砂輪送料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)終

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編號(hào) 畢 業(yè) 論 文 題 目 砂輪送料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 顧問(wèn)教師 二 一六年五月 摘要 I 摘 要 目前我國(guó)的大部分企業(yè)受到資金短缺 管理方面的限制 送料裝置一般采 用人工送料 但是人工送料勞動(dòng)力大 效率低 而且容易造成事故 因此本文 針對(duì)砂輪廠人工送料系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化改造 本著降低成本 提高效率 保障安全的原則 設(shè)計(jì)了以 PLC 為核心的砂輪 自動(dòng)控制送料系統(tǒng) 利用變頻器實(shí)現(xiàn)變速送料 稱(chēng)重傳感器完成自動(dòng)稱(chēng)重和物料 入模 先根據(jù)控制要求 選擇了系統(tǒng)的主要硬件并完成電氣線路的搭建 然后 設(shè)置了變頻器的參數(shù)和 PLC 的程序 通過(guò)模擬調(diào)試 該系統(tǒng)具有操作方便 工作 可靠 提高生產(chǎn)效率 大大減少勞動(dòng)率的問(wèn)題 從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)送料自動(dòng)化成為 無(wú) 人值班 少人值守 的控制系統(tǒng) 具有很高的推廣價(jià)值 關(guān)鍵詞 PLC 變頻器 砂輪送料 稱(chēng)重傳感器 Abstract II Abstract At present most enterprises in China under the shortage of funds management restrictions feeding device generally uses the artificial feeding But the artificial feeding labor low efficiency and easy to cause the accident So according to the grinding wheel factory of artificial feeding system for the automatic transformation With lower costs improve efficiency safety principles design of the grinding wheel to PLC as the core of the automatic feeding system the realization of variable speed feed the use of inverter the weighing sensor automatic weighing and material into the mold According to control requirements select the main hardware system and set up complete electrical circuit And then set the parameter and PLC program Through the simulation and debugging the system has the advantages of convenient operation reliable work improve production efficiency reduce labor rate In order to achieve industrial feeding automation has become a unattended control system for unattended operation has the very high value of popularization Keywords PLC inverter grinding wheel feeding the weighing sensor 目錄 III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 目 錄 III 第一章 緒論 1 1 1 概述 1 1 2 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定 2 1 2 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2 1 2 2 控制要求 2 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 2 2 1 PLC 的基本結(jié)構(gòu)及部分作用 3 2 2 PLC 的工作原理 5 2 3 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的原則 6 2 4 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 8 2 5 PLC 的編程語(yǔ)言及編程 10 2 6 西門(mén)子 S7 200PLC 11 第三章 砂輪送料系統(tǒng)的介紹 13 3 1 自動(dòng)送料系統(tǒng)特點(diǎn) 13 3 2 砂輪送料系統(tǒng)組成 13 3 3 稱(chēng)重傳感器 15 第四章 砂輪送料硬件設(shè)計(jì) 18 4 1 PLC 選定 18 4 2 變頻器 18 4 3 主電路電氣原理圖 19 4 4 I O 地址分配表 19 4 5 PLC 硬件接線圖 20 第五章 砂輪送料系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 5 1 PLC 的軟件設(shè)計(jì) 21 5 1 1 砂輪送料順序功能圖 21 5 1 2 梯形圖 22 5 2 變頻器參數(shù)設(shè)置 24 5 2 1 復(fù)位參數(shù) 24 5 2 2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置 24 5 2 3 控制參數(shù)設(shè)置 24 第六章 總結(jié)與展望 25 致 謝 26 附錄 28 第一章 緒論 1 第一章 緒論 1 1 概述 送料是化工廠生產(chǎn)工藝過(guò)程中的一道非常重要的工序 由于生產(chǎn)的需要 要 求時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)各種物料的不同比例搭配 在生產(chǎn)任務(wù)繁重的時(shí)候加快生產(chǎn)速度 要求能夠集中控制電機(jī)的啟動(dòng) 瀏覽生產(chǎn)工業(yè)流程圖 做出事故報(bào)警響應(yīng) 可調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行速度等 原來(lái)的送料系統(tǒng)只是采用 PLC 作為連鎖控制 采用 VC 開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行控制界面和控制算法的開(kāi)發(fā) 由于滑差電機(jī)調(diào)速方式在低速 時(shí)特性差 效率低 而且現(xiàn)場(chǎng)外部工作環(huán)境又很惡劣 工業(yè)粉塵很多 這些粉塵 很容易進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部而出現(xiàn)磨損 卡死等現(xiàn)象 維修 維護(hù)麻煩 造成工作故 障多 影響正常生產(chǎn) 因此 送料工序質(zhì)量對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量舉足輕重 落后的 送料系統(tǒng)不僅效率低 而且送料不準(zhǔn) 手工操作又將人為因素引入送料環(huán)節(jié) 使 工藝配方難以在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn) 嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進(jìn)一步提高 因此 實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)送料對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)有著極為重要的意義 攪拌作為工藝過(guò)程 的基礎(chǔ)操作單元 廣泛應(yīng)用于石油 化工 醫(yī)藥 食品 油漆 涂料等許多行業(yè) 但是 由于這些行業(yè)中所用到的材料 多為易燃易爆 有毒有腐蝕性的介質(zhì) 