沈阳理工大学 机电传动课程设计 混凝土配料及搅拌系统.docx

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沈阳理工大学机电传动课程设计混凝土配料及搅拌系统

课程设计（论文）

题目：

混凝土配料及

搅拌系统设计

设计名称：

机电传动控制

班级学号：

0901014326

学生姓名：

杨建壮

指导教师：

李岩

2011年12月24日

1“机电传动控制”课程设计任务书

第十组

1．设计题目：

混凝土配料及搅拌系统设计

2．设计内容：

1）完成上述工作循环

2）要求有三种工作方式：

手动、自动。

3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。

3．设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

4．进度安排：

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试3天

3）说明书撰写0.5天

4）答辩0.5天

指导教师：

专业负责人：

主管院长：

年月日

0前言

在现在化的生产中，生产机械的自动化程度反映了工业生产发展的水平。

现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上单纯的机械系统，而是机电一体化的综合系统电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。

机与电，传动与控制已经成为不可分割的整体。

所谓的机电传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称，它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动，停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。

机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备，生产线，车间，甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则指通过控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的曾加，质量的提高，生产成本的降低，工人劳动的条件的改善的以及能量的合理利用。

1．课程设计的任务和要求

1.1课程设计的任务

课程设计题目：

混凝土配料及搅拌系统设计

系统由配料部分和搅拌部分组成。

如下图1所示。

图1系统设计示意图

配料部分由石料1、石料2、石粉1、石粉2、沥青的储料仓与称料斗组成。

5种材料分别由各自的传感器（脉冲信号）计量放料数量。

配比为6：

2：

6：

2：

2.

控制过程如下：

按下启动键后，同时开启石料1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。

并同时对三种材料计数；当石料1计满后关闭石料1，开启石料2；当石粉1计满后关闭石粉1，开启石粉2；当5种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器；接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器；最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器；三个料斗都关闭后，同时开始搅拌1分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程。

1）完成上述工作循环

2）要求有三种工作方式：

手动、自动。

3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。

1.2课程设计基本要求

1）掌握机电传动控制系统中PLC控制的基本原理、顺序控制设计方法。

2）具备一定的设计能力和调试能力。

2．总体设计

2.1PLC选型

PLC主机：

选择西门子S7—200系列,CPU-226AC/DC/继电器作为混凝土配料及搅拌系统过程中的控制主机。

2.2PLC端子接线

1）转换开关SL:

