料的誤差范圍內(nèi) 超出范圍 系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)出料閥門的開(kāi)啟 程度 兩分鐘后 若問(wèn)題依然存在 則系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警 通知工作人員進(jìn)行錯(cuò)誤處理 若操作人員處理失敗 5 分鐘后系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)處理 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 4 配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 4 1 配料生產(chǎn)線的工藝 本配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的組成有 料倉(cāng) 稱料倉(cāng) 管道 1 號(hào)傳送帶 電機(jī) 中間 倉(cāng) 攪拌機(jī) 混合倉(cāng) 2 號(hào)傳送帶 整個(gè)控制系統(tǒng)的流程是 首先由各個(gè)料倉(cāng)下料到稱 料倉(cāng) 通過(guò)事先設(shè)定的參數(shù) 當(dāng)配料的重量達(dá)到設(shè)定值時(shí) 稱料倉(cāng)里面的傳感器就會(huì) 輸出信號(hào) 停止下料 開(kāi)啟 1 號(hào)傳送帶 延時(shí)一段時(shí)間后 啟動(dòng)排料振動(dòng)器把稱料倉(cāng) 的配料排到 1 號(hào)傳送帶 通過(guò) 1 號(hào)傳送帶傳送到中間倉(cāng)門 通過(guò)參數(shù)的設(shè)定 等到所 有的配料都排進(jìn)中間倉(cāng)門后 開(kāi)啟攪拌機(jī) 延時(shí)一段時(shí)間開(kāi)啟中間倉(cāng)門 配料進(jìn)入到 混合倉(cāng)門進(jìn)行攪拌階段 然后等到攪拌機(jī)運(yùn)行時(shí)間到 就開(kāi)啟混合倉(cāng)門 把配料排進(jìn) 2 號(hào)傳送帶 最后 2 號(hào)傳送帶把配料送走 本系統(tǒng)采用的料倉(cāng)是裝有倉(cāng)壁振動(dòng)器和喂料振動(dòng)器的料倉(cāng) 通過(guò)振動(dòng)器的振動(dòng) 把配料喂進(jìn)稱料倉(cāng) 而稱料倉(cāng)則是帶有稱料傳感器和排料振動(dòng)器的特殊倉(cāng) 通過(guò)稱料 傳感器的信號(hào)輸出 從而啟動(dòng) 1 號(hào)傳送帶 停止料倉(cāng)下料 再延時(shí)一段時(shí)間 稱料倉(cāng) 的排料振動(dòng)器就會(huì)開(kāi)啟 進(jìn)行排料 把配料排到 2 號(hào)傳送帶 中間倉(cāng)門和混合倉(cāng)門都 是采用電磁閥控制閥門開(kāi)啟關(guān)閉的倉(cāng)門 本系統(tǒng)主要的硬件是 PLC 電機(jī)和變頻器 接下來(lái)重點(diǎn)介紹 圖4 1 配料生產(chǎn)線工藝流程圖 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 4 2 可編程控制器 PLC 的選型 4 2 1 輸入輸出 I O 點(diǎn)數(shù)的確定 一個(gè)單線圈電磁閥用可編程控制器時(shí)需兩個(gè)輸入及一個(gè)輸出 一個(gè)雙線圈電磁閥 需三個(gè)輸入及兩個(gè)輸出 一個(gè)比例式電磁閥需三個(gè)輸入及五個(gè)輸出 一個(gè)按鈕需一個(gè) 輸入 一個(gè)光電開(kāi)關(guān)要占用一個(gè)或兩個(gè)輸入點(diǎn) 一個(gè)信號(hào)占用一個(gè)輸出點(diǎn) 而波段開(kāi) 關(guān) 有幾個(gè)波段就占用幾個(gè)輸入點(diǎn) 一般情況 各種位置開(kāi)關(guān)都要占用兩個(gè)輸入點(diǎn) I O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù) 再增加 10 20 的可擴(kuò)展余量后 作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù) 實(shí)際訂貨時(shí) 還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn) 對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整 本設(shè)計(jì)采用 PLC 構(gòu)成的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng) 按照該系統(tǒng)的組成 本系統(tǒng)設(shè)有電 磁閥控制的中間倉(cāng)門和混合倉(cāng)門共 2 個(gè) 這 2 個(gè)電磁閥采用單線圈電磁閥每個(gè)占用 1 個(gè)輸出點(diǎn) 各振動(dòng)器 攪拌機(jī)和傳送帶由電機(jī)拖動(dòng) 每個(gè)電機(jī)占用 1 個(gè)輸出點(diǎn) 總體 來(lái)說(shuō)設(shè)置 1 個(gè)自動(dòng)開(kāi)始按鈕 1 個(gè)單周期循環(huán)按鈕 1 個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)攪拌機(jī)按鈕 1 個(gè)停 止按鈕 2 個(gè)稱料傳感器輸入點(diǎn) 一個(gè)熱繼電器輸動(dòng)開(kāi)始按鈕 一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié) 1 號(hào)傳送 帶按鈕 一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié) 2 號(hào)傳送帶按鈕 一個(gè)手入點(diǎn) 一共輸入點(diǎn) 10 個(gè) 輸出點(diǎn)就有 1 2 號(hào)倉(cāng)料喂料振動(dòng)器 2 個(gè) 排料振動(dòng)器 1 個(gè) 攪拌機(jī) 1 個(gè) 中間倉(cāng)門 1 個(gè) 混合倉(cāng) 卸料門 1 個(gè) 1 號(hào)和 2 號(hào)傳送帶 2 個(gè) 指示燈 3 個(gè) 報(bào)警蜂鳴器 1 個(gè) 共 12 個(gè) 綜上所述 輸入點(diǎn)共有 10 個(gè) 輸出點(diǎn)共有 12 個(gè) 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也叫湊試法 在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上 根據(jù)被 控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求 憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇 組合 這種方法對(duì)于一些簡(jiǎn)單的控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較湊效的 可以收到快速 簡(jiǎn)單的效果 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的具體步驟如 下 1 確定輸入 輸出電器 2 確定輸入和輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù) 選擇 PLC 機(jī)型 進(jìn)行 I O 分配 