以 致于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣 不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作 另外生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有 混合精確 控制可靠 工作效率高等特點(diǎn) 這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難 以實(shí)現(xiàn)的 基于 PLC 可靠性高 抗干擾能力強(qiáng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建造工作量小 維護(hù)方便 容易改造的特點(diǎn) 設(shè)計(jì)以 PLC 作為控制核心 結(jié)合變頻器等完成物 料攪拌的自動(dòng)控制系統(tǒng) 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 1 2 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定 1 2 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)要求 1 畫(huà)出主電路 2 分配 I O 地址 列出元件表 3 設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的程序框圖 4 根據(jù)程序框圖設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的控制梯形圖 寫(xiě)出指令表 5 上機(jī)調(diào)測(cè)試 1 2 2 控制要求 1 接通各個(gè)電氣設(shè)備的電源后 電氣設(shè)備開(kāi)始工作 其中攪拌電機(jī)一直帶 動(dòng)攪拌器工作 2 按下啟動(dòng)按鈕 變頻電機(jī)開(kāi)始工作 初快速 末慢速 3 原料經(jīng)傳送帶連續(xù)上傳至料斗 4 當(dāng)模具到位時(shí)停止原料傳輸 下料閥打開(kāi)下料 5 由皮帶稱(chēng)進(jìn)行稱(chēng)重 邊下料邊稱(chēng)重邊傳輸 當(dāng)重量達(dá)到要求時(shí) 皮帶稱(chēng) 再運(yùn)行下料 6 計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí) 未達(dá)到十次返回至送料 7 當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到十次結(jié)束重復(fù)流程 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 3 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 可編程序控制器 英文稱(chēng) Programmable Controller 簡(jiǎn)稱(chēng) PC 但由于 PC 容易和個(gè)人計(jì)算機(jī) Personal Computer 混淆 故人們?nèi)粤?xí)慣地用 PLC 作為可 編程序控制器的縮寫(xiě) 它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) 裝置 專(zhuān)為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì) 它采用可編程序的存儲(chǔ)器 用以在其內(nèi)部 存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算 順序控制 定時(shí) 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令 并通過(guò)數(shù)字 式或模擬式的輸入 輸出接口 控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 PLC 是微機(jī)技 術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的 機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜 可靠性低 功耗高 通用性和靈活性差的缺點(diǎn) 充分利 用了微處理器的優(yōu)點(diǎn) 又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣 特別是 PLC 的程序編制 不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí) 而是采用了一套以繼電器 梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式 使用戶(hù)程序編制形象 直觀 方便易學(xué) 調(diào)試 與查錯(cuò)也都很方便 用戶(hù)在購(gòu)到所需的 PLC 后 只需按說(shuō)明書(shū)的提示 做少量 的接線和簡(jiǎn)易的用戶(hù)程序編制工作 就可靈活方便地將 PLC 應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐 目前世界上應(yīng)用得最多的是 PLC 有三大系 美國(guó)系 歐洲系 日本系 美國(guó)和 歐洲的 PLC 技術(shù)是在相互隔離的情況下獨(dú)立研究開(kāi)發(fā)的 因此美國(guó)和歐洲的 PLC 產(chǎn)品有明顯的差異性 而日本的 PLC 技術(shù)是由美國(guó)引進(jìn)的 對(duì)美國(guó)的 PLC 產(chǎn)品有 一定的繼承性 但日本的主推產(chǎn)品定位在小型 PLC 上 美國(guó)和歐洲以大中型 PLC 而聞名 而日本則以小型 PLC 著稱(chēng) 如中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所的 PLC 0088 北京聯(lián)想計(jì)算機(jī)集團(tuán)公司的 GK 40 上 海機(jī)床電器廠的 CKY 40 上海起重電器廠的 CF 40MR ER 蘇州電子計(jì)算機(jī)廠的 YZ PC 001A 原機(jī)電部北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所的 MPC 001 20 KB 20 40 杭州 機(jī)床電器廠的 DKK02 天津中環(huán)自動(dòng)化儀表公司的 ACMY S80 ACMY S256 無(wú)錫華 光電子工業(yè)有限公司 合資 的 SR 10 SR 20 21 等 從 982 年以來(lái) 先后有天津 廈門(mén) 大連 上海等地相關(guān)企業(yè)與國(guó)外著名 PLC 制造廠商進(jìn)行合資或者引進(jìn)技術(shù) 生產(chǎn)線等 這將促進(jìn)我國(guó)的 PLC 技術(shù)在趕超世 界先進(jìn)水平的道路上快速發(fā)展 21 世紀(jì) PLC 會(huì)有更大的發(fā)展 從技術(shù)上看 計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多 地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上 會(huì)有運(yùn)算速度更快 存儲(chǔ)容量更大 智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn) 從產(chǎn)品規(guī)模上看 會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展 從產(chǎn)品的配套性上看 產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富 規(guī)格更齊全 完美的人機(jī)界面 完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求 從市場(chǎng)上看 各國(guó)各 自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破 會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌 壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面 會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言 從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來(lái)看 可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 技術(shù)的發(fā)展方向 目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCS Distributed Control System 中已有大量的可編程控制器應(yīng)用 伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 可編程 控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分 將在工業(yè)及工業(yè) 以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用 2 1 PLC 的基本結(jié)構(gòu)及部分作用 從結(jié)構(gòu)上分 PLC 分為固定式和組合式 模塊式 兩種 固定式 PLC 包括 CPU 板 I O 板 顯示面板 內(nèi)存塊 電源等 這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的 整體 模塊式 PLC 包括 CPU 模塊 I O 模塊 內(nèi)存 電源模塊 底板或機(jī)架 這 些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置 圖 2 1 PLC 結(jié)構(gòu)圖 1 CPU 的構(gòu)成 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(hù)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 2 PLC 的 CPU 模塊 中央處理單元 CPU CPU 是 PLC 的核心部件 由運(yùn)算器和控制器組成 主 要用于 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶(hù)程序 檢查編程過(guò)程是否出錯(cuò) 進(jìn)行 系統(tǒng)診斷 解釋并執(zhí)行用戶(hù)程序 完成通信及外設(shè)的某些功能 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器有三種 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 用于存放系統(tǒng)程序 這些程 序在 PLC 出廠前就已經(jīng)固化到只讀存儲(chǔ)器 ROM 中 第一部分為系統(tǒng)管理程序 第二部分為用戶(hù)指令解釋程序 第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 5 3 I O 模塊 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 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 4 編程器 編程器是 PLC 最重要的外圍設(shè)備 是 PLC 不可缺少的部分 編程器的作用 是輸入和編輯用戶(hù)程序 調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程 編程器一般有兩種類(lèi)型 簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器 簡(jiǎn)易編程器體積小 便宜 使用方便 適合小型 PLC 缺點(diǎn)是需聯(lián)機(jī)編程 圖形編程器是指帶有顯示 屏 的編程器 有液晶顯示 LCD 和陰極射線式 CRT 兩種 可用指令語(yǔ)句 編程 也可用梯形圖編程 可聯(lián)機(jī)編程也可脫機(jī)編程 操作方便 功能強(qiáng)大 還可與打印機(jī) 繪圖儀等設(shè)備相連 但價(jià)格較高 適用于大型 PLC 5 PLC 的電源模塊 PLC 內(nèi)部配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊 用來(lái)將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供 PLC 內(nèi)部的 CPU 存儲(chǔ)器和 I O 接口等電路工作所需要的直流電源 另外 為防止在外部電源發(fā)生故障的情況下 PLC 內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)等重要信 息的丟失 PLC 還帶有鋰電池作為后備電源 6 PLC 的 I O 模塊的外部接線方式 外部接線方式有匯點(diǎn)式 分組式和分隔式三種 2 2 PLC 的工作原理 PLC 是采用 順序掃描 不斷循環(huán) 的方式進(jìn)行工作的 即在 PLC 運(yùn)行時(shí) CPU 根據(jù)用戶(hù)按控制要求編制好并存于用戶(hù)存儲(chǔ)器中的程序 按指令步序號(hào) 或 地址號(hào) 作周期性循環(huán)掃描 如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令 則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí) 行用戶(hù)程序 直至程序結(jié)束 然后重新返回第一條指令 開(kāi)始下一輪新的掃描 在每次掃描過(guò)程中 還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作 PLC 的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣 程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段 PLC 在輸入采樣階段 首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的 輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入 并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中 即刷新輸入 隨即關(guān)閉輸入端口 進(jìn)入程序執(zhí)行階段 PLC 在程序執(zhí)行階段 按用戶(hù)程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令 經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后 其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中 輸出狀態(tài)寄存器中 所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢 輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出 刷新階段送至輸出鎖存器中 并通過(guò)一定的方式 繼電器 晶體管或晶閘管 輸出 驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作 PLC 有兩種工作狀態(tài) 即運(yùn)行 RUN 狀態(tài)和停止 STOP 狀態(tài) 在運(yùn)行狀態(tài) PLC 通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能 為了 使 PLC 的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào) 用戶(hù)程序不是只執(zhí)行一次 而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行 直到 PLC 停機(jī)或切換到 STOP 工作狀態(tài) 除了執(zhí)行用戶(hù)程序外 每次循環(huán)過(guò)程中 PLC 不還要完成內(nèi)部處理 通信處 理等工作 一次循環(huán)可分為 5 個(gè)階段 開(kāi)始 與編程器通信 讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 執(zhí)行用戶(hù)程序 輸出結(jié)果 STOP RUN 內(nèi)部處理 圖 2 2 PLC 工作方式 2 3 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求 以提高生產(chǎn)效率和 產(chǎn)品質(zhì)量 因此 在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)遵循以下基本原則 1 最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能 最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求 