毕业实习总结.docx

毕业实习总结.docx

《毕业实习总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业实习总结.docx（54页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

毕业实习总结

2012届毕业设计说明书

《基于PLC控制的混凝土搅拌站的设计》

系、部：

电气与信息工程系

学生姓名：

肖伍

指导教师：

伍麟珺职称讲师

专业：

电子信息工程技术

班级：

电信0902

完成时间：

2012.05.18

摘要

混凝土搅拌站是随着水泥的诞生而产生和发展的。

它是建筑、桥梁、道路、大坝等工程施工中的必备设备，它由贮料、配料、搅拌、放料等结构部件组成，是一个受多环节制约的复杂系统。

而随着我国经济建设的高速发展，综合国力不断增强，国家对基础设施建设的投资力度加大，拉动了城市商品混凝土的高速发展，同时，使混凝土搅拌站有了较大的发展空间，最初搅拌站仅以单机的形式出现，混凝土自拌自用，随着基础设施建设大规模的开展，产生了很大的商品混凝土市场，搅拌站的需求越来越大，计量要求越来越高，于是出现了各种不同形式带有计量装置的搅拌站，从而产生了现代的混凝土搅拌站。

常见的混凝土搅拌站控制方式有继电器直接控制、PLC和计算机结合以及PLC和配料控制器结合3种控制方式。

采用PLC和配料控制器结合控制的搅拌站性能可靠、性价比高，可以保证混凝土的质量，提高混凝土生产效率。

作为混凝土搅拌站的核心，控制及监控程序在计量精确、控制可靠、管理方便等方面的要求也日益提高。

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:

混凝土搅拌站；I/O分配；可编程控制器（PLC）；自动控制

Abstract

Concretemixingstationswereproductedanddevelopedwiththebirthofcement.Itistheconstructionofthenecessaryequipmentforbuildings,bridges,roads,damsandotherprojects.It’sconstructedfromstoragematerials,ingredients,stirring,discharge,andotherstructuralcomponents,anditisasubjecttotheconstraintsofthecomplexmulti-linksystem.AsChina'seconomicconstructionandtherapiddevelopment,Comprehensivenationalstrengthconstantlyenhancethestate'sinfrastructureconstructioninvestmentincreasedtoboostthecity'srapiddevelopmentofready-mixedconcrete,sothattheconcretemixingstationshavelargerspacefordevelopment,theinitialMixingstationonlyintheformofstand-alone,self-mixconcrete-occupied,withtheconstructionofinfrastructurefacilitiesforlarge-scale,alotofready-mixedconcretemarketwasdeveloped,thedemandformixingstationsarelargerandlarger,andmeasuresareincreasinglydemanded,sothemixingstationswithvariousformsofmeasurementdevicesweredeveloped,therebythemodernconcretemixingstationwascreated.

Commonconcretemixingstationscontrolwaysmaybethethreekinds:

Relaydirectcontrol,PLCandcomputercombinationofingredientsandthePLCandcontrollercombination.ButPLCcontrollerandacombinationofingredientscontrolofthemixingstationisreliable,cost-effectiveandcanensurethequalityofconcrete,increasetheproductionefficiency.Asthecoreofconcretemixingstations,Thecontrollingandmonitoringprograminthemeasurementprecise,reliablecontrol,easymanagementandotheraspectsisincreasinglydemanded.

ThispaperforPLCandthecombinationofingredientscontrollertocontrolthemixingstationwilldesignitscontrollingandmonitoringprogram.InthemaintextImustcompletasystematicstructure,theI/OdistributionofPLCandprepartheworkflowchartandPLCprogram.

Keywords:

concretemixingstation;theI/Odistribut-ion;programmablelogiccontroller（PLC）;automaticcontrol

目录

摘要2

Abstract3

1绪论7

1.1选题背景及意义7

1.2混凝土搅拌机的现状及国内市场分析7

1.3本论文的主要工作8

2PLC的简单介绍9

2.1PLC概述9

2.2PLC基本组成11

2.3PLC控制系统的设计13

2.4PLC的选择14

3混凝土搅拌站系统概述18

3.1混凝土搅拌站的组成18

3.2作业要求19

3.3电控系统的构成20

3.4I/O分配表和模拟量输入地址22

3.5位存储区（M）的使用概况24

3.6称重传感器的选择24

3.7压力传感器25

3.8位置传感器27

4混凝土搅拌站控制系统设计28

4.1控制系统设计的基本原则及步骤28

4.2　PLC的工作原理29

4.3混凝土搅拌站PLC程序设计31

4.4小结35

5程序调试36

5.1仿真调试的准备工作36

5.2仿真调试38

5.3小结41

6结论与展望42

致谢43

参考文献44

附录45

第1章绪论

1.1选题背景及意义

可编程序逻辑控制器（PLC）自它诞生以来至今，以其极高的性能价格比以及一系列人所共识的优点，受到越来越多的工程技术人员的重视。

它现在被广泛用于汽车生产、石油生产、IT制造、家电制造厂等工业控制系统场所，是现代制造业发展的重要技术之一。

它对工业的生产提供了良好的控制系统，它的广泛使用才使得人民不断增长的物质需求得到有利保障。

1969年美国DEC公司研制的第一台PDP-14型PLC。

随后，在二十世纪七十至八十年代一直简称为PC。

由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；可编程序范围很大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称为PLC。

PLC在控制领域的应用是保持了广泛的增长趋势。

随着我国经济建设的高速发展，许多大型的基础工程及建筑工程相继开工。

建设优质的工程需要高品质的混凝土，而且随着人们环保意识的加强，为了减少城市噪音和污染，交通和建筑竹理部门要求施工用的混凝土集中生产和管理。

这样，不仅要求。

混凝土的配料精度高，而目要求生产速度快，因此，混凝土生产过程中搅拌设备自动控制系统日益受到人们的重视。

可编程控制器（PLC）具有可靠性高、功能完善、编程简单且直观，能够有效地弥补继电器控制系统的缺陷。

1.2混凝土搅拌机的现状及国内市场分析

从1903年德国建造世界上第一座预拌混凝土搅拌站以来，商品混凝土作为独立的产业己有100多年的历史。

随后，美国于1913年，法国于1933年建立了自己的搅拌站。

二次大战后，尤其是60年代到70年代，由于各国抓紧发展经济，医治战争的创伤，混凝土搅拌站得到了快速发展。

目前，德国、美国、意大利、日本等国家的搅拌站在技术水平和可靠性方面处于领先地位。

国外生产的搅拌站一般生产率在50m3/h～300m3/h，对于商品混凝土生产，搅拌站形式应用比较普遍，尤其在大型工程中被采用。

我国混凝土搅拌站（楼）的研制是从50年代开始的，在其发展过程中，型式的选取和主要技术参数基本上是根据用户要求和参考国外产品的自由状态。

国标GB10171-88（（混凝土搅拌站（楼）分类》和GB10172-88（（混凝土搅拌站（楼）技术条件》的颁布实施，将混凝土搅拌站（楼）的研制和生产纳入了标准管理的轨道，为其发展奠定了基础。

产品技术标准和预拌混凝土标准的要求中，对于混凝土搅拌站（楼）的技术指标己达到发达国家水平。

当今国内生产的混凝土搅拌站质量迅速提高，逐步取代了进口搅拌站，在国内已经占主导地位，其控制系统也得到快速发展。

自八十年代以来，我国混凝土机械有两次战略性产品结构调整，对行业的发展起到了举足轻重的作用：

一是八十年代初期混凝土搅拌机的升级换代，由双锥反转型、立轴和卧轴强制式混凝土搅拌机替代鼓筒型搅拌机，现在这三大系列产品的技术性能己达到国外同类机型的先进水平，从质量到数量上基本满足了国内需求;二是八十年代末到九十年代初“发展一站三车（即混凝土搅拌楼（站）、混凝土搅拌输送车、臂架式混凝土泵车和散装水泥车），把我国商品混凝土机械搞上去”的战略，推动了混凝土机械行业的第二次产品结构调整，反映了混凝土机械行业稳定、持续、全面发展的深层次要求。

经过科研院所和生产企业的共同开发，适时引进国外先进的混凝土泵和混凝土搅拌输送车技术，使我国在商品混凝土机械的设计、制造能力和水平都有了很大提高，一些产品已有批量生产，其技术水平与当今世界水平同步，减少了进口，节约了外汇，取得了较好的经济效益和社会效益。

在“十五”乃至2010年期间，我国要建设一大批大型煤矿、油田、电站、机场、港口、高速铁路、高等级公路等重点工程，同时也要进行大量的城市道路、城镇住宅的开发与建设，这都需要大量的混凝土。

所以现在正是大力发展混凝土机械的大好时机，作为“一站三车”中的一站，混凝土搅拌楼（站）占有举足轻重的地位。

1.3本论文的主要工作

1.3.1混凝土搅拌站硬件简介

根据控制系统的总体设计思路对混凝土搅拌站的组成、电控系统的构成、称重传感器等硬件进行详细的分析、选型和设计，以便对混凝土搅拌站的硬件系统有一个大概的了解。

1.3.2混凝土搅拌站系统软件设计

根据混凝土搅拌站的工艺流程画出程序流程图、进行PLC型号的选择、I/O端口的分配及写出梯形图程序，实现混凝土搅拌站控制系统对整个混凝土生产过程的可靠控制。

1.3.3程序的调试

通过仿真软件对初始化程序、报警程序、断电保护程序进行调试和修改，使得程序更加符合设计的要求。

第2章PLC的简单介绍

2.1PLC概述

2.1.1什么是PLC

可编程序控制器（ProgrammableController）简称PC，为了不与计算机（也称PC））混淆，通常将可编程序控制器成为PLC。

它是电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐步发展成为以微机处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。

