基于PLC的自动送料系统的设计 22.docx

1、基于PLC的自动送料系统的设计 22分类号：TH16无锡职业技术学院毕业设计（论文）题 目 基于PLC的自动送料系统的设计 英文并列题目 Design of automatic feeding system based on PLC 院 系 控制技术学院 班 级 _ _ 学生姓名 学 号 _ 所在团队 _ _ 指导老师（1） 职 称 _ _ 指导老师（2） 职 称 _ 答辩委员会主任 主答辩人 _ _ XXXX年X 月 基于PLC的自动送料系统的设计摘要: 该系统主要以可编程逻辑控制为核心, 三菱变频器运行输送电机, 通过可编程逻辑控制器控制控制系统的所有运动流, 拦截每个系统的运行状态。电机

2、通过 PLC 的输入端, 然后通过 PLC 的输出信号掌握每个电机的运行活动, 以实现电机的逻辑平滑度。序列控制的目的。为了提高以往传统继电器接触器控制模式的运行难度, 将人机界面集成到系统中。操作人员可以通过触摸屏实现人机操作。该监控窗口可用于实时监控整个高炉进料系统的整体运行情况。关键词:可编程逻辑控制器；变频器；人机界面Design of automatic feeding system based on PLCAbstract: The system mainly takes programmable logic control as the core. Mitsubishi freq

3、uency converter runs the conveyor motor. Through the programmable logic controller, it controls all the movement flow of the control system and intercepts the running state of each system. The motor controls the operation of each motor through the input of the PLC and the output signal of the PLC, s

4、o as to achieve the logical smoothness of the motor. The purpose of sequence control. In order to improve the difficulty of traditional relay contactor control mode, the man-machine interface is integrated into the system. Man-machine operation can be realized by touch screen. The monitoring window

5、can be used to monitor the overall operation of the whole blast furnace feeding system in real time.keyword: Programmable logic controller; frequency converter,;human-machine interface;第1章 引言1.1自动送料系统的作用与意义目前, 我国有许多大型或超大型高炉。这些鼓风炉是工业生产中最重要和最主要的设备。中国是一个制造业大国, 钢铁产量逐年居世界首位。因此, 高炉作为大型核心设备, 需要良好的运行能力。高炉炉料

6、系统一直是高炉炼钢的重要组成部分。这是为了保证高炉原材料的持续供应和整个炼钢企业的良好运行。因此, 我国高炉物资运输控制体系非常严格。半自动或手动材料运输不能满足我国大型或超大型高炉设备的实际生产需要。因此, 自动、稳定、准确、高效的控制模式是高炉自动充电的唯一选择。 自动送料系统是我国许多金属冶炼行业的重要组成部分。熔炼行业的效率和准确性控制室内质量要求。自动送料系统包括卡车自动送料系统和炉顶进料系统。给料车的自动送料过程必须高效、准确。炉内需要多少材料, 此时, 材料运输速度是保证冶炼生产和质量的关键。只有在炉膛内的自动进料量与所需量之间取得平衡, 才能实现最佳匹配。 高炉炉料分配是高炉冶

7、炼的重要过程之一。高炉炉部负荷的合理分配是高炉炉料分配的重要操作环节。我们称之为 向上调节器。通常, 在冶炼过程中, 炉内的原材料会成批地装入高炉的喉咙。根据经验, 计算矿石与碳的比例, 然后通过进料装置将其均匀地旋转到喉咙中。在整个过程中, 煤炭在高炉中产生气体, 高炉通过负担上升和传递。此时, 负荷开始升温、减少、渣和熔化。在此结构下, 最低负荷先完成冶炼, 然后对上负荷进行分层分布结构。负荷的均匀分布对整个天然气生产有着至关重要的影响。当炉膛内煤的分布不均匀, 炉膛内的温度不均匀, 炉膛内的矿石不能完全熔化时, 影响整个系统的效率。 针对传统自动送料系统存在的问题, 介绍了可编程控制器和