用于切换电路的手动、单周期、连续工作过程

2）启动按钮SB1：

用于混凝土配料及搅拌系统的初始上电工作

停止按钮SB2：

用于混凝土配料及搅拌系统的工作结束

手动石料1按钮SB3：

用于手动控制石料1电磁阀的启动和停止

手动石料2按钮SB4：

用于手动控制石料2电磁阀的启动和停止

手动石粉1按钮SB5：

用于手动控制石粉1电磁阀的启动和停止

手动石粉2按钮SB6：

用于手动控制石粉2电磁阀的启动和停止

手动沥青按钮SB7：

用于手动控制沥青电磁阀的启动和停止

手动石料料斗按钮SB8：

用于手动控制石料料斗电磁阀的启动和停止

手动石粉料斗按钮SB9：

用于手动控制石粉料斗电磁阀的启动和停止

手动沥青料斗按钮SB10：

用于手动控制沥青料斗电磁阀的启动和停止

手动搅拌机按钮SB11：

用于手动控制搅拌缸电机M的启动和停止

手动阀门开关SB12：

用于手动控制搅拌缸阀门电磁阀的启动和停止

石料1脉冲计量传感器SB13：

用于计量石料1储料仓的放料数量

石料2脉冲计量传感器SB14：

用于计量石料2储料仓的放料数量

石粉1脉冲计量传感器SB15：

用于计量石粉1储料仓的放料数量

石粉2脉冲计量传感器SB16：

用于计量石粉2储料仓的放料数量

沥青脉冲计量传感器SB17：

用于计量沥青储料仓的放料数量

3）石料料斗限位传感器SQ1：

用于控制石料料斗电磁阀的启动和停止

石粉料斗限位传感器SQ2：

用于控制石粉料斗电磁阀的启动和停止

沥青料斗限位传感器SQ3：

用于控制沥青料斗电磁阀的启动和停止

4）石料1电磁阀YV1：

用于控制石料1储料仓的放料与否

石料2电磁阀YV2：

用于控制石料2储料仓的放料与否

石粉1电磁阀YV3：

用于控制石粉1储料仓的放料与否

石粉2电磁阀YV4：

用于控制石粉2储料仓的放料与否

沥青电磁阀YV5：

用于控制沥青储料仓的放料与否

石料料斗电磁阀YV6：

用于控制石料料斗的放料与否

石粉料斗电磁阀YV7：

用于控制石粉料斗的放料与否

沥青料斗电磁阀YV8：

用于控制沥青料斗的放料与否

搅拌缸阀门电磁阀YV9：

用于控制搅拌缸阀门的开关与否

5）搅拌缸电机M：

用于对材料进行搅拌

声报警：

发出声音

光报警HL：

发出光亮

I/O端子分配图，如图2所示。

图2I/O端子分配图

3．PLC程序设计

3.1设计思想

设计PLC应用系统时，首先是进行PLC应用系统的功能设计，即根据被控制对象的功能和工节要求，明确系统必须要做的工作和必备的条件。

然后是进行PLC应用系统功能分析，即通过分析系统功能，提出PLC控制系统的结构形式、控制信号的种类、数量，系统的规模、布局。

最后根据系统分析的结果，具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。

其控制系统的设计思想及其步骤如下：

（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和被控要求，如控制的本方式，操作方式。

（2）根据被控对象对PLC控制系统的功能要求和所需要的输入、输出信号的点数等，选择合适类型的PLC。

（3）根据控制要求所需的用户输入、输出设备，确定PLC的I/O点数，并设计I/O端口的接线图。

（4）根据生产工艺要求，画出系统工作循环图表。

（5）根据系统工作循环图表设计出梯形图。

3.2顺序功能图

图3顺序功能图

3.3PLC梯形图

图4程序梯形图

4．程序调试说明

1）程序启动前，先选择手动、单周期或是连续。

2）自动程序启动后，石料1Q0.1、石粉1Q0.3、沥青Q0.5阀门同时打开，当传感器I2.3，I2.5满足计数脉冲后，石料1Q0.1、石粉1Q0.3、沥青Q0.5阀门关闭，同时开启石料2Q0.2、石粉2Q0.4阀门，当传感器I2.4，I2.6满足计数脉冲后，石料2Q0.2和石粉2Q0.4阀门关闭，同时开启石料料斗阀门Q0.6，触发石料料斗限位I0.5后，石料料斗阀门Q0.6关闭同时石粉料斗阀门Q0.7开启，触发石粉料斗限位I0.6后，石粉料斗阀门Q0.7关闭，同时开启沥青料斗阀门Q1.0，触发沥青斗限位I0.7，沥青斗阀门Q1.0关闭，同时搅拌缸电机Q1.1开始搅拌一分钟，时间到后，阀门开启，触发阀门限位I1.0后，阀门关闭。

一个循环周期结束。

3）编程调试时遇到了很多问题，比如声光报警后程序不能停止，后来发现在起始活动步与声光报警没有形成互锁，经过修改后这个问题得以解决。

5．结束语

经过一周的奋战我的课程设计终于完成了，在这短暂的一周实训时间里，经过老师、同学的指导，我获益非浅，学习了不少关于自己专业方面的知识。

实训让我了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

本次实训脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。

多和同学讨论。

我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题，“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或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该按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。

”

在实验的过程中，由于我的疏忽大意，把程序指令输错了，因此，在整个调试过程中花费了不少时间，就是不好使，最后终于在组员一起努力分析后才找到问题所在，并把其解决。

由于我的疏忽造成浪费了不少时间，但其他组员并没有说我，而是一起分析，一起努力找出原因解决。

让我充分感受到团队的作用！

经过此次两周的实训，我不仅学习了不少与自己专业相关的知识，而且还懂得了团队的力量，并且让自己更相信一分努力一分收获，积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的！

！

！

6.参考文献

［1］陈白宁，段智敏，刘文波。

机电传动控制基础[M]沈阳.东北大学出版社,2002.

［2］朱文杰。

S7—300∕400PLC编程设计与案例分析[M]北京.机械工业出版社，2009.

［3］彭波，许尚贤。

《电气控制》课程设计指导书.淮安职业技术学院，2003.

［4］SIEMENS公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册[S].2002.

［5］参考网络: