调速称配料课程设计.docVIP

目录 一、 调速秤配料系统的总体设计方案 3 二、 调速秤配料系统的实现方法及各环节的工作原理分析 4 2.1调速秤配料系统的实现方法 4 2.2 各环节工作原理分析 5 三、 调速秤配料系统中的PLC硬件选型与设计 6 3.1 PLC选型简介 6 3.2 调速秤配料系统PLC选型依据 9 3.3 调速秤配料系统CPU模块选型 11 3.4 PLC数字量输入\输出模块选型 11 3.5 PLC模拟量输入\输出模块的选型与线路连接 12 3.6 PLC电源模块容量计算与选型 14 四、 调速秤配料系统中的传感器和变频器的选型 15 4.1 传感器 15 4.2 称重传感器简介与选型 16 4.3 测速传感器的简介与选型 22 4.4 变频器的简介 24 五、 调速秤配料系统软件设计 27 5.1 调速秤配料系统硬件组态 27 5.2 调速秤配料系统梯形图设计 28 5.3 调速秤配料系统Wincc组态设计 44 六、 模拟仿真 48 6.1 仿真软件S7-PCLSIM简介 48 6.2模拟仿真运行 48 七、 总结 49 参考文献 50 调速秤配料系统的总体设计方案 图1系统的总体设计方案 由上位机通过Wincc组态软件或者可编程控制器控制整个系统的启停。主体“调速秤”通过线路与两样设备连接：称重传感器、测速传感器、变频器。 其中前两个设备的主要功能是信号采集，称重传感器采集各路皮带秤的数据，转换成相应的电信号，反映到可编程序控制器中，由其中的CPU按照事先编制的程序进行计算，从而得到各路配料的实际情况和给定值之间的差距。这种算法是根据PID算法控制进行控制，PID 控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、可靠性高，被广泛应用于工业过程控制。本系统的核心控制算法也是PID控制算法。实现该系统控制流程的方式主要分两种： (1)通过STEP7编写好的程序由PLC按照设定的值进行PID控制。完成8路的自动配料。 (2)通过手动控制，在变频器上输入PID参数，完成8路的自动配料。 变频器的功能则是按照信息指令调节圆盘给料机电机的频率，达到对单路原料进行控制配比的目的。对各路皮带秤进行总体调节，即可完成按工业要求进行配比工作。 这时，PLC要完成两个工作：第一，要通过线路将各信号上传到上位机，由上位机的组态软件WinCC接收，从而使工作人员可以完成组态监控工作；第二，PLC向下将控制信号传送到各路变频器，变频器经过信号转换来控制皮带秤的圆盘给料机电机转速，实现各路配料按要求配比。在此过程中，工作人员可以通过上位机的组态画面实时监控系统的运行情况，或进行定期维护，即可由上位机对PLC进行控制。 如图1所示，为系统的总体设计方案图，通过上位机软件Wincc可以控制控制器PLC,同时系统的一些信息可以及时的反映在上位机的画面中，中间为PLC，它由CPU模块，模拟量输入输出模块组成。 调速秤配料系统的实现方法及各环节的工作原理分析 2.1调速秤配料系统的实现方法 该自动配料系统由台电子皮带秤配料线组成，编号分别为1#、2#、3# 、4#、5#、系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求。工艺流程如图所示。自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。它可以采用两种运行方式：自动方式和半自动/手动方式。 PLC控制的。每一路上料的实际多少是由称重传感器测量，皮带传送速度由接近开关测出，将测得的数据送到PLC由预先使用STEP7编写好的程序进行处理，其中速度和重量是相乘的关系，这样可以得到每一路每一个小时下料的吨位。这个每小时的吨位与要求的吨位对比形成负反馈，反馈到PLC，经过预置程序的控制以及使用PID控制算法处理调节执行机构变频器控制电动机，使整个系统达到预先的要求，从而生产出合格的产品。 2.2各环节介绍及工作原理分析 定量给料机系统包括机械和电器两大部分。机械部分主要是秤体、电机、减速机以及料斗。秤体上装有称重传感器、测速传感器、跑偏开关和接线盒等。 电器部分包括控制柜内的控制仪表、空气开关、变频调速器和接线端子等。 (1) 机架：是定量给料机的基础部件，各功能部件均安装在此机架