8、变频器系统的升级。自动送料各环节的序列功能由可编程控制器控制, 合理调整传统电机的送料规律。同时, 变频器控制送料电机的速度, 实现高炉送料系统的组合。合理性和科学性。自动喂养系统的环境非常恶劣, 对员工的健康有害。因此, 系统会添加人机界面。操作人员可以通过几十米甚至数百米外的触摸屏上的按钮实时操作整个高炉进料系统。同时, 整个自动进料系统的运行可以通过防喷器 HMI 进行监测。如果机器突然坏了, 我们可以立即找到机器故障, 尽快处理。由于我们的自动控制系统, 自动送料可以大大提高生产效率, 因为工人少, 会大大节省人工成本。1.2自动送料系统的传统控制方式我国早期的自动送料控制系统通常采用

9、接触器、继电器等控制器。首先, 该控制方法具有电路复杂、联锁和联锁电路复杂、布线复杂等功能。因此, 一旦发生故障, 维护就会耗时、费力且效率低下。其次, 传统的自动送料系统大多采用手动控制模式, 不能实现高效率、高精度, 不利于企业生产自动化。 接触器和继电器控制是我国许多控制行业最常用的控制方法之一。低价、低成本受到许多企业的欢迎。但对于整个系统来说, 接触器和继电器控制电路过去是巨大的, 占用了太多的体积, 因此有必要配置大的机柜来放置这些组件。此外, 在继电器的实际使用中, 接触器的接触点由于通常开放和通常闭合点的反复吸力和断开而容易产生弧线。一旦在周围环境中遇到易燃和易爆气体, 就会引

10、起火灾和爆炸。在工作过程中频繁吸收接触器和继电器也会造成噪音和能耗, 从而增加成本。接触器和继电器通过电线连接。手动布线、调试和安装需要大量时间, 给日常维护带来了很多麻烦。、。1.3自动送料系统PLC控制方式可编程控制器作为制造业中最重要的控制器, 是一种自动控制操作的逻辑控制器。它是传统接触器、继电器、时间继电器和其他模块集成的产物。该系统的核心部件是可编程逻辑控制器 (PLC), 是高炉控制系统的核心。由于该控制器是一种可编程逻辑控制器, 它可以改进传统接触器和继电器控制模式的缺点和不足, 提高整个系统的效率和精度。为了节约电能, 控制驱动电机的稳定传动, 在系统中增加了变频调速系统。电

11、机的变频控制是通过变频器的控制实现的, 驱动电机的速度可以快速切换。 系统采用可编程逻辑控制器来控制各组件的动作逻辑。它具有定时、计数、逻辑计算和数据处理等功能。为了实现良好的可视化操作画面, 方便操作, 系统增加了人机界面, 实现了一系列实时监控和报警, 全部为一个目的, 即方便员工监控系统, 或修复故障。与其它接触器相比, PLC 具有明显的优点: (1) PLC 的输入输出端子较少, 减少了传统的布线步骤, 便于维护。 (2) PLC 具有可靠性高、接触器控制逻辑简单、自保护功能、状态报警提示和电源故障恢复等功能。 (3) 由于 PLC 的逻辑功能简单, 在使用过程中操作方便。与其他接触

12、器逻辑电路不同, 它的操作步骤复杂且易于学习。 (4) 从可编程逻辑控制器的发展来看, 我们可以得出这样的结论: 可编程逻辑控制器的出现是由于工业的发展, 过去的技术不能满足生产的需要, 但同时,考虑到工业的发展必须适应工业发展的原则, 可编程逻辑控制器在编程和运行中必须适应工业发展的原则。通过简化编程语言, 每一个接触 PLC 的人都能尽快实现人性化。适应如何操作和编程的学习。 (5) PLC 在硬件功能上也采用了许多简单、成熟、可靠的技术。其内部组件采用最先进的技术制造。 (6) 在研究 PLC 的应用时, 传统上使用编程器输入信号, 程序员为 PLC 提供相关信息。但一般来说, 如果它是