3 做出系統(tǒng)動(dòng)作工程流程圖 4 選擇 PLC 指令并編寫程序 5 編寫其它控制控制要求的程序 6 將各個(gè)環(huán)節(jié)編寫的程序合理地聯(lián)系起來(lái) 即得到一個(gè)滿足控制要求的程序 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 4 2 2 內(nèi)存估計(jì) 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小 程序容量是存儲(chǔ) 器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小 因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量 設(shè)計(jì)階段 由于用戶應(yīng)用程序還未編制 因此 程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的 需在程序調(diào)試之 后才知道 為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算 通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái) 替代 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式 許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式 大體 上都是按數(shù)字量 I O 點(diǎn)數(shù)的 10 15 倍 加上模擬 I O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍 以此數(shù)為內(nèi)存的 總字?jǐn)?shù) 16 位為一個(gè)字 另外再按此數(shù)的 25 考慮余量 4 2 3 PLC 的類型 PLC 按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類 按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩 類 按 CPU 字長(zhǎng)分為 1 位 4 位 8 位 16 位 32 位 64 位等 從應(yīng)用角度出發(fā) 通 ?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型 整體型 PLC 的 I O 點(diǎn)數(shù)固定 因此用戶選擇的余地較小 用于小型控制系統(tǒng) 模 塊型 PLC 提供多種 I O 卡件或插卡 因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I O 點(diǎn)數(shù) 功能擴(kuò)展方便靈活 一般用于大中型控制系統(tǒng) 4 2 4 輸入輸出模塊的選擇 可編程控制器輸入模塊是檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 按鈕 限位開(kāi)關(guān) 接近開(kāi)關(guān) 等 的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào) 模型類型分直流 5 12 24 48 60V 幾種 交流 115V 和 220V 兩種 模塊輸出的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過(guò)程的控制信號(hào) 輸出模塊同 時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共段所允許通過(guò)的電流值 輸出模塊的電流值必 須大于負(fù)載電流的額定值 4 2 5 電源的選擇 PLC 的供電電源 除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn) PLC 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)和選 用外 一般 PLC 的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用 220VAC 電源 與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致 重要的 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 應(yīng)用場(chǎng)合 應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電 如果 PLC 本身帶有可使用電源時(shí) 應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求 否則應(yīng) 設(shè)計(jì)外接供電電源 為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC 對(duì)輸入和輸出信號(hào)的 隔離是必要的 有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離 由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展 存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降 因此 為保證應(yīng)用項(xiàng)目 的正常投運(yùn) 一般要求 PLC 的存儲(chǔ)器容量 按 256 個(gè) I O 點(diǎn)至少選 8K 存儲(chǔ)器選擇 需要復(fù)雜控制功能時(shí) 應(yīng)選擇容量更大 檔次更高的存儲(chǔ)器 4 2 6 經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇 PLC 時(shí) 應(yīng)考慮性能價(jià)格比 考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí) 應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性 可操作性 投入產(chǎn)出比等因素 進(jìn)行比較和兼顧 最終選出較滿意的產(chǎn)品 輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響 每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用 當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后 相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量 機(jī)架 母板等也要相應(yīng)增加 因此 點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPU 選用 存儲(chǔ)器容量 控制功能范圍等選擇都有影響 在估算和選用 時(shí)應(yīng)充分考慮 使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比 4 2 7 機(jī)型的選擇 選擇 PLC 時(shí) 應(yīng)考慮性能價(jià)格比 考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí) 應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性 綜上所述 根據(jù)具體情況 我們選擇 SIMATIC 小型 S7 200 系列 