混凝土配料及搅拌系统设计

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：

学生姓名：

2014年01月02日

目录

0．前言 (3)

1．课程设计的任务和要求 (4)

1.1 课程设计的任务 (4)

1.2 课程设计的基本要求 (4)

2．总体设计 (5)

2.1 PLC选型 (5)

2.2 PLC端子连线 (7)

3．PLC程序设计 (9)

3.1设计思想 (9)

3.2 顺序功能图 (10)

3.3 PLC梯形图 (11)

4．程序调试说明 (19)

5．结束语 (22)

6．参考文献 (23)

0．前言

可编程控制器（Programmable Controller）是以微处理器为核心，综合了微电子技术，自动化技术，网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。英文缩写为PC或PLC。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更得到用户的好评。因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱之一。

由于控制对象的复杂性,使用环境的特殊性和运行工作的长期连续性，使得PLC在设计，结构上具有许多其他控制器所无法相比的特点。如可靠性高，抗干扰能力强；系统设计周期短；通用性强，使用方便；程序设计简单，易学，易懂；采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便；安装简易，调试方便，维护工作量小；对生产工艺改变适应力强，可进行柔性生产等优点。由于混凝土系统要求是在工业环境下运行，对电气要求较高，所以选用PLC十分实用。

1．课程设计的任务和要求

1.1 课程设计的任务

（1）混凝土配料及搅拌系统设计

（2）系统由配料部分和搅拌部分组成。如下图所示

图1 混凝土配料及搅拌系统示意图

1.2 课程设计的基本要求

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。

要求：

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。

2．总体设计

2.1 PLC选型

因为在设计程序是有24个输入口（包括启动等开关5个，限位传感器9个，手动控制开关10个）和12个输出口，所以对PLC的CPU有较高的要求，需要更多的I/O端口，所以选用德国西门子公司制作的S7-200系列的可编程控制器CPU 226 AC/DC/继电器。

主要参数：本机数字输入：24路数字量输入

本机数字输出：16路数字量输出

高速计数器（32—位置）：6个

脉冲输出：2个29KHz脉冲速频

程序空间：4096字定时器总数：256个计时器总数：256个

2.2 PLC端子连线

图2 I/O端子分配图

图3 PLC外部接线图

3．PLC程序设计

3.1设计思想

此次课程设计，研究混凝土配料及其搅拌系统设计。首先，要注意系统主要控制的是石料，石粉与沥青的释放时机，其次，要注意达到搅拌时长后对混凝土的释放。我的想法是通过传感器来控制石料，石粉与沥青的比例搭配。当启动系统后打开开关后，同时释放石料1，石粉1以及沥青。通过传感器控制石料1达到比例后释放，然后通过传感器配比石料2。石粉及沥青与此道理相同。当配料结束后，首先释放石料，然后通过传感器控制释放石粉，然后在释放沥青，然后在缸内进行搅拌，计时1分钟。时间到达后释放混凝土，完成一次循环，通过计数器进行计数。循环5此后进行声光报警，系统停止运行。

3.2 顺序功能图

图4 顺序功能图3.3 PLC梯形图

图5 主程序梯形图

图6 公用程序梯形图

图7 自动程序功能图

图8 手动程序功能图

4．程序调试说明

仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的ASCⅡ文件。选择CPU然后在下载到仿真PLC中去。初始界面如图所示：

图9 初始界面

本程序需要完成连续，单周期，手动三种工作方式。调试过程中，小灯亮代表相应的步工作正常可进行下一步调试自动程序调试，打开启动按钮I0.0，闭合停止按钮I0.1。连续阶段，按连续按钮I0.4，之后逐步调试，对应的小灯亮循环5次后结束。单周期阶段，按单周期按钮I0,.3，运行1次结束。

图10 连续阶段

图11 单周期阶段

手动阶段按手动按钮I0.2，之后手动开启各个按钮，对应的灯泡亮，代表运行正常。

图12 手动阶段

5．结束语

通过为期两周的课程设计，感触颇多。初接触题目的时候有点无从下手的感觉，之后在老师的指导和同学的帮助之下，我了解了机电传动课程的PLC设计，深刻的体会的电器编程的重要性。其次我对程序的手动，单周期，连续操作有了很深的认识，更加熟练地掌握了机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。

而且设计的过程是一个不断出错和改错的过程，从梯形图有错误到调试时，相应的线圈无法得电。在不断改错的过程中我多PLC编程的认识逐步加深到现在可以和熟练的运用PLC。教会了我做任何事情都不能半途而废。只有不断充实自己才能获得想要的成功。

最后，感谢李岩老师对我的指导与帮助。