13、一个更大的 PLC, 编码器将使用 CRT 来显示, 所以当我们重新进入程序, 我们可以看到我们写的程序, 这有利于及时修改。更改后的信息也将显示在 CRT 上。 (7) PLC 在操作和维护过程中具有无可比拟的优势。它不仅可以在系统出现故障时报警和显示, 还可以显示出具体的输入和输出是问题。因此, 越来越多的工厂和企业将 PLC 作为控制理由。 第2章 控制系统设计总方案2.1炼铁工艺过程概述根据研究, 冶金行业最重要的环节是高炉炼铁的生产。高炉冶炼, 一般来说, 是将提取的矿石还原为金属的生产过程。考虑如何将其还原为金属物质, 我们使用焦炭和助焊剂作为还原剂, 根据规定的自动进料比将铁矿石

14、、还原剂和其他固体作为还原剂, 然后将其成批装入高炉, 等待反应, 喉部水平较高, 因此还原气体在高炉中起反应。E 完全放电。焦炭、矿石等原料可形成交替层状结构。还原剂在矿石掉落时反应, 但反应产生的铁渣将从收集箱中回收, 以便我们能够定期从出口排出废物。生产过程如图2-1 所示。图2-1 炼铁生产工艺流程2.2自动送料设备及工艺简介自动送料系统是炼铁主要组成部分, 图2-2为自动送料系统示意图。 图2-2 自动送料系统示意图 注：1自动送料仓2电振机3振动筛4称量斗5主皮带机6粉矿皮带机7碎焦皮带机 8中间仓9料车10小钟11大钟12布料器13均压阀14左右探尺本文研究的自动送料系统主要分为

15、自动送料部分和自动送料部分两部分, 由送车分为自动送料部分。自动送料是高炉运行的重要环节之一, 是保证高炉质量的关键环节, 也是高炉冶炼输出的条件之一。在自动送料中, 一系列材料按一定比例比例。在高炉冶炼过程中, 自动送料是高炉冶炼过程中不可缺少的条件之一。只有当这些不同含铁材料及其燃料的比例合理时, 才能保证最终金属达到最佳状态。在设计系统中, 涉及到以下自动送料筒仓。有7个自动送料仓, 包括2个焦炭筒仓、1个碎片筒仓、1个熔炼筒仓和3个矿石筒仓。但在我的系统中, 我主要使用以下两个仓库: 焦炭筒仓和矿石筒仓。在自动送料系统中, 我们还有5个振动筛和5个振动筛。振动筛和振动筛分别由电机驱动。

16、7个重达1.3 米的称量漏斗用于检测物料数量 (空或满) 的状态。如果在称重漏斗中检测到的材料较少, 振动筛和振动筛将开始工作。同时, 振动器和振动器将开始工作。筒仓也应开始切割, 然后停止切割时, 仪表检测到材料已满。这是为了确保切割体积基本固定。下面介绍了如何按比例控制它。我选择了一个异步电动机来控制滑轮的速度, 这样我就可以控制材料的比例。异步电动机的选择将在稍后介绍, 这里将不讨论。当系统自动运行时, 称重桶的开启/关闭由 PLC 程序控制, 触摸屏上的按钮用于手动自动送料。自动送料系统是该系统的主要组成部分, 自动送料系统的引进并不多。该系统的自动送料系统主要由送料车、输送带、分配器

17、、钟、压力均衡阀、左右探头等组成。设备详情如下。根据实际生产过程, 可分为两个系统, 一个是汽车自动送料系统, 另一个是炉顶分配系统。汽车自动送料系统主要完成材料从中间仓库到炉顶的输送。顶层系统是整个高炉冶炼过程中最重要的环节。负荷系统是指焦炭和矿石, 顶重系统均匀地在高炉喉部分配负荷。通常, 我们把高炉的负荷分配行为称为 上调。通常情况下, 高炉的负荷是通过传送带分批输送到高炉的喉咙。传统的控制方法是确定矿石与焦炭的比例, 然后组成合成材料, 然后通过配送设备和旋转设备的双时钟将合成材料装载到炉内。高炉设备是一种倒置反应器。焦炭产生的气体通过炉的下部向上输送, 然后通过分配层。此时, 充分接