PLC S7 200 的 CPU226CN 輸入 輸出點(diǎn)數(shù)為 24 16 足以滿足要求 它適用于各行各業(yè) 各種場(chǎng)合 中的檢測(cè) 監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化 S7 200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中 或 相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能 S7 200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌 握 便捷的操作 豐富的內(nèi)置集成功能 實(shí)時(shí)特性 強(qiáng)勁的通訊能力 豐富的擴(kuò)展模 塊等 S7 200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能 使用范圍可覆蓋從替代 繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制 應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛 覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè) 自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域 包括各種機(jī)床 機(jī)械 電力設(shè)施 民用設(shè)施 環(huán) 境保護(hù)設(shè)備等等 基于西門子 PLC200 與組態(tài)王的配料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 4 3 變頻器的選擇 4 3 1 變頻器的概述 變頻技術(shù)是電力電子技術(shù)的主要組成部分 它主要應(yīng)用在交流電機(jī)的調(diào)速和供電 電源兩個(gè)領(lǐng)域 過(guò)去 調(diào)速傳動(dòng)方式的主流是晶閘管直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 但直流電 動(dòng)機(jī)本身存在一些固有的缺點(diǎn) 如受使用環(huán)境的條件限制 需要定期維護(hù)最高速度和 容量受限制等 而交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)除了可克服直流高速傳動(dòng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)外 還具有 交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可靠性高 節(jié)能 高精度 快響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn) 在交流調(diào)速傳動(dòng)的 各種方式中 變頻調(diào)速就是應(yīng)用最多的一種 因?yàn)樵诮涣麟妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差功率中 轉(zhuǎn)子 銅損部分的消耗是不可避免的 采用變頻調(diào)速的方式無(wú)論電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高低 轉(zhuǎn)差功率 的消耗基本不變 系統(tǒng)效率是各種交流調(diào)速方式中最高的 所以采用變頻調(diào)速具有顯 著的節(jié)能效果 變頻技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展為交流調(diào)速開(kāi)拓了廣闊的天地 國(guó)外交流調(diào)速 在電氣傳動(dòng)行業(yè)內(nèi)已占絕對(duì)優(yōu)勢(shì) 雖然國(guó)內(nèi)直流調(diào)速還在大量使用 但近年來(lái)凡新建 的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)均采用交流調(diào)速 其發(fā)展勢(shì)頭是迅速的 變頻技術(shù)在供電電源方面的 應(yīng)用主要是 1 將過(guò)去用發(fā)電機(jī)變壓器產(chǎn)生交流電源的地方 如中頻電源 不停電電源 等 用變頻電源取代 2 將計(jì)算機(jī) 電焊機(jī) 電子裝置等用直流電源的地方改為變頻技 術(shù)為核心的開(kāi)關(guān)電源 變頻技術(shù)在電源中的應(yīng)用 極大地減小了電源裝置的體積 提 高了效率 產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益 4 3 2 傳送帶和攪拌機(jī)的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 在配料生產(chǎn)線系統(tǒng)上 各振動(dòng)器 傳送帶和攪拌機(jī)由電機(jī)拖動(dòng) 振動(dòng)器和傳送帶 的電機(jī)速度直接關(guān)系到生產(chǎn)效率 振動(dòng)器 傳送帶和攪拌機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行中要根據(jù)實(shí) 際情況調(diào)速 要配合其它環(huán)節(jié)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)速 不能過(guò)快也不能過(guò)慢 在下料過(guò)程中 不同的料和不同的量都需要傳送帶和攪拌機(jī)速度要合適 所以在配料生產(chǎn)線的系統(tǒng)中 經(jīng)常要調(diào)節(jié)傳送帶和攪拌機(jī)的速度 考慮到變頻器的調(diào)速系統(tǒng)比較穩(wěn)定 而且精度很 高 所以選用了變頻器作為配料生產(chǎn)線的傳送帶和攪拌機(jī)的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 在過(guò)去 生產(chǎn)線對(duì)傳送帶電機(jī)的調(diào)速?zèng)]有很注重 一般應(yīng)用變極方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)的 調(diào)速 因?yàn)檫@種系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速 無(wú)法對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和加 減速進(jìn)行準(zhǔn)確的控 制 所以此方式的舒適感和平層精度都較差 后來(lái)又采用交流調(diào)壓調(diào)速控制的電機(jī) 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 進(jìn)行速度閉環(huán)控制 其舒適感和平層精度都有較大提高 但它卻很難實(shí)現(xiàn)精確控制 并且能耗大 輸入功率因數(shù)也低 影響了系統(tǒng)的整體性能 對(duì)于高速電電機(jī) 過(guò)去主 要采用晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng) 存在維護(hù)難等問(wèn)題 并且調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)也不高 與前述方式相比較 變頻調(diào)速則是各種調(diào)速方法中效率 性能均較好的一種 4 3 3 變頻