自动配料控制模拟.docx
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自动配料控制模拟
CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY
《电器与可编程控制》任务设计书
题目：
自动配料系统控制的设计
二级学院（直属学部）：
延陵学院
专业：
电气工程及其自动化
班级：
09电Y3
学生姓名：
季俊杰
学号：
09121111
指导教师姓名：
俞霖
职称：
讲师
2011年12月26日
电器与可编程控制器课程设计任务书
二级学院专业：
电气工程及其自动化班级：
09电Y3
学生姓名
季俊杰
指导老师
俞霖
职称
讲师
课题名称
课题：
自动配料系统控制的模拟
指标及要求
达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC程序，计算机绘图。
课题工作内容
工作内容：
1、熟悉课题工作原理。
2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。
3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。
4、完成设计图纸，完成设计任务书。
5、设计测评。
进程
安排
第一天：
下达任务，收集资料，设计准备，方案确定。
第二天：
电气原理控制设计，元器件选择。
第三至九天：
梯形图设计（控制分析），上机调试。
第十天：
完成设计图纸，完成设计任务书，设计测评。
主要
参考
文献
《可编程控制原理与应用》北京理工大学出版社范次猛
《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社李俊秀
《电气控制与PLC应用》北京机械工业出版社余雷生方宗达
《电气控制与可编程控制器技术》化学工业出版社史国生
地点
秋白楼B511教室
起止日期
2011.12.26—2012.1.6
指导教师：
俞霖
2011年12月26日
目录
1.绪论1
2.课题介绍1
3.设计内容及要求1
3.1控制要求1
3.2设计要求2
3.3控制原理介绍及图示2
3.4控制方案4
4.硬件设计4
4.1元器件选择4
4.2元器件清单5
4.3硬件控制原理图6
5.软件设计6
5.1设计思想及程序框图6
5.2I/O地址表7
5.3程序设计与说明8
6.运行调试9
7.小结10
参考文献10
附录11
1.主电路11
2.控制电路11
3.完整的梯形图12
一绪论
世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。
1980年美国电气制造商协会（NEMA）正式将其命名为可编程序控制器（ProgrammableController），简称PC。
国际电工委员会（IEC）于1982年11月和1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：
“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器，用在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
”
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。
多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
配料工人收到每天的生产作业表后,将依次对每种原料进行称重｡根据配料的多少,先计算每种成分的重量,然后在各种成分的料桶中取料,送到电子称上进行称重,最后进行包装｡在这个过程中工人工作繁重,出错率高,称重重量无监测,生产数据无纪录等不能保证企业的生产工艺｡文中以PC机编程,可编程逻辑控制器（PLC）,现场总线技术等现代工控技术为基础,开发了以PC机为上位机,以PLC作为下位机的自动配料系统｡在整个生产过程中,一旦生产计划制定完成,计算机将按照计划对每种原料进行称重,不再需要人工来干预｡在这个过程中工人只是进行取料,由计算机通过电子称发来的数据校核重量,减轻了工人的工作负担,提高了工作效率｡
二自动配料系统控制的课题介绍
随着科学技术的不断发展，自动化的需求也日益增多。
在很多生产工艺过程中，人们除了要求衡器能准确的进行称量，满足产品质量的需要外，还要求能自动配料称重，大幅度提高生产效率。
尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行业中，常需要对输送中的流量进行调节。
控制、达到准确的配比。
自动配料系统可以按照设定配比和流量控制各种输入物品的瞬时流量，从而达到控制各种产品的质量和产量的目的，是实现生产过程自动化和智能化、企业的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。
自动配料控制系统在生产中的应用不仅可以提高配料质量科产量，也大大减轻了岗位工人的劳动强度，提高了生产效率，本课题设计开发自动配料系统能有效解决动态计量衡器的控制精度问题，作为衡器发展的前沿产品，他可代替企业中陈旧的配料工艺设备，很大程度的降低劳动强度，提高生产效率和产品质量，带来可观的经济效益，推动国民经济的发展。
三设计内容及要求
3.1控制要求
系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。
系统工作过程如下：
1.初始状态：
红灯L2灭，绿灯L1亮，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亮）。
当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。
电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
2.装车控制：
装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信
号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。
当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。
同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
3.停车控制：
按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。
3.2设计要求
（1）最大限度的满足被控设备或生产过程的控制要求；
（2）在满足控制要求的前提下，力求简单，经济，操作方便；
（3）保证控制系统工作安全可靠；
（4）考虑到今后的发展改进，应适当留有进一步扩展的余地；
（5）要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现；
（6）要能完全满足控制要求。
3.3控制原理介绍及图示
1.初始状态：
红灯L2灭，绿灯L1亮，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亮）。
当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。
电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
2.装车控制：
