基于PLC的定量给料机控制系统毕业设计论文word格式.docx

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基于PLC的定量给料机控制系统毕业设计论文word格式

定量给料机PLC控制系统

摘要

本课题所设计的调速式定量给料机是在消化吸收国外DEL型定量给料机的先进技术，结合国内建材行业使用称重设备的实际情况，进行国产化设计成功的一种集多种先进技术于一体的新型产品。

它与微机、负荷传感器、速度传感器组合成微机控制配料系统或定量给料秤。

该系统可对各种块、粒状非粘结性物料进行计量和定量给料控制，广泛用于水泥、矿山、化工、冶金、能源、粮食等工业部门。

本机由电机带动减速机，联接主动滚筒转动，从而使皮带运动，即可输送物料，物料在皮带上的重量通过测力机构检测后把信号输入控制器，同时皮带带速也通过测速装置把信号输入控制器进行计算。

电机采用三相电机变频调速。

秤重机构采用全荷式结构、双传感器，消除物料偏载对称重精度的影响。

电机采用三相电机变频调速即通过调节变频器的输出频率达到调速的目的，变频器给定电压信号的范围是０～１0Ｖ。

关键词：

定量给料；变频调速；PLC控制

WeightfeederPLCcontrolsystem

Abstract

DesignedspeedofthesubjectdosingmachinetypeistypeinthedigestionandabsorptionofforeignDELdosingmachine'sadvancedtechnology,combinedwiththeuseofweighingequipment,buildingmaterialsindustry,theactualsituation,thedomesticdesignsuccessofamulti-advancedtechnologyinoneofthenewproduct.Itiswiththecomputer,loadsensor,speedsensorintegratedintoacementplantorFeedingScale.Thesystemcanbeallkindsofblocks,non-cakinggranularmaterialsformeasurementanddosingcontrol,widelyusedincement,mining,chemical,metallurgy,energy,foodandotherindustries.

Themachinedrivenbyamotorreducer,joinactivedrumrotation,sothatbeltcampaign,youcantransportmaterials,theweightofmaterialinthebeltthroughthedynamometertestingafterthesignalinputcontroller,andalsothroughthebeltwithaspeedgundeviceCalculationofthesignalinputcontroller.Three-phasemotorwithfrequencyconversionmotor.Weighingafully-chargedbodystructure,dual-sensor,partialeliminationofmaterialcontainedontheweighingaccuracy.Three-phasemotorwithfrequencycontrolmotorthatisbyadjustingtheinverteroutputfrequencytoachievethepurposeofspeedcontrol,invertervoltagesignalofagivenrangeof0~10V.

Keywords:

dosing;frequencycontrol;PLCcontrol

目录

引言1

第一章绪论2

1.1系统及工艺简介2

第二章方案论证3

2.1系统总体结构3

2.2调速系统电路设计和论证3

2.3控制系统的硬件组成12

第三章软件设计16

3.1流程图16

3.2梯形图17

3.3软硬件系统的调试18

结论20

参考文献23

谢辞24

引言

随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断应用到各个方面中，使得智能自动化已成为一种发展的必然趋势。

智能化也往往是从设备自动化系统开始。

本文主要针对我们本次的毕业设计《PLC控制系统与定量给料机》，阐述PLC控制设计与定量自动控制系统的关系。

可编程控制器由于其在工业控制方面的应用意义日趋明显，并在发电、化工、电子、机械等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用。

它具有功能强大、使用可靠、维修简单等许多优点，并且在很多地方已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。

与此同时,定量给料机也正被广泛地应用,自动送料替代了原来的手工送料，节省了大量的时间，减少了人工操作，降低了生产成本，给企业带来了更大的经济效益，使企业规划和生产管理更加规范，是柔性制造系统最重要的一个环节。

在将其俩双双结合的情况下,不仅促进了科技的发展,也提高了人民生活水平。

第一章绪论

1.1系统及工艺简介

本课题所设计的调速式定量给料机是在消化吸收国外定量给料机的先进技术，结合国内建材行业使用称重设备的实际情况，进行国产化设计成功的一种集多种先进技术于一体的新型产品。

它与微机、负荷传感器、速度传感器组合成微机控制配料系统或定量给料秤。

该系统可对各种块、粒状非粘结性物料进行计量和定量给料控制，广泛用于水泥、矿山、化工、冶金、能源、粮食等工业部门。

本机由电机带动减速机，联接主动滚筒转动，从而使皮带运动，即可输送物料，物料在皮带上的重量通过测力机构检测后把信号输入控制器，同时皮带带速也通过测速装置把信号输入控制器进行计算。

电机采用三相电机变频调速。

秤重机构采用全荷式结构、双传感器，消除物料偏载对称重精度的影响。

料仓物料通过螺旋闸门和下料口压到给料机的承重区，皮带按运行的方向允许时，物料从下料口被拉出，平铺在整条皮带上，传感器就能检测到有效称量区（L）上物料的重量（G）。