是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提 這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則 這就要求設(shè)計(jì)人員在 設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究 收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料 收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó) 內(nèi) 國(guó)外資料 同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員 工程技術(shù)人員 現(xiàn)場(chǎng)操作 人員緊密配合 擬定控制方案 共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題 2 保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 7 保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全 可靠 穩(wěn)定運(yùn)行 是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重 要原則 這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì) 元器件選擇 軟件編程上要全面考慮 以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠 例如 應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行 而且在非正常情況下 如突然掉電再上電 按鈕按錯(cuò)等 也能正常工作 3 力求簡(jiǎn)單 經(jīng)濟(jì) 使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量 帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益 但新工程的投入 技術(shù)的培訓(xùn) 設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增 加 因此 在滿(mǎn)足控制要求的前提下 一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益 另一方面也要注意不斷地降低工程的成本 這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系 統(tǒng)簡(jiǎn)單 經(jīng)濟(jì) 而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便 成本低 不宜盲目追求 自動(dòng)化和高指標(biāo) 4 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展 控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高 設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng) 考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要 這就要求在選擇 PLC 輸入 輸出模塊 I O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí) 要適當(dāng)留有裕量 以滿(mǎn)足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn) 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求 以提高生產(chǎn)效率和 產(chǎn)品質(zhì)量 因此 在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí) 應(yīng)遵循以下基本原則 1 最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能 最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的控制要求 是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提 這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則 這就要求設(shè)計(jì)人員在 設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究 收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料 收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó) 內(nèi) 國(guó)外資料 同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員 工程技術(shù)人員 現(xiàn)場(chǎng)操作 人員緊密配合 擬定控制方案 共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題 2 保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全 可靠 穩(wěn)定運(yùn)行 是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重 要原則 這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì) 元器件選擇 軟件編程上要全面考慮 以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠 例如 應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行 而且在非正常情況下 如突然掉電再上電 按鈕按錯(cuò)等 也能正常工作 3 力求簡(jiǎn)單 經(jīng)濟(jì) 使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量 帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益 但新工程的投入 技術(shù)的培訓(xùn) 設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增 加 因此 在滿(mǎn)足控制要求的前提下 一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益 另一方面也要注意不斷地降低工程的成本 這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系 統(tǒng)簡(jiǎn)單 經(jīng)濟(jì) 而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便 成本低 不宜盲目追求 自動(dòng)化和高指標(biāo) 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 4 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展 控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高 設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng) 考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要 這就要求在選擇 PLC 輸入 輸出模塊 I O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí) 要適當(dāng)留有裕量 以滿(mǎn)足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn) 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 9 2 4 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如下圖所示 1 分析被控對(duì)象 分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn) 了解被控對(duì)象機(jī) 電之間的配合 