装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信
号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。
当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。
同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
3.停车控制：
按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。
四硬件设计
4.1元器件选择
元器件的选择要根据设计需求和现今生产的元器件型号等进行多方比较后才能选取最合适的器件。
元器件选择列表
序号
名称
型号
数量
1
灯泡
220V
7
2
电磁阀
34EF30-E10B
2
4
电动机
JL14-25Z
3
5
传感器
WBC01
2
6
PLC
FX2N-32MT-001
1
7
通讯电缆
YDSLG
1
8
皮带
PDSIECA-2
3
9
电源
SITOP
3
10
熔断器
RL6-25
3
11
低压隔离器
HD-11
3
12
按钮
LA25
2
13
压力继电器
JT4-22A
3
14
热继电器
JR16-20/3
3
15
蜂鸣器
1
4.3硬件控制原理图
五软件设计
5.1设计思想及程序框图
（1）软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，表明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。
（2）模拟调试。
将设计好的程序下载到PLC主单元中。
由外界信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计的要求，并及时修改和调整程序，知道满足设计要求为止。
程序流程图
5.2I/O地址表
输入
SB1
SB2
S1
SQ1
SQ2
X0
X1
X2
X3
X4
输出
D1
D2
D3
D4
L1
L2
L3
M1
M2
M3
M4
M5
Y000
Y001
Y002
Y003
Y004
Y005
Y012
Y006
Y007
Y010
Y011
Y013
SB1为启动按钮；
SB2为停止按钮；
S1为料位传感器；
SQ1、SQ2为限位开关；
D2为料斗出料口指示灯；
D4为进料指示灯；
L1为绿灯；
L2为红灯；
L3为监测灯
M1、M2、M3、M4均为电动机；
M5为蜂鸣器
5.3程序设计与说明
按下按钮SB1启动电路
打开限位开关SQ1启动电机M4
两秒后启动电机M3
两秒后启动电机M2
两秒后启动电机M1
出料口D2打开出料
电机M1、M2、M3、M4正常工作时L3常亮
若电机M1、M2、M3、M4有不正常工作的L3不亮则立即停止电机M1、M2、M3、M4
且蜂鸣器工作
按下按钮SB2关闭进料口D2
按下SB2料斗关闭2S后M1停止
两秒后M2停止
两秒后M3停止
两秒后M4停止绿灯L1亮红灯L2灭
电路外部接线
六运行调试
系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。
红灯L2灭，绿灯L1亮，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OOF（料斗中的物料已满），则停止进料（D4亮）。
当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。
电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。
当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。
同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
M1、M2、M3、M4正常工作时L3常亮，若有一个电机不正常工作，则L3不亮且蜂鸣器M5工作发出警告
停机控制时按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。
此时整个系统完全停止。
当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，料斗出料口关闭，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M1故障，M1，立即停，料斗出料口D2关闭，经过2秒延迟，M2停。
在经过2秒，M3停止。
经过2秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行2秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
七小结
自动配料控制系统具有运行可靠、功能齐全、投资低、升级方便等特点，采用全汉化操作界面，在线组态，形象直观，易于操作。
控制系统提供了较完善的系统运行信息和产品信息，为现场操作人员创造了高效率的工作环境，实现了较为先进的过程控制和管理技术水平，并减轻了系统维护的工作量。
本系统投入运行以来，各项指标均满足技术要求，并极大地改善了操作员的劳动强度，明显地提高了生产效率精细化工的自动配料控制系统，研究其控制过程，实现人机对话自动控制、集中管理、实时记录、显示等功能。
在精细化工生产工艺中，自动配料系统是一道非常重要的工序，它由前、后配料两个子系统组成。
全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。
本实验采用PLC控制方式来实现自动配料系统，实现物料传送、下料控制、故障检测等功能。
配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。
整个系统自动进行提高了配料精度和速度。
致谢
本次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，课程设计题目要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者有较强的思维能力和操作动手能力。
这次课程设计是我对PLC程序的编程、录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。
程序的创新是很需要被看重的，因为往往在动脑思考创新中会有更多的收获，学到更多的知识。
这次课程设计中，虽然我们都没有什么经验，但是在老师的教导下，同学的鼓舞和帮助下最终圆满的完成了设计任务。
在整个过程当中，有许多人给了我启发和帮助，在课程设计完成之际，我要在此感谢帮助我的同学和老师。
感谢任课老师给我们的精心讲解和提供适用的资料；感谢同学对我学习上的交流和帮助，感谢学校提供这样一个让我自己动手的好机会！
参考文献：
（1）《电气控制与可编程控制器》化学工业出版社史国生
（2）《实验指导书》常州工学院罗慧芳
（3）《PLC基础应用》机械工业出版社廖常初
（4）《可编程控制原理与应用》北京理工大学出版社范次猛
（5）《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社李俊秀
（6）《电气控制与PLC应用》北京机械工业出版社余雷生方宗达
附录
1.主电路图
2控制电路图
3.程序（梯形图）
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