18、触了负担和气体, 以完成加热、还原等冶炼过程。在高炉冶炼过程中, 随着炉料从上到下的移动, 炉料温度逐渐升高, 使炉料保持这种分布, 直至炉料完全融化。当负荷分布不均时, 焦炭过多就会积累, 导致天然气产量过高, 导致局部温度升高, 对整个冶炼过程产生一定影响, 导致冶炼不均匀。因此, 高炉炉料分配对天然气生产和熔炼效率具有重要意义。当负荷分布均匀时, 不仅可以提高熔炼效率, 而且可以提高高炉的使用寿命。高炉炉料分配的基本作用顺序如下: 第一, 卡车通过提升机送到炉顶, 然后将自动进料倒入小料斗中。因为大钟表和小钟表是严格相连的, 所以不能自然地一起工作。如果大钟漏斗的材料不满, 那么小钟就会

19、开始工作。当材料进入钟桶时, 当它满了时, 会发出一批材料的信号。随后, 时钟开始工作。分配器工作后, 自动进料均匀均匀地倒入炉内。同时, 打开钟和压力均衡阀, 平衡钟式料斗和炉架的压力。左侧探头和右探头用于监测炉内的材料量。只有当馈线信号满足控制要求时, 才能打开钟。 在该系统中, PLC 的 ito 分配是通过控制工艺流程来确定的, 如表2-3 所示。表2-3 PLC 的I/O详细分配点名称地址编号名称地址编号探尺X00布料器脉冲Y00大钟开启到位X01布料器方向Y01大钟关到位X02均压阀Y02小钟开启到位X03大钟开Y03小钟关到位X04大钟关Y04小车上行到位X05小车上行Y05小车

20、运料到位X06小车下行Y06小车原点X07中间仓开Y07中间仓开到位X10中间仓关Y10中间仓关到位X11小钟开Y11大钟开限位X12小钟关Y12大钟关限位X13过载报警Y13中间仓开限位X14缺料显示Y14重甲仓关限位X15小钟开限位X16小钟关限位X17晓铃按钮X20自动/手动X21小车变频器过载X22布料电机过载X23大钟过载X24小钟过载X25中间仓过载X26急停信号X272.3操作方式自动送料系统将其分为三种操作模式: (1) 点操作点操作, 根据流行语, 是按下按钮, 操作人员按下一个按钮, 系统将产生相应的动作一次,这种方式有什么用？例如, 我们新购买的机器必须调试。您不能使用自

21、动模式, 因此只能先使用单击模式。此外, 一旦设备发生故障, 还需要移动使用点, 以方便检测设备问题。当问题解决后, 我们将采取两种方式。 (2) 半自动操作我们将机器控制分解为两部分: 自动进料和卸载。我们让系统执行一个部分, 即自动进料或卸载。(3) 全自动操作如果炉膛存在材料短缺, 我们将控制操作台, 按下按钮, 实现汽车的自动进料、开门和自动控制过程。通过计算机, 可以逐步实现生产过程的自动控制过程。这是我们使用的自动控制装置。2.4控制方式通过继电器、电子电路顺序控制和可编程逻辑控制器 (PLC) 设计了自动送料系统的控制模式。作为自动送料系统的控制方式。 (1) 中国工业开始控制继