確定被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的控制要求 2 確定輸入 輸出設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求 確定系統(tǒng)所需的輸入設(shè)備 如 按鈕 位置開(kāi)關(guān) 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等 和輸出設(shè)備 如 接觸器 電磁閥 信號(hào)指示燈等 據(jù)此確定 PLC 的 I O 點(diǎn)數(shù) 3 選擇 PLC 包括 PLC 的機(jī)型 容量 I O 模塊 電源的選擇 4 分配 I O 點(diǎn) 分配 PLC 的 I O 點(diǎn) 畫(huà)出 PLC 的 I O 端子與輸入 輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng) 表 5 設(shè)計(jì)軟件及硬件 進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì) 進(jìn)行控制柜 臺(tái) 等硬件及現(xiàn)場(chǎng)施工 由于程序與硬 件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行 因此 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短 而對(duì)于繼電器 系統(tǒng)必須先設(shè)計(jì)出全部的電氣控制電路后才能進(jìn)行施工設(shè)計(jì) 6 聯(lián)機(jī)調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過(guò)的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào) 7 整理技術(shù)文件 包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 電氣安裝圖 電氣元件明細(xì)表及使用說(shuō)明書(shū)等 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 圖 2 3 PLC 結(jié)構(gòu)圖 分析被控對(duì)像工藝過(guò)程 提出系統(tǒng)控制要求 交付使用 確定外部輸入 輸出設(shè)備 編制技術(shù)文件 聯(lián)機(jī)調(diào)試 分配 I O 點(diǎn) 設(shè)計(jì) I O 連接 圖 選擇 PLC 輸入程序并檢查 繪制功能表圖 模擬調(diào)試 編制程序清單 設(shè)計(jì)梯形圖 設(shè)計(jì)控制臺(tái)及安裝 接線圖 現(xiàn)場(chǎng)施工接線 滿(mǎn)足要求 滿(mǎn)足要求 修 改 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 11 2 5 PLC 的編程語(yǔ)言及編程 在 PLC 中有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 如梯形圖語(yǔ)言 布爾助記符語(yǔ)言 功能表圖 語(yǔ)言 功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等 梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是基本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 它通常由一系列指令 組成 用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能 例如 代替繼電器 計(jì)數(shù) 器 計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等 通過(guò)擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集 它們也能執(zhí) 行其它的基本操作 功能表圖語(yǔ)言和語(yǔ)句描述語(yǔ)言是高級(jí)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 它可根據(jù)需要去執(zhí) 行更有效的操作 例如 模擬量的控制 數(shù)據(jù)的操縱 報(bào)表的報(bào)印和其他基本 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)法完成的功能 功能模塊圖語(yǔ)言采用功能模塊圖的形式 通過(guò) 軟連接的方式完成所要求的控制功能 它不僅在 PLC 中得到了廣泛的應(yīng)用 在 集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用 由于它具有連接方便 操作簡(jiǎn)單 易于掌握等特點(diǎn) 為廣大工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員所喜愛(ài) PLC 是采用軟件編制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制要求的 編程時(shí)要使用到各種編程元件 它們可提供無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合和動(dòng)斷觸點(diǎn) 編程元件是指輸入寄存器 輸出寄存器 位存儲(chǔ)器 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 通用寄存器 數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能存儲(chǔ)器等 PLC 內(nèi)部這些存儲(chǔ)器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似 也有 線圈 與 觸點(diǎn) 但它們不是 硬 繼電器 而是 PLC 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ) 單元 當(dāng)寫(xiě)入該單元的邏輯狀態(tài)為 1 時(shí) 則表示相應(yīng)繼電器線圈得電 其動(dòng) 合觸點(diǎn)閉合 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi) 所以 內(nèi)部的這些繼電器稱(chēng)之為 軟 繼電器 SIEMENS S7 200 系列 CPU224 CPU226 部分編程元件的編號(hào)范圍與功能說(shuō)明 如下表所示 表 2 1PLC 的編程元件 元件名稱(chēng) 符號(hào) 編號(hào)范圍 功 能 說(shuō) 明 輸入寄存器 I I0 0 I1 5 共 14 點(diǎn) 接受外部輸入設(shè)備的信號(hào) 輸出寄存器 Q Q0 0 Q1 1 共 10 點(diǎn) 輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備 位存儲(chǔ)器 M M0 0 M31 7 在程序內(nèi)部使用 不能提供外部輸 出 T0 T64 保持型通電延時(shí) 1ms T1 T4 T65 T68 保持型通電延時(shí) 10ms T5 T31 T69 T95 保持型通電延時(shí) 100ms T32 T96 ON OFF 延時(shí) 1ms T33 T36 T97 T10 0 ON OFF 延時(shí) 10ms 定時(shí)器 256 T0 t2 55 T37 T63 T101 T2 55 ON OFF 延時(shí) 100ms 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 計(jì)數(shù)器 C C0 C255 加法計(jì)數(shù)器 觸點(diǎn)在程序內(nèi)部使用 高速計(jì)數(shù)器 HC HC0 HC5 用來(lái)累計(jì)比 CPU 掃描速率更快的事 件 順控繼電器 S S0 0 S31 7 提供控制程序的邏輯分段 變量存儲(chǔ)器 V VB0 0 VB5119 7 數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲(chǔ)元件 續(xù)表 2 1 局部存儲(chǔ)器 L LB0 0 LB63 7 使用臨時(shí)的寄存器 作為暫時(shí)存儲(chǔ) 器 特殊存儲(chǔ)器 SM SM0 0 SM549 7 CPU 與用戶(hù)之間交換信息 特殊存儲(chǔ)器 SM 只讀 SM0 0 SM29 7 接受外部信號(hào) 累加寄存器 AC AC0 AC3 用來(lái)存放計(jì)算的中間值 2 6 西門(mén)子 S7 200PLC 1 分類(lèi)按 I O 點(diǎn)數(shù)可分為大 中 小型三大類(lèi) 通常可以定義為 小型 I O 點(diǎn)數(shù)在 256 點(diǎn)以下 中型 I O 點(diǎn)數(shù)在 256 1024 點(diǎn)之間 大型 I O 點(diǎn)數(shù)在 1024 點(diǎn)以上 2 應(yīng)用 可編程控制器在多品種 小批量 高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用 PLC 控制已成為工業(yè)控制的重要手段之一 與 CAD CAM 機(jī)器人技術(shù)一起成為實(shí) 現(xiàn)現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)的三大支柱 通?？