基于PLC自动配料系统

南昌航空大学课程设计

题目: 基于PLC的自动配料系统专业:

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摘要

自动配料系统是集输送、计量、配料、定量等功能于一体的动态计量系统,在建材、化工、冶金、矿山、电力、食品、饲料加工等行业中得到广泛应用。随着科学技术的发展，工业化程度的提高，常需要对自动配料系统中输送的流量进行调节、控制达到准确的配比。

本论文主要针对自动配料系统恒流量控制达到配比的控制要求，设计一套基于PLC的自动配料系统，并使用触摸屏开发运行管理界面。自动配料系统由可编程控制器（PLC）、变频器、皮带驱动电动机、称重传感器等构成。系统包含三台皮带驱动电动机，它们根据需要依次顺序启动。采用变频器实现对三相电动机的变频调速。称重传感器对物料进行称重并实时计量，PLC计算出实时流量及累计流量，比较设定值与实际流量的偏差经PID调节改变输出信号以控制变频器对皮带驱动电动机的速度调节，从而实现恒流量控制，并对系统进行监控。

关键词：自动配料，变频调速，PID调节，PLC

目录

摘要........................................................................................................................................................................ I Abstract .............................................................................................................................. 错误!未定义书签。第一章绪论 (1)

1.1 课题背景及意义 (1)

1.2 自动配料系统 (1)

1.2.1 电子皮带秤 (1)

1.2.2 可编程控制器（PLC） (2)

1.2.3 变频器 (3)

1.3 本课题主要研究内容 (4)

第二章自动配料系统理论分析及方案确定 (6)

2.1 自动配料系统理论分析 (6)

2.1.1 电子皮带秤称重原理 (6)

2.1.2 流量控制原理 (7)

2.2 自动配料系统控制方案的确定 (9)

2.2.1 自动配料系统控制方案的确定 (9)

2.2.2 自动配料系统的组成及控制原理 (10)

第三章自动配料系统的硬件设计 (12)

3.1 系统主要配置的选型 (12)

3.1.1 皮带驱动电动机的选型 (12)

3.1.2 PLC及其扩展模块的选型 (12)

3.1.3 变频器的选型 (14)

3.1.4 称重传感器的选型 (16)

3.1.5 其他设备选型 (17)

3.2 系统主电路分析及设计 (19)

3.3 系统控制电路分析及设计 (21)

3.3.1 可编程控制器（PLC）的I/O端子分配 (21)

3.3.2 系统控制电路设计 (23)

第四章自动配料系统的软件设计 (26)

4.1 控制系统主程序设计 (26)

4.2 控制系统子程序设计 (30)

第五章组态软件监控 (33)

5.1 组态软件简介 (33)

5.1.1 组态软件的功能 (33)

5.1.2 组态软件的特点 (34)

5.2 人机界面设计 (35)

结束语 (37)

致谢..................................................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献.. (39)

附录： ................................................................................................................................ 错误!未定义书签。

附录一：自动配料系统电器元件清单........................................................... 错误!未定义书签。

附录二：自动配料系统主电路图 .................................................................... 错误!未定义书签。

附录三：自动配料系统PLC接线图............................................................... 错误!未定义书签。

附录四：自动配料系统程序.............................................................................. 错误!未定义书签。

第一章绪论

1.1 课题背景及意义

随着科学技术的不断发展，工业上快速、精准的需求，对自动化的要求也不断增加。在很多工艺过程中，人们需要平衡准确的称量，满足产品的质量需要，但是光靠人类自身，工作效率和成品的合格率大大降低，而成本却增高。因此，人们需要依靠自动配料称重的自动配料系统来大幅度提高工作效率，降低成本。尤其是冶金、煤矿、水泥、化工等行业，常需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输入物料的瞬时值，从而达到控制各种产品的质量和产量，是实现生产过程自动化和智能化、节能降耗的重要技术手段。自动配料系统在生产中不仅仅保证了产品的质量和产量，也大大降低了岗位工人的劳动强度，提高了工作效率。本课题设计开发的自动配料系统能有效解决动态计量衡器的控制精度问题，可代替企业中陈旧的配料工艺设备，很大程度降低劳动强度，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。

1.2 自动配料系统

1.2.1 电子皮带秤

电子皮带秤是指对放置在皮带上并随皮带连续通过的松散物料进行自动称量的衡器。电子皮带秤主要由称重部分、测速部分、计算部分、通讯部分构成。