自动搅拌机控制系统及其监控系统设计.doc

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毕业设计（论文）

自动搅拌机控制系统及其监控系统设计

AUTOMATICMIXERCONTROLSYSTEMANDMONITORINGSYSTEMDESIGN

毕业设计（论文）

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II

摘要

由PLC和计算机共同组成的控制系统是目前控制领域最广泛应用的控制模式,由PLC实现的控制系控制现混凝土搅拌的工作流程,相比于传统的混凝土搅拌，拥有生产率高，不易发生故障，自动化程度高，产品质量高等优点。

本论文对搅拌机的产生，发展历史，未来的发展趋势等方面进行了详细的分析，自动搅拌机在未来的社会建设中还会发挥着重要作用。

本论文要设计自动搅拌机的控制系统，主要做了两方面的工作，即搅拌机的硬件系统设计，一个是搅拌机的软件系统设计。

硬件方面，要了解有哪些控制对象，根据具体要求，进行元器件的选型设计等。

设计出控制电路，画出硬件电路图，各种接线图等。

软件方面，首先要明确控制要求，根据要求来进行软件设计。

利用西门子系列S7-200PLC作为控制器。

利用梯形图进行程序的编写，要有控制程序，同时还要有监控程序。

利用整个控制系统，对搅拌机搅拌混凝土的整个过程实现自动控制。

本文针对PLC和配料控制器结合控制的搅拌站来设计其控制及监控程序设计中主要要完成的任务有系统构造、PLC的I/O分配、工作流程图及PLC程序的编写。

关键词：

混凝土搅拌机；I/O分配；可编程控制器（PLC）；自动控制

Abstract

ThecontrolsystemconsistsofPLCandcomputercomposedoffieldcontrolmodeisthemostwidelyused,thecontrolsystemimplementedbythePLCcontrolnowconcretemixingworkflows,comparedtotraditionalconcretemixing,withhighproductivity,lesspronetofailure,highdegreeofautomation,productqualityadvantages.

Inthispaper,thegenerationofthemixer,history,futuretrendsandotheraspectsofadetailedanalysis,automaticmixerinsocietyinthefuturewillplayanimportantrole.Inthispaper,todesignautomatedmixercontrolsystem,mainlytodotheworkoftwoaspects,namelymixerhardwaresystemdesign,softwaresystemdesignamixer.Hardware,tounderstandwhatthecontrolobject,dependingonrequirements,theselectionanddesignofcomponentsandsoon.Designacontrolcircuit,drawahardwarecircuit,variouswiringdiagrams.Thesoftwareside,wemustfirstclearcontrolrequirements,accordingtotherequirementsforsoftwaredesign.SiemensSeriesS7-200PLCuseasacontroller.Usealadderdiagramprogrampreparation,tohavecontrolprocedures,butalsohavemonitoringprograms.Useoftheentirecontrolsystem,thewholeprocessofconcretemixermixingtoachieveautomaticcontrol.

Inthispaper,andingredientscontrollerscombinePLCcontrolledmixingstationdesignedforcontrollingandmonitoringprogramdesignofthemaintaskstobeaccomplishedinasystematicstructure,PLC'sI/Oassignments,preparationofflowchartandPLCprogram.

KeywordsI/Oassignmentprogrammablelogiccontroller（PLC）automaticcontrolmixer

毕业设计（论文）

目录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1选题背景及意义 1

1.2搅拌机的现状分析 1

1.3本论文的主要的主要研究内容 2

2系统整体设计方案 3

2.1自动搅拌机的组成 3

2.2电控系统的组成 5

2.3系统器件的选型设计 5

2.3.1PLC的选型设计 5

2.3.2行程开关的选型 7

2.3.3交流接触器的选型 9

2.3.4热继电器的选型 10

2.3.5熔断器的选型 10

2.3.6断路器选型 11

2.3.7导线及开关按钮的选用 12

2.3.8电压表头，电流表头的选型 13

2.3.9传感器的选型 13

2.3.10变频器的选型 14

3系统硬件系统设计 16

3.1控制系统设计的基本原则及步骤 16

3.2硬件电路设计 17

3.2.1混凝土搅拌机主电路设计 17

3.2.2PLC外部接线图 17

3.2.3I/O分配表 18

4系统软件设计 21

4.1软件设计的主要任务 21

4.2系统功能模块化分析 21

4.3程序设计 21

5程序的下载与调试 25

5.1调试准备 25

5.2仿真调试 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

附录 31

附录1主程序 31

附录2报警程序 35

14

1绪论

1.1选题背景及意义

随着现代化进程的不断加快，基础设施建设，房地产业发展越来越快，人们对于所建住宅或其他建筑的要求也越发的严格，只有上好的建筑材料才能保证建造出高质量，满足要求的建筑。