梢哉J(rèn)為 只要有控制要求的地方 都可 以用到可編程控制器 3 發(fā)展方向 發(fā)展方向分小型化和大型化兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì) 小型 PLC 有兩個(gè)發(fā)展方向 即 小 微 型化和專(zhuān)業(yè)化 大型化指的是大中型 PLC 向著大容量 智能化和網(wǎng)絡(luò) 化發(fā)展 使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng) 對(duì)大規(guī)模 復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性 的自動(dòng)控制 4 特殊標(biāo)志位 SM 存儲(chǔ)器 CPU 224 編址范圍 SM0 0 SM179 7 共 180 個(gè)字節(jié) 其中 SM0 0 SM29 7 的 30 個(gè)字節(jié)為只讀型區(qū)域 SMB0 為狀態(tài)位字節(jié) 在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由 S7 200 CPU 更新 定義如 下 SM0 0 RUN 狀態(tài)監(jiān)控 PLC 在運(yùn)行 RUN 狀態(tài) 該位始終為 1 SM0 1 首次掃描時(shí)為 1 PLC 由 STOP 轉(zhuǎn)為 RUN 狀態(tài)時(shí) ON 1 態(tài) 一個(gè)掃 描周期 用于程序的初始化 SM0 2 當(dāng) RAM 中數(shù)據(jù)丟失時(shí) ON 一個(gè)掃描周期 用于出錯(cuò)處理 SM0 3 PLC 上電進(jìn)入 RUN 方式 ON 一個(gè)掃描周期 第二章 PLC 基礎(chǔ)知識(shí) 13 SM0 4 分脈沖 該位輸出一個(gè)占空比為 50 的分時(shí)鐘脈沖 用作時(shí)間基準(zhǔn) 或簡(jiǎn)易延時(shí) SM0 5 秒脈沖 該位輸出一個(gè)占空比為 50 的秒時(shí)鐘脈沖 可用作時(shí)間 基準(zhǔn) SM0 6 掃描時(shí)鐘 一個(gè)掃描周期為 ON 高電平 另一為 OFF 低電平 循環(huán)交替 SM0 7 工作方式開(kāi)關(guān)位置指示 0 為 TERM 位置 1 為 RUN 位置 為 1 時(shí) 使自由端口通訊方式有效 SMB1 為指令狀態(tài)位字節(jié) 常用于表及數(shù)學(xué)操作 部分位定義如下 SM1 0 零標(biāo)志 運(yùn)算結(jié)果為 0 時(shí) 該位置 1 SM1 1 溢出標(biāo)志 運(yùn)算結(jié)果 溢出或查出非法數(shù)值時(shí) 該位置 1 SM1 2 負(fù)數(shù)標(biāo)志 數(shù)學(xué)運(yùn)算結(jié)果為負(fù)時(shí) 該位為 1 綜上所述 本次設(shè)計(jì)的基于 PLC 控制的砂輪配料變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇型 號(hào)為 S7 200 CPU 226CN 第三章 砂輪送料系統(tǒng)的介紹 14 第三章 砂輪送料系統(tǒng)的介紹 3 1 自動(dòng)送料系統(tǒng)特點(diǎn) 自動(dòng)送料系統(tǒng)具有靈活的供料形式 方便的遠(yuǎn)程監(jiān)控 簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)操作以 及成熟的行業(yè)應(yīng)用精細(xì)化工 樹(shù)脂供料系統(tǒng) 飲料行業(yè)的供料 調(diào)和新型建材 等特點(diǎn) 自動(dòng)送料系統(tǒng)的運(yùn)用給很多企業(yè)帶來(lái)了便捷 從根本上提升了工作效 率 同時(shí)還節(jié)約了成本 為了更好的提升效率 供料系統(tǒng)的性能需要滿(mǎn)足下列 要求 自動(dòng)送料系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 品質(zhì)穩(wěn)定 目前施工現(xiàn)場(chǎng)配置的砂漿質(zhì)量不穩(wěn)定 強(qiáng)度達(dá)不到要求 而 干混砂漿采用工業(yè)化生產(chǎn) 對(duì)原材料和配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制 確保砂漿質(zhì)量穩(wěn) 定 可靠 2 二級(jí)累計(jì)功能 除累計(jì)總的定量次數(shù)和重量總計(jì)外 對(duì)每個(gè)定量組也有 相應(yīng)的次數(shù)和重量的累計(jì) 并且能累計(jì)每種物料的重量 3 全面板式數(shù)字標(biāo)定及參數(shù) 4 可用參數(shù)操控的過(guò)沖檢測(cè)和修正功能 5 具有數(shù)字鍵盤(pán) 可直接輸入數(shù)字 6 多組密碼保護(hù)功能 可防止無(wú)權(quán)限者非法操作 7 具有手動(dòng) 自動(dòng)等配料功能 可在自動(dòng)半自動(dòng)之間切換 8 干粉砂漿自動(dòng)供料系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)顯示稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)等功能 3 2 砂輪送料系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)由原料桶 擋板 皮帶 料斗 電磁閥 模具 稱(chēng)重傳感器 變頻 電機(jī) 皮帶恒速電機(jī) 攪拌電機(jī)等組成 來(lái)完成對(duì)物料的運(yùn)料 傳輸 卸料的 過(guò)程 這類(lèi)系統(tǒng)的控 制需要電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)加速 減速 運(yùn)行平穩(wěn)等特性 具有 連續(xù)可 靠的工作能力 第三章 砂輪送料系統(tǒng)的介紹 15 圖 3 1 砂輪送料系統(tǒng)示意圖 1 電源啟動(dòng) 攪拌電機(jī)啟動(dòng) 2 按下 SB1 變頻電機(jī)以 50r min 轉(zhuǎn)動(dòng) 10s 后以 30r min 轉(zhuǎn)動(dòng) 3 模具到位 SQ1 到位 電磁閥打開(kāi)開(kāi)始下料 并關(guān)閉變頻電機(jī) 4 計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù) 決定是否循環(huán) 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 模具是否 到位 開(kāi)始 送料系統(tǒng)啟 動(dòng) 開(kāi)始送料 開(kāi)始下料 質(zhì)量到否 稱(chēng)重皮帶送料 是否數(shù) 量到達(dá) 十個(gè) 結(jié)束 N Y N Y N Y 圖 3 2 砂輪送料流程圖 3 3 稱(chēng)重傳感器 稱(chēng)重傳感器由組合式 S 型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計(jì)構(gòu)成 具有過(guò)載保護(hù)裝 置 測(cè)量精度高 溫度特性好 工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) 廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動(dòng) 靜 態(tài)測(cè)量及各種電子稱(chēng)的一次儀表 1 被稱(chēng)重物或者載重汽車(chē)置于秤臺(tái)上 在重力效用下 秤臺(tái)將重力傳遞至 彈性體支承 使稱(chēng)重傳感器彈性體發(fā)生形變 