22、电器和接触器的时间相对较晚。继电器和接触器通常用于控制大型设备, 如高炉进料。这种控制方法可以理解为在自动控制原理下的开环控制。在实际控制过程中, 开关由冲程开关控制。在逻辑控制过程中, 采用了电路逻辑控制模式, 误差较大。维护是关键。一天的故障可以发现, 严重影响了实际生产效率。 (2) 电子电路顺序控制是微电子控制的一部分。他们使用集成电路来控制继电器。电子电路的顺序控制成本低, 体积小, 但由于外部环境和电磁干扰, 不适合高炉进料系统。 (3) 可编程控制器控制可编程控制器 (PLC) 是通用公司为汽车制造业开发的。因此, PLC 在实际使用过程中完全满足工业环境的要求。PLC 通过软件

23、控制硬件, 易于维护和修改。由于它是由计算机软件控制的, 它具有可靠性高的特点。近年来, 越来越多的工厂选择 PLC, 因为它具有很强的可靠性和抗干扰性, 这也是由于它的软件控制硬件, 所以我会选择可编程控制器来完成自动送料的毕业设计。采用 PLC、数字时间继电器和中间继电器编程可以替代虚拟时间继电器和虚拟中间继电器, 极大地节省了元件的使用。在逻辑输出终端, 可以控制24伏直流或220伏交流电, 各种组件可以灵活控制。2.5设计概述我国是一个冶炼大国。宝钢、鞍钢等地将有一些高炉设备。这些炼钢厂的高炉设备主要代表了我国整个高炉设备的使用。我国高炉设备的早期控制模式基本上是继电器控制。这种控制会

24、引起很多麻烦。控制系统非常复杂, 联锁和联锁, 直接导致更多的布线。一旦发生故障, 需要很长时间才能修复。因此, 我们尽量不选择继电器控制模式。随着科学技术的发展和电子技术的革命, 越来越多的可编程逻辑控制器 (Plc) 被用作自动化控制中心。与传统的继电器控制方法相比, 该控制方法高效、稳定、可靠、不可替代。我认为这应该是自动送料系统的最佳控制方法高炉生产需要更高的可靠性。由于自动进料环境相对较差, 材料和水中杂质较多, 容易分解或平稳运行。高炉传动系统不能长期悬浮, 因此有必要迅速找出问题的原因, 解决问题。他很快就出了问题, 继续生产。系统的自动工作模式要求对整个运行状态进行实时监控,

25、显示系统故障时的故障原因, 并协助维修人员解决问题。在该系统中, 将操作模式分为自动模式和手动模式。在手动模式下, 每个电机的独立控制可以单独控制, 便于调试和操作。在系统的自动运行中, 一旦设备出现故障或物流不顺畅, 自动送料系统就可以切换到手动模式。当我们排除故障并解决问题时, 我们可以切换到自动生产模式并工作。第3章 控制系统硬件设计3.1可编程逻辑控制器 3.1.1 PLC的简介与工作原理PLC 是一种可以编程和修改的存储器。存储过程主要用于其内部存储过程, 可以实现逻辑和顺序操作。它可以作为定时和算术运算指令, 然后通过数字输入和输出终端模块或模拟输入和输出来控制各种大型机械生产。现

26、在, 我国提出了从一个制造业大国向强大的制造业国家转变的口号。我国大力发展工业, 使 PLC 能够在各工业领域展现自己的形象。上世纪 6 0 年代, 汽车工业发展迅速。当时的生产水平和生产效率不能满足当时的生产需要。1968年, 通用汽车公司 (GM) 对此进行了公开招标, 要求生产线满足以下要求：3.1.2 PLC的选型及其系统组成部分虽然日本三菱的 FX 系列 PLC 是一个小型 PLC, 但它已经达到了中型 PLC 的技术性能指标, 因此, 当该系列进入工业生产时, 它的性能和价格也是最好的, 而且是内部的端子列是由相对较高的质量, 并有超级详细的说明。从上世纪 9 0年代至今, 三菱外

