自动化专业PLC课程设计:自动配料控制系统

需积分: 3 2 下载量 31 浏览量 更新于2024-06-17 收藏 206KB DOC 举报
"这篇文档是关于自动化专业学生的PLC课程设计,主题是设计一个自动配料的PLC控制系统。设计任务包括确定控制方案、绘制电气原理图、I/O接线图和编写梯形图,选择电器元件,调试程序,以及编写设计说明书。设计目标是培养学生的工程实践能力和应用理论知识解决问题的能力。" 在自动配料的PLC控制系统设计中,学生们需要关注以下几个关键知识点: 1. **PLC基础知识**:了解可编程逻辑控制器(PLC)的工作原理、内部结构和编程语言,如Ladder Logic(梯形图),这是PLC控制系统设计的基础。 2. **控制对象分析**:深入理解配料系统的工艺流程,分析其功能需求、工作环境和控制要求,这将决定控制系统的复杂性和设计策略。 3. **控制方案设计**:根据系统需求,设计出合理的控制方案,这可能涉及到顺序控制、模拟量处理、定时/计数等功能,确保方案能有效、安全地运行。 4. **电气原理图绘制**:依据GB4728-84、GB6988-87和GB7159-87等国家标准,绘制电气原理图,清晰展示系统中各部分的电气连接和功能关系。 5. **PLC I/O接线图**:设计PLC输入/输出接线图,明确PLC与现场设备的交互方式,如传感器和执行器的连接。 6. **梯形图编程**:编写PLC的控制程序,采用梯形图语言,定义每个输入信号如何驱动输出动作,实现系统自动化控制。 7. **电器元件选择**:根据系统需求选择合适的电器元件,如继电器、接触器、传感器等,确保其性能和可靠性满足设计要求。 8. **程序调试**:在PLC实验室环境中,对编写好的程序进行上机调试,检查程序逻辑是否正确,系统运行是否稳定。 9. **设计说明书编写**:撰写详细的设计说明书,阐述设计思路、方法和过程,至少7000字,强调重点,结构清晰。 10. **进度管理**:遵循设计进度安排,从了解任务到最终完成设计,每个阶段都有明确的任务和时间节点。 这个课程设计不仅锻炼了学生们的理论知识应用能力,还强化了他们的问题解决技巧、工程实践能力和文档撰写能力,是自动化专业教育的重要组成部分。
2023-05-31 上传
目 录 第一章 绪论 1 1.1课题的来源 1 1.2 现实的意义 1 第二章 课题介绍 2 2.1 配料系统简介 2 2.2 配料系统特点 2 2.3配料系统的组成 2 第三章 设计内容及要求 3 3.1 控制要求 3 3.2 设计要求 3 3.3 控制原理介绍及图示 4 3.4 控制方案 5 第四章 硬件设计 6 4.1 PLC硬件构成 6 4.1.1 PLC各元器件参数 7 4.1.2 PLC系统的辅助设备 7 4.1.3 注意事项 8 4.2 自动配料系统 9 4.2.1 自动配料系统控制图 9 第五章 软件设计 11 5.1总设计流程图 11 5.2启动程序 12 5.3正常时停止程序 14 5.4有故障时停止程序 14 5.5有重物时停止程序 15 5.6LED显示及复位程序 17 5.7系统调试 18 第六章 扩展与展望 19 6.1 自动配料前后工艺要求 19 6.1.1 前配工艺 19 6.2.2 后配工艺 19 6.2发展趋势 19 设计小结 21 致谢 22 参考资料 23 附录 PLC程序 24 第一章 绪论 1.1课题的来源 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。 1.2 现实的意义 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。 第二章 课题介绍 2.1 配料系统简介 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。 2.2 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。 2.3配料系统的组成 自动配料系统是对粉粒或液体物料进行单秤称重并按所选配方混合这一工业过程进行 实时监控管理的自动化系统,已广泛应用于冶金、建材、化工、医药、粮食及饲料等行业 。一般的工业自动配料系统由以下几部分组成。 (1) 给料部分:给料部分是从料仓(或储罐)向称重设备中加料的执行机构。根据物料的不同特 性,可以选用不同的给料设备,如电磁振动给料机、螺旋给料机、单(双) 速电磁阀等。 (2) 称量部分:称量部分由传感器、标准连接件、接线盒和称量斗组成,与称量仪表一起进行 物料的称量以及误差的检测。 (3) 排料设备:排料可以是称重设备(减量法) 或排放设备(增量法、零位法) 。通常由排空阀门、电磁振动给料机、螺旋给料机、电(气) 动阀门等组成。所有设备均应根据现场的工艺条件和物料的性质等进行设计和选择。 (4) 配料控制系统:配料控制系统由称量仪表、可编程控制器、上位工控机及其它控制器件等 组成。 (5) 校秤系统:配料系统传感器应进行定期调校,以保证系统配料精度。 第三章 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