貼附于彈性體應(yīng)變梁上的應(yīng)變計(jì) 橋路失去平衡 輸出與重量數(shù)據(jù)成比例的差分電壓信號(hào) 經(jīng)線性放大器將差分 電壓信號(hào)放大 再經(jīng) A D 轉(zhuǎn)換為數(shù)碼信號(hào) 由儀表的微處理器 CPU 對(duì)重量信 號(hào)進(jìn)行計(jì)算 解碼等處理后直接顯重量數(shù)據(jù) 2 片組成的電橋電路 如惠斯登電橋 以及能把電阻應(yīng)變片固定粘貼在 彈性體上并能傳導(dǎo)應(yīng)變量的粘合劑和保護(hù)電子電路的密封膠等三大部分組成測(cè) 力傳感器 簡(jiǎn)單說(shuō) 就是應(yīng)變片貼在彈性體上 當(dāng)彈性體受力變形時(shí) 應(yīng)變片 也變形 同時(shí)應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化 以此達(dá)到測(cè)量的目的 表 3 1 稱(chēng)重傳感器技術(shù)指標(biāo) 第三章 砂輪送料系統(tǒng)的介紹 17 技術(shù)參數(shù) 單位 技術(shù)指標(biāo) 額定載荷 kg 1 5 10 30 100 150 額定輸出 mV V 1 5 非線性 F S 0 03 滯后 F S 0 03 重復(fù)性 F S 0 03 零點(diǎn)輸出 F S 1 零點(diǎn)溫度 系數(shù) F S 0 003 絕緣電阻 M 2000 供橋電壓 VDC 10 工作溫度 20 70 允許過(guò)載 F S 150 備 注 可設(shè)計(jì)成 12V 或 24V 供電 0 5V 或4 20mA 信號(hào)輸出 稱(chēng)重傳感器可以采用兩種不同的輸入 輸出接線方法 一種是四線制接法 另一種是六線制接法 如圖 1 所示 四線制接法的稱(chēng)重傳感器對(duì)二次儀表無(wú)特殊 要求 使用起來(lái)比較方便 但當(dāng)電纜線較長(zhǎng)時(shí) 容易受環(huán)境溫度波動(dòng)等因素的影響 六 線制接法的稱(chēng)重傳感器要求與之配套使用的二次儀表具備反饋輸入接口 使用范 圍有一定的局限性 但不容易受環(huán)境溫度波動(dòng)等因素的影響 在精密測(cè)量及長(zhǎng)距 離測(cè)量時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì) 在稱(chēng)重設(shè)備中 四線的傳感器用的比較多 如果要將六線傳感器接到四線傳 感器的設(shè)備上時(shí) 可以把反饋正和激勵(lì)正接到一起 反饋負(fù)和激勵(lì)負(fù) 接到一 起 信號(hào)線要注意一點(diǎn)就是 紅色和白色在兩種類(lèi)型的傳感器上對(duì)應(yīng)的輸出信 號(hào)是不一樣的 圖 3 3 稱(chēng)重傳感器接線圖 第四章 砂輪送料系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 第四章 砂輪送料硬件設(shè)計(jì) 4 1 PLC 選定 西門(mén)子 S7 200 PLC 5 系列屬于小型可編程序控制器 可用于簡(jiǎn)單的 控制場(chǎng)合 也可用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng) 西門(mén)子 S7 200 PLC 主機(jī)為 CPU226 主控制器有 24 個(gè)輸入點(diǎn)和 16 個(gè)輸出 點(diǎn) 有一 個(gè) 8 路晶 體管 輸出擴(kuò) 展模塊 EM222 三個(gè)四路輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 EM231 它們共同 組成系統(tǒng)控制硬件 S7 200 CPU 將一個(gè)微處理器 一個(gè)集成電源和若干數(shù) 字量 I O 點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中 組成一個(gè)功能強(qiáng)大的 PLC 西門(mén)子 提供了多種類(lèi)型的 CPU 以適應(yīng)各種應(yīng)用的要求 目前 提供的 S7 200CPU 有 CPU221 CPU222 CPU244 CPU224XP CPU226 及 CPU226XM 該系統(tǒng)采 用的是控制功能較強(qiáng)的 CPU226 4 2 變頻器 在變頻器領(lǐng)域 也存在著一些難以控制的東西 直到西門(mén)子功能強(qiáng)大的變 頻器問(wèn)世之后 情況才有了改觀 MICROMASTER 440 是專(zhuān)門(mén)針對(duì)與通常相比需 要更加廣泛的功能和更高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 這些高級(jí)矢量控制系統(tǒng)可 確保一致的高驅(qū)動(dòng)性能 即使發(fā)生突然負(fù)載變化時(shí)也是如此 由于具有快速響 應(yīng)輸入和定位減速斜坡 因此 甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動(dòng)至目 標(biāo)位置 該變頻器帶有一個(gè)集成制動(dòng)斬波器 即使在制動(dòng)和短減速斜坡期間 也能以突出的精度工作 所有這些均可在 0 12 kW 0 16 HP 直至 250 kW 350 HP 的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 第四章 砂輪送料系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 4 3 主電路電氣原理圖 圖 4 1 主電路原理圖 4 4 I O 地址分配表 表 4 1 I O 地址分配表 輸入 輸出 輸入繼電器 元件 功能 輸出繼電器 元件 功能 I0 0 SB1 啟動(dòng) Q0 0 KM1 變頻電機(jī) I0 1 SB2 停止 Q0 1 KM2 攪拌電機(jī) I0 2 SQ1 模具到位 Q0 2 YV1 下料電磁閥 I0 3 P 傳感器感應(yīng) Q0 3 KM4 皮帶秤電機(jī) I0 4 FR 過(guò)載保護(hù) Q0 4 Q0 5 5 6 變頻器端子 Q1 1 HL1 皮帶電機(jī)運(yùn)行指示 Q1 2 HL2 下料閥運(yùn)行指示 Q1 3 HL3 皮帶秤電機(jī)運(yùn)行指示 4 5 PLC 硬件接線圖 根據(jù)本項(xiàng)目系統(tǒng)要求及表 4 1 所示的 I O 分配表 砂輪送料系統(tǒng)的 PLC 控 制硬件原理圖如圖所示 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 I0 0 I0 1 I0 2 I0 3 I0 4 M SB1 SB2 SQ1 P FR 24 Q0 0 Q0 1 Q0 2 KM1 KM2 YV1 KM4Q0 3 220 FU Q0 4 Q0 5 2L Q1 1 Q1 2 Q1 3 3L 24 FU HL3 HL2 HL1 P L C C P U 2 2 6 M M 4 4 0 5 6 9 1L 圖 4 2 PLC 外部接線圖 第五章 砂輪送料系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 第五章 砂輪送料系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5 1 PLC 軟件設(shè)計(jì) 5 1 1 砂輪送料順序功能圖 順序功能流程圖 Sequential Function Chart SFC 是 PLC 中非常好的 一種解決復(fù)雜順序控 制的語(yǔ)言 它的出現(xiàn)使順序控制類(lèi)問(wèn)題設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單明了 此方法具有簡(jiǎn)單 直觀 高效和不易出錯(cuò)等特點(diǎn) 圖 5 1 砂輪送料系統(tǒng)順序功能圖 5 1 2 梯形圖 南通科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 圖 5 2 變頻轉(zhuǎn)換梯形圖 傳送帶變頻電機(jī)初始速度為 50 r min 十秒過(guò)后變頻電機(jī)以 30r min 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn) 動(dòng) 下料閥下料時(shí)關(guān)閉 皮帶秤送料至模具內(nèi) 圖 5 3 計(jì)時(shí)器梯形圖 該送料系統(tǒng)具有計(jì)數(shù)功能 當(dāng)數(shù)量沒(méi)到達(dá)十個(gè) 自動(dòng)進(jìn)入循環(huán) 啟動(dòng)變頻 送料電機(jī) 