课程设计（论文）-基于PLC的自动配料控制系统说明书 - 图文

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自动配料／四节传送带控制系统设计

一、选题背景及题目来源

工业实际项目，可在天科TKPLC-A实验装置自动配料／四节传送带的模拟控制实验区完成本模拟实验。

二、训练目的

（1）熟练使用各条基本指令，通过对工程实例的设计和模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试； （2）绘制电气原理图及接线图； （3）选择电气元器件； （4）设计工业实际系统； （5）完成模拟实验。

三、要求实现的功能

1、能实现遇到故障进行报警：加一个电铃，当出现故障时，电铃立刻就响

2、实现对混合物料的配送：设置两个进料阀A,B，一个出料阀Ｃ，同时设置三个分别为高、中、低料位传感器和一个搅拌机。初始时，自动配料装置处于ＯＦＦ状态，装置内无物料，三个传感器皆处于ＯＦＦ状态，当打开进料阀Ａ，物料ａ开始进料，当物料ａ到达中位传感器时，进料阀Ａ关闭，进料阀Ｂ打开，物料ｂ开始进料，当物料ｂ到达高位传感器时，进料阀Ｂ关闭，搅拌机开始搅拌，几秒后，搅拌机停止搅动，出料阀Ｃ打开，开始放料。

3、控制皮带的传输速度：由于电动机工作不稳定，所以传送带的速度不一定会匀速，容易造成物料的堆积

采用变频器来控制传送带的速度，把变频器频率来源设为面板控制或是电位器控制，这样就可能通过调面板的上下按键或电位器来控制传送带的最大速度，可以使用ZLDS100激光传感器测量电机的振动，从而检测出电机振动速度，同时将电动机的速度反馈给ＰＬＣ，通过ＰＬＣ来控制变频器来保持电动机的转速

4、对物料的溢出进行控制：由于当小车开走之后，此时立即关闭出料口，但是传送带正间隔两秒依次停止，此时必然会有物料溢出，需要在出料口添加一个定时器，设置小车一次装好物料所需的时间，时间到了就关闭出料口 5、实现手动操作和自动控制配料功能

6、可实现远程管理：控制室的计算机可以与总经理室的计算机联网 7、整个系统均为人机对话模式，操作简单易用，维护方便 8、具有操作员权限管理、现场管理和网络化的远程服务等功能

四、实验设备

1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件及其他办公软件的计算机一台 2、天科TKPLC-A实验装置

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五、设计任务

（1）根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统； （2）绘制电气原理图及接线图； （3）设计软件系统； （4）组成控制系统；

（5）进行系统调试，实现（三）所要求的控制功能，完成模拟实验。 （6）撰写课程设计说明书。

六、推荐参考资料

1、天科TKPLC-A实验装置实验手册 2、《S7-200可编程序控制器手册》，西门子技术服务中心，四川省机械研究设计院，2000.9 3、《现代电器控制及PLC应用技术》第2版，王永华，北京航空航天大学出版社，

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摘要

本次课程设计题目PLC为自动配料系统。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验箱上实现小车取料的控制。改变了以往取料时间长、难度大、效率低的缺点。提高了工作效率，节省了人力资源。描述了包括硬件设计、软件设计在内的三菱PLC在配料装料系统中的一些细节，主要设计了关于四级传送带的小车装料的全过程以及关于报警系统的设计，进行PLC外部连接线，模拟实验，通过观察指示灯的亮灭情况，对装料配料系统进一步理解。

关键词：编程控制，自动配料，四级传送，报警系统，实验模拟

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目录

目录 ....................................................................... 4 引言 ....................................................................... 5 第一章 自动配料系统设计方案 ................................................. 6

1.1现实的意义 ........................................................... 6 1.2工艺流程 ............................................................. 6 1.3方案设计 ............................................................. 6 1.4控制方案 ............................................................. 9 第二章 自动配料系统硬件设计 ................................................ 10

2.1 PLC硬件构成 ........................................................ 10 2.2 PLC各元器件参数 .................................................... 10 2.3 自动配料系统 ........................................................ 11 2.4 IO接线口输入输出点元件及地址编码 ................................... 11 2.5主电路设计图 ........................................................ 13 2.6外围接线图 .......................................................... 13 第三章 自动配料系统软件设计 ................................................ 14