由于物料是均匀地平铺在皮带上，当出料口调整好之后，单位长度皮带上的料重可以看成恒定，通过改变电机的转速N，我们就能达到恒定控制输出量Q的目的。

具体公式如下：

V=（N/I）×π×（D+2d）/60公式1-（l）

Q=G×V/L=G×（N/I）×π×（D+2d）/60L公式1-

（2）

式中I------总减速比

D------滚筒直径

d------皮带厚度

本课题在原系统的基础上增设了自动纠偏装置,用来自动纠正跑偏的皮带,在提高自动化程度的同时增加了双记时功能有效地防止了断链对链轴造成的破坏,从而尽可能地降低了设备在突发情况下受损的程度，尽可能减少损失。

第二章方案论证

2.1设计总体结构

此设计选用三菱FX2N系列PLC来实现对定量给料机的各种控制。

此方案的系统框图如图所示：

图2.1PLC控制给料机系统框图

2.2调速系统电路设计和论证

用PLC、变频器、和给料控制器实现对给料机的定量给料控制，以下对这个系统电路的部分重要控制部分作一下简单介绍：

2.2.1．PLC：

可编程序控制器（ProgrammableController）简称PLC，为了避免同个人计算机（PersonalComputer，简称PC）混淆，现在一般将可编程序控制器简称为PLC（ProgrammableLogicController）。

PLC从诞生至今已有30多年，发展势头异常迅猛，已经成为当代工业自动化领域中的支柱产品之一。

特别是随着计算机技术和通信技术的发展，PLC的应用领域逐步扩大，应用前景十分看好。

严格地讲，至今对PLC没有最终的定义。

同单片机一样，PLC也是由软硬件两大块组成的：

PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。

其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。

对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图2.2所示；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2.3所示。

无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。

图2.2整体式PLC组成框图

图2.3模块式PLC组成框图

PLC具有功能强大、使用可靠、维修简便等许多优点。

对于传统的继电器电路来说，它难以实现复杂逻辑功能的和数字式控制，而且要实现一定规模的逻辑控制功能不仅设计繁琐，难以实现升级，并易发故障，维修复杂，现在已被大中型设备的控制系统所抛弃。

而PLC正被广泛的应用并且已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。

随着科学技术不断的飞跃发展，PLC也不断得到完善和强大，同时它的功能也大大超过了逻辑控制的范围，如联网通信功能和自诊断功能等。

因此今天这种装置被我们称作可编程控制器，不过我们还是习惯简称这种装置为PLC。

2.2.2．变频器

变频器内部主要主控电路，整流电路，逆变电路，电流电压采样电路，控制电源电路，驱动电路等几部分构成，其的控制电路框图如如图2.4所示。

变频器核心部分——主控电路主要功能主要表现在：

接受各种信号；进行基本运算；输出计算结果；实现各项控制功能；实施各项保护功能。

三相电机变频调速是通过调节变频器输出频率的方法达到调速目的的。

要调节变频器的输出频率，必须首先向变频器提供改变频率的信号，这个信号，称为频率给定信号，也有称为频率指令信号或频率参考信号的。

所谓给定方式，就是调节变频器输出频率的具体方法,也就是提供给定信号的方式。

给定方式有很多种。

在此主要介绍以下几种：

模拟量给定信号的种类有面板定和外部给定两种方式。

通过面板上的键盘或电位器进行频率给定（即调节频率）的方式，称为面板给定方式，面板给定又有两种情况:

第一，键盘给定频率的大小通过键盘上的升键（▲键）和降键（q键）来进行给定。

键盘给定属于数字量给定，精度较高；第二，电位器给定部分变频器在面板上设置了电位器。

频率大小也可以通过电位器来调节。

电位器给定属于拟量给定，精度稍低。

图3.6变频器内的控制电路框图

图2.4变频器内部控制电路图

键盘给定频率和电位器给定部分频率都有各自的优点和缺点。

数变频器在面板上并无电位器，故说明书中所说的面板给定，实际就是键盘给定。

变频器的面板通常可以取下，通过延长线安置在用户操作方便的地方。

此外,采用哪一种给定方式,须通过功能预置来事先决定。

从外接输入端子输入频率给定信号，来调节变频器输出频率的大小，称为外部给定，或远控给定。

主要的外部给定方式有:

外接模拟量给定和外接数字量给定两种。

通过外接给定端子从变频器外部输入模拟量信号（电压或电流）进行给定，并通过调节给定信号的大小来调节变频器的输出频率。

以电压大小作为给定信号，给定信号的范围有:

0～10V、2～10V、0～±10V、0～5V、1～5V、0～±5V等；以电流大小作为给定信号，给定信号的范围有:

0～20mA、4～20mA等。

通过外接开关量端子输入开关信号进行给定：

通过外接端子输入脉冲序列进行给定。

由PLC或