自动配料小车 毕业设计

3.3称重显示器介绍 3.4变频器选用 3.5给料设备

第4章自动配料系统的软件程序的设计

4.1 系统的总体设计 4.2 GX-Developer软件的介绍 4.3自动配料系统总体流程图 4.4自动配料系统分部分设计

第5章 总结 参考文献 致谢

第1章 绪论

1.1课题研究的背景

自动配料系统在冶金、建材、化工及食品等行业应用非常广泛，近几年来随着计算机技术和PLC技术的飞速发展，国内外的组态软件不断完善，自动配料系统控制方案也在不断改进。由于PLC的迅猛发展，实现了工业控制领域的飞跃，其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC正在成为工业控制领域的主流控制设备，可以用于各种规模的工业控制场合，在各个领域发挥着越来越大的作用。除了逻辑处理功能以外，近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC从逻辑控制渗透到了生产过程控制、运

5

动控制等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强，使用PLC组成各种控制系统变的非常容易。

1.2本次设计的主要内容

自动配料控制系统可以按照预先设定的物料配比，控制各输入物料的瞬时流量，从而达到准确控制各种物料的配比比例，保证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。

本论文主要完成了以下工作：对自动配料系统的发展现状，应用前景进行了论述，在对传统的配料系统进行研究的基础上，提出了自动配料控制系统的总体结构设计方案和基本组成，并对配料电子秤的结构、性能、控制原理，技术参数等以及系统的其它相关设备进行了介绍。其次，给出了自动配料控制系统电气控制部分的主要组成及采用PLC实现现场配料设备动力协调控制的方法，在此基础上，根据自动配料控制系统的要求对PLC系统进行选型，硬件配置、软件设计等，从而使该配料系统可以按要求自动完成下料、称量、配料全过程，并给出了配料控制系统各部分的控制流程。

第2章 可编程控制器

2.1可编程控制器的定义

可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是将传统的继电器控制技术、现代的微电子技术、计算机技术和通信技术融为一体的自动化控制设备。

2.2 可编程控制器的特点

（1）可靠性高，抗干扰能力强

PLC在设计与制造过程中，考虑了工业现场电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度变化等因素的影响，在设备硬件上采用了隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，主要模块采用大规模或超大规模集成电路，I/O电路设计有完善的通道保护和信号调理电路；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施，所有这些使PLC具备了很强的抗干扰能力。特别是大量的开关动作由无触点的电子存储器完成，大部分继电器和繁杂的硬件接线被软件程序所取代，故其可靠性大大提高。为了保证PLC能在恶劣的工业环境下可靠工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件方面的抗干扰措施

6

硬件方面采取的主要措施有：

①隔离——PLC的输入、输出接口电路一般都采用光电耦合器来传递信号，这种光电隔离措施使外部电路与PLC内部之间完全避免了电的联系，有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响，还可防止外部强电窜入内部CPU；

②滤波——在PLC电路电源和输入、输出(I/O)电路中设置多种滤波电路，可有效抑制高频干扰信号；

③在PLC内部对CPU供电电源采取屏蔽、稳压、保护等措施，防止干扰信号通过供电电源进入PLC内部，另外各个输入输出(I／O)接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的互相干扰；

④内部设置连锁、环境检测与诊断等电路，一旦发生故障，立即报警； ⑤外部采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构，以适应恶劣的工作环境。

在软件方面采取的主要措施有

①设置故障检测与诊断程序，每次扫描都对系统状态、用户程序、工作环境和故障进行检测与诊断，发现出错后，立即自动做出相应的处理，如报警、保护数据和封锁输出等；

②对用户程序及动态数据进行电池后备，以保障停电后有关状态及信息不会因此而丢失。采用以上抗干扰措施后，一般PLC的抗电平干扰强度可达峰值1000V，脉宽10us，其平均无故障时间可高达30—50万小时以上。

（2）通用性强，使用方便

PLC具有功能齐备的各种硬件配置，可以组成能满足各种控制要求的控制系统。用户硬件确定之后，若生产工艺流程改变或生产设备更新，也不必改变PLC的硬件设备，只需改编程序就可以满足控制要求。 （3）功能强，适应面广

目前PLC产品已经标准化、系列化和模块化，不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有A／D、D／A转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根据实际需要，方便灵活地组装成大小各异、功能不一的控制系统：既可控制一台单机、一条生产线，又可以控制一个机群、多条生产线；既可以现场控制又可以远程控制。 （4）编程简单，容易掌握

PLC程序的编制，一般都采用继电控制形式的梯形图编程语言。梯形图编程语言既继承了传统控制线路的形象直观，又兼顾大多数企业电气技术人员的读图习惯及编程水平，所以非常容易接受和掌握。 （5）体积小，重量轻，功耗低

由于PLC采用半导体大规模集成电路，因此整个产品结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低，以三菱FXON一24M型PLC为例，其外形尺寸仅为130mmx90mmX87mm，重量只有600g，功耗小于50W。所以，PLC很容易装入机械设备内部，是实现机电—体化的理想的控制设备

7

2.3 PLC的基本结构

可编程控制器一般由微处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出接口（I/O接口）、编程器及电源等部分组成。

（1）微处理器（CPU）

CPU是PLC的运算控制中心，PLC在CPU的控制下，协调系统内部各部分的工作，执行监控程序和用户程序。进行信息和数据的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，实现对现场各个设备的控制。

（2）存储器

PLC的存储器分系统存储器（ROM）和用户存储器（RAM）。系统存储器用来存放系统管理程序，并固化在ROM内，用户不能访问和更改：用户存储器用来存放用户编制的应用程序和工作数据，其内容可以用户人一更改。

（3）输入输出接口

输入输出接口是PLC和工业现场输入输出设备连接的部分。

2.4 PLC的工作原理

PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化的工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停地分阶段处理各种不同的任务，如图3.1所示。这种周而复始的循环工作模式称为扫描工作模式。

图3.1 扫描过程

1. 读取输入

在PLC的存储器中，设置了一片区域来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入过程映像寄存器和输出过程映像寄存器。CPU以字节为单位来读取输入/输出过程映像寄存器。

在读取输入阶段，PLC把所有外部数字量输入电路的1/0状态读入输入过程

8