3.1启动程序流程图 ...................................................... 14 3.2故障检测图示 ........................................................ 15 3.3梯形图 .............................................................. 16 3.4时序图的绘制 ........................................................ 21 第四章自动配料系统传送系统调试 ............................................. 22

4.1软件仿真 ............................................................ 22 4.2实验箱实物调试 ...................................................... 25 设计小结 .................................................................. 26 致谢 ...................................................................... 27 参考资料 .................................................................. 28

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引言

自动配料系统是一个针对各种不同类型的物料（固体或液体）进行输送、配比、加热、混合以及成品包装等全生产过程的自动化生产线。广泛应用于化工、冶金、建材、食品、饲料加工等行业。

在氧化铝生产及其它工业生产中，经常会遇到多种物料配比控制的情况。在手动控制状态下，需要根据生产情况，计算出各物料的配比，再根据配比，分别计算出各物料的理想下料量，对各台设备分别设定，来满足配比的要求。当生产情况发生变化，需要改变下料量时，则需要再次分别计算各物料的设定值，再次分别设定。这种人工操作方式计算,操作时间长，且容易出错，给生产带来不良因素。

而采用PLC控制方式以及新颖的变频调速喂料机构，配合配料控制软件包，实现物料传送、配料控制、配方设计、生产数据管理等功能。并可以通过网络实现多个配料系统的集合控制。

自动配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，如：冶金，有色金属，化工，建材，食品等行业。它是成品生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响了成品的质量，它是企业取得最佳经济效益的先决条件。虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但其高可靠性，先进性，开方性，免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。 配料系统特点 ：

(1) 配料现场粉尘大, 环境恶劣; (2) 各组份在配方中所占比例不同, 有时甚至差异悬

殊; (3) 配料速度和精度要求高; (4) 配方可能经常变换、调整; (5) 物料可能受环境温度、湿度影响。

由于上述各种情况设计自动化配料系统是非常有必要的，于是基于现实设计了关于四级传送带的自动配料系统。

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等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。 按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 电源模块：PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。

2.3 自动配料系统

系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料，当车装满时，配料系统自动关闭。本设计的突出点是故障检测部分的设计，首先，当某一节传送带发生故障时，该节传送带和其前面的传送带会立即停止，该节之后的传送带会在一定的延时后停止。其次，当某节传送带上的物体过重时，该节传送带和其前面的传送带会立即停止，并且数码显示电路会显示发生故障的电机的号码，该节之后的传送带会在一定的延时后停止。

2.4 IO接线口输入输出点元件及地址编码

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根据 I/O 分配表画出图 2-1 I/O 接线图如下

1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.72LQ1.0Q1.1Ｄ１Ｄ２Ｄ３Ｄ４Ｌ１Ｌ２Ｍ１Ｍ２Ｍ３Ｍ４ＭＳＢ１ＳＢ１1MI0.0ＳＢ２Ｓ１ＳＱ１ＳＱ２ＡＢI0.6ＣＤI0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.72MI1.0I1.1

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2.5主电路设计图

见附录

2.6外围接线图

见附录

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第三章 自动配料系统软件设计

3.1启动程序流程图

装车过程5.2启动程序 启动时首先按下启动开关SB1，进入初使状态，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（D4）。当S1置为ON（料斗中的物料已满）则停止进料（D4灭）。料斗装满后开始启动传送带，首先启动最末一条皮带机(D)，经3秒延时，再依次启动其它皮带机,即D→C→B→A，最后D2亮，表示开始装车。启动程序流程图如下：

启动配料系统停止L1亮进车L1灭 L2亮车到位车可以离开电动机M4启动电动机M4停止2s后电动机M3启动电动机M3停止2s后2s后电动机M2启动电动机M2停止2s后2s后电动机M1启动出料口D2出料电动机M1停止D1亮料装满出料口D2关闭

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3.2故障检测图示

M1故障M1停 D2关闭 M2.M3.M4依次2秒后停止 N Y M2故障 N Y M3故障 N Y M4故障障 M1.M2停 D2关闭 M3.M4依次2秒后停止 M1.M2.M3停 D2关闭 M4在2秒后停止 M1.M2.M3.M4停止 D2关闭

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