2.1.2PLC的发展趋势

PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向发展。

具体表现在以下几个方面：

a.向小型化、专用化、低成本方向发展

b.向大容量、高速度方向发展

c.智能型我/O模块的发展

d.基于PC的编程软件取代编程器

e.PLC通信的易用化

f.组态软件与PLC的软件化

g.开发新型特殊功能模块

h.CPU的处理速度进一步加快

2.1.3PLC的特点

①抗干扰能力强，可靠性好

PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。

我/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。

②控制系统结构简单，通用性强

PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。

③编程方便，易于使用

PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。

梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。

④功能完善

PLC的输出/输入功能完善，性能可靠，能够适应与任何形式和性质的开关量和模拟量的输入∕输出。

在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。

由于采用了微处理器，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转、和强制我/O等诸多功能，不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换、以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印、及报表生成等功能。

⑤设计、施工、调试、的周期短

用继电接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。

而采用PLC控制，由于其硬软件齐全，为模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。

⑥体积小，维护操作方便

PLC体积小，质量轻，便于安装。

PLC的输入∕输出系统能够直观的反映现场总线信号的变化状态，还能通过各种方式直观的反映控制系统的运行状态。

⑦易于实现网络化

PLC可连成功能很强的网络系统。

⑧可实现三电一体化

PLC将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）和电结（运动控制）这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。

2.1.4PLC的主要功能

①条件控制功能

条件控制（或称逻辑控制或顺序控制）功能是指用PLC的与、或、非指令取代继电器接触的串联、并联极其他各种逻辑连接，进行开关控制。

②定时/记数控制功能

定时/记数控制功能指用PLC提供的定时器、记数器指令实现对某种操作的定时或记数控制，以取代时间继电器和记数继电器。

③数据处理功能

数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算、逻辑运算以及编码和译码等操作。

④步进控制功能

步进控制功能是指用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能进行下一道工序操作的控制，以取代由硬件构成的步进控制器。

⑤A/D与D/A转换功能

A/D与D/A转换功能是指通过A/D、D/A模块完成模拟量和数字量之间的转换。

⑥动控制功能运动控制功能是指通过高速记数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴运动控制。

⑦过程控制功能过程控制功能是指通过PLC的PID控制指令或模块实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。

⑧扩展功能

扩展功能是指通过连接输入输出扩展单元（即I/O扩展单元）模块来增加输入输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高PLC的控制功能。

⑨远程I/O功能

远程I/O功能是指通过I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与PLC主机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。

⑩监控功能

监控功能是指PLC能监视系统各部分的进行状态和进程，对系统中出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行；也可在线调整、修改控制程序中的定时器、记数器等设定值或强制I/O状态。

2.2PLC基本组成

2.2.1PLC的硬件组成

PLC是微机技术和控制技术相合的产物，是一种以微机处理器为核心的用于控制的特殊计算机，因此PLC的基础组成与一般的微机系统类似。

目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。

主要包括中央处理单元CPU、存储器RAM和ROM、输入输出接口电路、电源、I/O扩展接口、外部设备接口等。

其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。

如图2-1所示，PLC控制系统由输入量—PLC—输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入量，它们经PLC外部输入端子，作为PLC的输出量对外围设备进行各种控制。

由此可见，PLC的基本结构有控制部分输入和输出组成。

尽管整体于模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成部分进行简单介绍。

①中央处理单元（CPU）外部设备接系统程序用户程序数据I/O扩展接口存储器编程器CPU是PLC的核心，是由控制器和运算器组成的。

运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。

控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊地工作，它的基本功能是从内存中取指令和执行指令。

他的重要功能如下：

（1）接收从编程器输入的用户程序和数据。

（2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编制程序中的语法错误等。

（3）通过输入接口接现场的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器中。

（4）从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。

（5）根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。

有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。

②存储器

存储器主要有两种：

一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。

在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。

系统程序是由PLC的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。

用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编程的应用程序。

工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。

存放在RAM中，以适应随机存取的要求。

③输入/输出单元

输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。

PLC通过输入接口可以检测被控对象进行控制的依据;同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。

④通信接口

PLC配有各种通信接口一般都带有通信处理器。

PLC通过这些接口可与监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现通信。

⑤智能接口模块

智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。

它作为PLC系统的一个模块，通过总线与PLC相连，进行数据交换，并在PLC的协调管理下独立地进行工作。

⑥编程装置

编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态忽然参数，与PLC进行人机对话。

它是开发、应用、维护PLC不可缺少的工具。

⑦电源

PLC配有开关电源，以提内部电源使用。

与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。

对电网提供的电源稳定要求不高，一般允许电源电压在其额定值5%的范围内波动。

许多PLC还向为提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。

2.2.2PLC的软件组成

PLC的软件由系统程序和用户程序组成。

系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。

系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。

PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。

PLC在的应用中，最重要的是PLC的编程语言写用户程序，以实现控制目的。

由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专门的语言。

PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂商、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达也不同，但基本上可归纳两种类型：

一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式的编程语言，如梯形图等。

2.3PLC控制系统的设计

2.3.1PLC控制系统设计的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现控制对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。

因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则。

①最大限度地满足被控制对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控制对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计最重要的一条原则。

这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，手机相关先进的国内、国外资料。

同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

②保证PLC控制系统安全可靠保证

PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。

这就要设计者在系统设计、元器件选择、软件编程要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。

③力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。

因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。

这就要设计者不仅应该使控制系统简单、经