原来那种在工地自己生产混凝土的情况下，由于搅拌时的认为因素多，搅拌质量很难得到保障。

同时传统搅拌机还搅拌时还具有噪音大，粉尘多的缺点，且生产效率也不高。

而混凝土搅拌站则没有上述缺点，必将取代传统搅拌机成为主流生产方式。

混凝土搅拌站采用控制系统，由电脑控制整个的生产流程，并且对生产流程进行监控、与传统方式相比，具有生产效率高，噪音小，粉尘少等特点，受到越来越多的生产企业的亲睐。

搅拌机作为核心部件，从上个世纪50年代兴起后，因其稳定的产品质量，自动控制，极高的生产效率得到了迅猛的发展。

圆盘立轴式强制混凝土搅拌机作为最早出现的品类。

圆盘立轴式拥有窝浆式和行星式两种运行方式。

从1870年往后，轻骨料进入人们视野并迅速得到应用，从而又发展出了卧式强制式搅拌机，根据搅拌轴的多少又分为两种，分别为单卧轴式和双卧轴式，此种搅拌机具有自落的优点，同时具有强制的优点。

卧式搅拌机搅拌叶片的线速度小，拥有较好的耐磨性能和耗能少的特点，得到快速发展。

强制式混凝土搅拌机的搅拌叶片装在拌筒内的转轴臂架上，待搅拌材料加入到搅拌罐内之后，搅拌叶片由搅拌电机带动旋转，对物料进行搅拌，卧式搅拌机的搅拌方式的搅拌效果远远好于自落方式搅拌的混凝土，对搅拌干硬性混凝土，圆盘立轴式的搅拌效果不如卧式搅拌机。

1.2搅拌机的现状分析

从上个世纪世界上第一个混凝土搅拌站出现以来，混凝土的搅拌历史已经发展了一百多年。

随着生产要求的不断提高，企业与科研单位也在不断的改进，通过吸收和借鉴国外先进的混凝土搅拌技术，我国虽然在商品混凝土机械上面起步较晚，通过吸收学习外国的设计经验，得到的长足的发展。

生产的许多品种，甚至达到了世界领先。

在“十五”乃至2010年期间，随着现代化进程的不断加快，基础设施建设，房地产业发展越来越快，还要建设一批高铁，高速公路等重点工程。

在城市化进程的道路上，住宅，道路等都需要大量地优质混凝土，所以得发展前景依然良好。

虽然混凝土机械发展了很久，但仍旧面临着许多的问题:

过去的设备大多是自动化不足，现在的设备要求自动控制，向这方面转化又困难重重。

经过企业和科研机构多年的努力，在混凝土搅拌设备方面型号与规格上已经比较全面，所以企业的决策者们就理所当然的认为不再需要创新，已经满足需要了，不明白接下来的发展方向。

现在市场竞争激烈，科技发展日新月异，搅拌机械要想在如此激烈的市场下生存，应该具有如下的几个方面：

（1）设计人员要具有独特的理解和设计能力。

进行混凝土搅拌机械的生产企业必须要有一个坚实的人才储备，要有一定的高水平高素养的创新设计人才。

显而易见，混凝土搅拌机械的入门标准较低，要有一定的闲散资金，再拥有专业技术人才，此行业经过这么多年的发展有效的验证了上述理论的真实性。

同时，这也是这类企业不可回避的重要条件，是混凝土搅拌机械企业的生存要素。

（2）不光具有设计能力，还要有生产能力。

自动搅拌机是整个混凝土搅拌站的核心部件，搅拌机的好坏决定了整个搅拌站的好坏，进而直接影响生产出混凝土的质量好坏，也就是说，商品混凝土的质量好坏，取决于搅拌机的质量，一旦搅拌机的质量差，肯定也生产不出高品质的混凝土。

搅拌机的价值就体现在这里。

企业就是通过生产，服务等经济活动赚钱的组织。

所以，混凝土搅拌机械也是要赚钱来贡献社会，维持企业运转，搅拌机作为核心部件，无疑是利润最为丰厚的一部分。

由此看来，加入一个混凝土搅拌企业放弃了搅拌机这一块，就相当于放弃了生存下去的机会