當(dāng)數(shù)量到達(dá)十個(gè)時(shí)自動(dòng)停止系統(tǒng) 第五章 砂輪送料系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 5 2 變頻器參數(shù)設(shè)置 5 2 1 復(fù)位參數(shù) 表 5 1 變頻器參數(shù)復(fù)位參數(shù)設(shè)置 序號(hào) 參數(shù)設(shè)定值 參數(shù)功能 1 P1003 1 訪問(wèn)等級(jí) 1 2 P0010 30 工廠設(shè)定值 3 P0970 1 開(kāi)始參數(shù)復(fù)位 5 2 2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置 表 5 2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置 序號(hào) 參數(shù)設(shè)定值 參數(shù)功能 1 P1010 1 開(kāi)始快速調(diào)試 2 P0304 220 設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定電壓 3 P0305 1 93 設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定電源 4 P0307 0 37 設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定功率 5 P0310 50 設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定頻率 6 P0311 1400 設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 7 P3900 1 結(jié)束快速調(diào)試 5 2 3 控制參數(shù)設(shè)置 表 5 3 變頻器參數(shù)復(fù)位參數(shù)設(shè)置 序號(hào) 參數(shù)設(shè)置 參數(shù)功能 1 P0003 2 用戶(hù)訪問(wèn)等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí) 2 P0004 7 命令 二進(jìn)制 I O 3 P0700 2 由端子輸入 4 P1000 3 選擇固定頻率設(shè)定值 5 P0701 17 選擇固定頻率 6 P0702 17 選擇固定頻率 7 P1001 50 設(shè)置固定頻率 1 8 P1002 30 設(shè)置固定頻率 2 9 P1082 50 設(shè)置上限頻率 10 P1080 15 設(shè)置下限頻率 第六章 總結(jié)與展望 24 第六章 總結(jié)與展望 在做這個(gè)設(shè)計(jì)中 我學(xué)會(huì)了很多以前沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí) 也鞏固了很多以前沒(méi) 學(xué)好的知識(shí) 使我的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)更加扎實(shí) 軟件操作更加熟練了 本次設(shè)計(jì)利用 PLC 變頻器 稱(chēng)重傳感器完成自動(dòng)送料 稱(chēng)料進(jìn)行加工的過(guò)程 通過(guò)仔細(xì)研究設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件和硬件 通過(guò)模擬測(cè)試 達(dá)到預(yù)想的效果本設(shè) 計(jì)采用倆臺(tái)電機(jī) 一臺(tái)送料電機(jī) 一臺(tái)模具旋轉(zhuǎn)下料電機(jī) 增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性 穩(wěn)定性 這次設(shè)計(jì)不僅使我學(xué)會(huì)了調(diào)查研究的方法 提高了我運(yùn)用工具書(shū)的能力 還培養(yǎng)了我查閱文獻(xiàn) 外文資料的閱讀與翻譯 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 文字表達(dá)等基本 工作實(shí)踐能力 使我初步掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路 致 謝 25 致 謝 在論文完成之際 我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師 表示衷心的感 謝并致以崇高的敬意 在論文工作中 遇到了很多困難 一直得到指導(dǎo)老師的親切關(guān)懷和悉心指 導(dǎo) 使我能夠順利的完成 老師以其淵博的學(xué)識(shí) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 求實(shí)的工 作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象 我將終生難忘 再一次向她表 示衷心的感謝 感謝她為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍 以及學(xué)習(xí) 生活上的無(wú)私 幫助 值此論文完成之際 謹(jǐn)向吳會(huì)琴老師致以最崇高的謝意 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束 回顧兩年多來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷 面對(duì)現(xiàn)在的收獲 我感到無(wú)限欣慰 為此 我向熱心幫助過(guò)我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 特別感謝我的師兄以及師姐對(duì)我的學(xué)習(xí)和生活所提供的大力支持和關(guān)心 還 要感謝一直關(guān)心幫助我成長(zhǎng)的室友 在我即將完成學(xué)業(yè)之際 我深深地感謝我的家人給予我的全力支持 最后 衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專(zhuān)家 教授 參考文獻(xiàn) 26 參考文獻(xiàn) 1 周奎 吳會(huì)琴 變頻器系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù) 江蘇 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2009 6 2 史宜巧 孫業(yè)明 景邵學(xué) PLC 技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目教程 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 2009 1 3 侍壽永 王繼鳳 王玲 S7 200 PLC 編程及應(yīng)用項(xiàng)目化教程 江蘇 淮安 信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2009 4 胡綱衡 唐瑞球 實(shí)用變頻調(diào)速技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 5 周志敏 周紀(jì)海 紀(jì)愛(ài)華 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù) 第一版 北京 中國(guó) 電力出版 6 王建 徐洪亮 張宏 變頻器操作實(shí)訓(xùn) 第一版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 7 張玉蓮主編 傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) M 機(jī)械工業(yè)出版社 8 苗常初編 PLC 編程及應(yīng)用 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 9 王永華主編 現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù) M 北京航空航天大學(xué)出版社 10 湯以范主編 電氣與可編程序控制器技術(shù) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 11 彭軍 傳感器與檢測(cè)技術(shù) M 西安電子科技大學(xué)出版社 12 邵澤強(qiáng)主編 機(jī)電一體化概論 M 機(jī)械工業(yè)出版社 13 王浩主編 機(jī)床電器與 PLC M 機(jī)械工程出版社 附 錄 27 附錄 附錄 28 附 錄 29