27、汇系列 PLC 占据了很高的地位。该系统采用三菱 FX2N 作为控制中心模块, 不仅满足使用要求, 而且节约了成本。以下是三菱 PLC FX2N 的特点: (1) 高可靠性和抗干扰能力是无与伦比的。 每个人都知道工业现场的生产环境。例如, 一些大型电气设备必然会产生较大的电磁波, 因此某些电子设备容易受到外部环境的电磁干扰。为了减少 PLC 在实际工厂环境中的干扰, PLC 从两个方向加强了抗干扰改进。实际工作过程中的抗干扰使 PLC 的正常工作时间达到数万小时, 因此 PLC 的可靠性非常高。控制系统结构相对简单, 通用性强。 在某些情况下, 我们考虑较少, 因此 PLC 使用中的输入和输出

28、点始终不足。然后在实际工作中, 在 PLC 上有一个扩展模块。此时, 我们可以使用扩展模块扩展与系统的连接。此外, PLC 具有很强的通用性, 无论是220V 交流还是24V 直流都能驱动 PLC 的工作。编程方法, 使用方便在 PLC 不开发的时期, 人们使用继电器。继电器占地面积大、布线复杂、维护困难、寿命短、成本高。因此, PLC 的出现受到了世界的欢迎。我们可以, 可以, 可以, 然后通常编程的时候可以大体对控制电路进行梳理, 继续, 围绕,功能强大, 成本低 PLC 的生产成本低于传统的继电器生产成本, 因为 PLC 的出现在自动化行业非常流行, 因为 PLC 的优势可以完美地赢得,

29、 无论批量控制和单机控制, 甚至非常复杂的逻辑控制。有一些区别。PLC 的扫描模式是循环扫描。顾名思义, 循环扫描是重复扫描任务。PLC 扫描分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。总之, 上述三个阶段被认为是 PLC 的扫描周期。在工作期间, PLC 的中央处理单元将高速扫描循环的三个以上阶段。3.2变频器选型1.根据本系统的要求，本系统采用通用型三菱变频器。变频器选型如表3-1所示。表3-1变频器参数设置变频器名称型号个数三菱变频器三菱FR-D7401个通用变频器的终端接线图如图3-2 所示。电机由三菱 Fr-d740 控制。如图3-3 所示, 变频器的选择目标如下:转换技术将降低人工成

30、本, 同时生产劳动密集型产业, 提高产品质量要求, 在民用领域, 可以大大提高和提高生活质量的实际问题。节约能源, 降低成本。改革开放以来, 我国出现了许多商业化的逆变器, 其中最著名的是 BJT 发展的两个阶段和控制规则。通过晶体管 PWM 逆变器广泛使用扩展能力。其产能提升至 4 0 0千伏安, 是竞争市场的领头羊。我变频器和 IGBT 逆变器在当今社会的发展。结构紧凑, 便于携带、使用和调试。在逆变器电路中, 该模块已升级, 可用于先进的现代微电子技术。此外, 还认为逆变器桥、检测电路和一系列封装可以实现 F 集成保护。多功能智能传感器, 现在功能越来越多, 这是非常智能的, 即使具有相

31、同的模拟操作和监控。 图3-2 三菱FR-D740各部分名称图3-3 端子接线图2. 本系统的核心部件为 PLC、触摸屏和变频器。如何设置变频器的速度控制参数与整个显示器有关, 然后手动旋转旋钮, 直到 p 参数出现在下表中, 然后按 SET, 然后显示将闪烁, 表明设置的成功。在设置此系统的过程中, P79 参数首先设置为3。设置完成后, 我们依次设置其他参数。我们将设计以下参数。转换器的参数设置如下表3-4 所示。表3-4 变频器参数设置功能参数名称单位初始值范围内容额定电压P83电机额定电压0.1V400V01000V设定电机额定电压（V）保护电流P9电机过电流保护0.01Hz50 Hz10120 Hz设定电机额定频率（V）加减速时间的设定P7加速时间0.1/0.01s5s15s*03600/360s设定电机的加速时间。本系统设置为0.8sP8减速时间0.1/0.01s5s15s*03600/360s设定电机的减速时间。本系统设置为0.8s高速