拌胶机控制系统PLC设计.doc拌胶机控制系统PLC设计.doc

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本科生毕业设计第I页拌胶机控制系统PLC设计摘要随着我国基础设施建设及国家与地方对高速公路、铁路、及县乡公路、城市建设的投资力度进一步加大,随着通乡达村公路的大规模修建、小城镇建设大规模改造,各型混凝土搅拌机必将有广阔的市场前景,为此作为设备制造单位如何提供质优价廉性能可靠,节能环保,维护方便的混凝土搅拌机,应用了西门子S7300系列PLC完成该系统的控制。搅拌机控制系统的刨花由螺旋给料机供给,压力传感器检测刨花量。胶由胶泵抽给,用电磁流量计检测胶流量;刨花和胶要按一定的比率送到搅拌机内搅拌,然后将混料供给下一道工序蒸压成型。刨花量和胶流量恒定,并有一定的比例关系。双轴搅拌机采用双轴对向搅拌,搅拌机的喷胶器使胶呈雾状喷射到刨花中。该系统配备的混胶器可以使固化剂与胶在其中混合,而不是把固化剂加到调胶罐中。本系统具有搅拌均匀、施胶量低等功能。调胶系统采用PLC集中控制,PLC根据各部传感器得到刨花的重量、含水率,来调整施胶量的固体含量。使施胶后的刨花含水率控制在理想的状态上。这样的优点是在生产线临时停机时,可以避免胶的浪费。因此,为企业及国家节省了大量的资金和生产原料。关键词PLC;PID;S7300;变频器本科生毕业设计第II页MIXTHEGUMMACHINECONTROLSYSTEMDESIGNBESEDONPLCABSTRACTWITHCHINASINFRASTRUCTURECONSTRUCTIONANDTHENATIONALANDLOCALTOTHEHIGHWAY,RAILWAY,HIGHWAY,CITYANDCOUNTYANDTOWNSHIPGOVERNMENTINVESTMENTINTHECONSTRUCTIONOFTHETOWNSHIPTOINCREASE,WITHTHELARGESCALECONSTRUCTIONOFVILLAGEHIGHWAYCONSTRUCTIONOFSMALLTOWNS,LARGESCALETRANSFORMATION,EACHCONCRETEMIXERWILLHAVEBROADMARKETPROSPECT,ANDTHEREFOREASEQUIPMENTMANUFACTURINGUNITHOWTOPROVIDEHIGHQUALITYANDREASONABLEPRICERELIABLEPERFORMANCE,ENERGYCONSERVATIONANDENVIRONMENTALPROTECTION,MAINTENANCECONVENIENTTHECONCRETEMIXER,THESIEMENSPLCAPPLICATIONSERIESS7300SERIESTOCOMPLETETHESYSTEMCONTROLPCMIXERCONTROLSYSTEMBYTWOSTAGESPIRALFEEDERSUPPLYPRESSURESENSORDETECTIONPROCESSES,QUANTITYBYGLUEPUMPSTOGLUE,GLUEWITHELECTROMAGNETICFLOWMETERTESTFLOW;PARTICLEANDGLUETOATACERTAINRATETOSTIRTHEMIXER,ANDTHENWILLMIXINGSUPPLYAPROCESSUNDERAUTOCLAVETOSHAPEPARINGQUANTITYANDPLASTICFLOW,ANDACERTAINCONSTANTRELATIONSHIPOFSCALEDUALAXLEMIXERUSEDFORMIXING,BLENDERTOFURTHERTHESPRAYADHESIVEGLUEISANHAZYSPRAYINTOTHEPARTICLETHERUBBERMIXINGSYSTEMEQUIPPEDWITHTHEMACHINECANMAKECURINGAGENTANDTHERUBBERINTHEMIXOF,RATHERTHANTHECURINGAGENTADDEDTOTHEGLUETANKTHISSYSTEMHASASTIRWELL,GLUELOWQUANTITYFUNCTIONADJUSTABLEGLUESYSTEMUSESPLCCENTRALIZEDCONTROL,PLCACCORDINGTOGETTHEWEIGHTOFEACHSENSORPREPRESS,MOISTURECONTENT,TOADJUSTTHEAMOUNTOFGLUESOLIDCONTENTMAKEGLUEOFMOISTURECONTENTINPREPRESSAFTERCONTROLIDEALSTATESUCHADVANTAGESINPRODUCTIONLINEISTEMPORARY,CANAVOIDGLUEWHENSTOPWASTETHEREFORE,THEENTERPRISEANDGOVERNMENTTOSAVEALOTOFMONEYANRAWMATERIALKEYWORDSPLC;PID;S7300;FREQUENCYCONVERTER本科生毕业设计第III页目录摘要IABSTRACTII1绪论12拌胶机控制系统的设计方案421控制系统的工艺过程及控制要求422系统的控制方案523基于PLC的拌胶机控制系统的特点7231施胶机具有如下主要特点7232拌胶机对比传统拌胶系统特点73PLC技术概述831PLC的基础知识8311可编程控制器8312PLC的结构9313PLC的特点10314PLC的基本功能11315PLC软件系统12316PLC的发展趋势1332西门子S7300软件概述13321西门子S7300系列PLC的一般特性13322西门子S7300系列PLC的基本硬件组成15323STEP7V54西门子S7300编程软件174搅拌机硬件系统设计1941PLC的选型1942控制系统的仪表选用215搅拌控制系统软件设计2351可编程控制器在模拟量闭环控制中的应用23511PID控制器的数字化23本科生毕业设计第IV页512回路输入输出变量的转化与标准化2652搅拌机系统程序流程图27总结28致谢29参考文献30附录程序31本科生毕业设计第1页1绪论刨花板又称碎料板,是将木材加工剩余物、小径木、木屑等物切削成一定规格的碎片,经过干燥,拌以胶料,硬化剂、防水剂等,在一定的温度、压力下压制成的一种人造板。定向刨花板是刨花板新品种之一,刨花铺装成型时,将搅拌刨花板按其纤维方向纵行排列,从而压制成的刨花板。这种刨花板的形状要求长宽比较大,而厚度比普通刨花板的刨花略厚。定向铺将的方法有机械定向和静电定向。前者适用于大刨花定向铺装,后者适用于细小刨花定向铺装。定向刨花板表面覆以锯末、碎屑等细料,芯部充以定向刨花的结构板材。该板为五层结构上下两表层细料,中间两层纵向定向刨花,芯层横向定向刨花。板坯可在连续式多头成型机上一次铺装。可作板式家具的承载构件(侧主板、搁板等)。由于定向刨花板在某一方向具有较高强度的特点,可以按照胶合板的构成原理,使定向的表层刨花与定向的芯层刨花互相垂直交错,形成三层以至五层结构定向刨花板。其性能与胶合板相似,常代替胶合板做结构材使用。这是一种新型结构板,在充分利用小径材、速生材,提高木材利用率等方面,有其广阔的前景1。随着科学技术的迅速发展,工业生产对自动化程度的要求越来越高,对工业控制的方便性,高效性及准确性提出了更高的要求。随动系统是生产过程中重要的控制环节,所谓的随动系统是指当某参数量的变化规律为无法预先确定的时间函数时,其被控量能够以一定的精度跟随参量变化的控制系统,它在化工、冶金、轻工等行业的控制系统中广泛存在。PC或PLC即可编程序控制器,是在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备,具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点,被广泛应用于自动化控制的各个领域,并成为实现工业自动化的支柱产品。近年来,国内在PC技术与产品开发应用方面的发展也很快,除许多从国外引进的设备、自动化生产线外,国产的机床设备已越来越多的采用PC控制系统取代传统的继电器、接触器控制系统。国产化的小型PC性能也基本达到同类国外产品的技术指标。目前PC已广泛用于冶金、化工、轻工、电力、建筑、交通、运输等各个行业。随着PLC功能模块及控制指令的完善,在随动控制系统中替代了常规的继电器件及仪表控制,使随动系统更加准确,灵活,且故障率低,因此以PLC为核心的随动系统到了越来越广泛的应用。本科生毕业设计第2页工剩余物、小径木、木屑等切削成一定规格的碎片,经过干燥、拌以胶料、硬化剂、防水剂,在一定的温度下压制而成的一种人造板材。论文在简单介绍PLC的基础上,通过分析控制系统的要求,采用了PLC的功能模块,设计了以PLC为核心的随动控制系统,系统的控制均采用可编程序控制器实现。本文所设计的系统的PLC控制的搅拌机控制系统2。普通刨花板的强度没有同规格的胶合板强度高,但制造胶合板所使用的原木质量要求较高,并且木材利用率较低。因此,在刨花板生产中开辟了一个新的分支,这就是采用特殊的加工工艺,用细径劣质材制造出具有定向结构的高强度新型刨花板,即定向刨花板。定向刨花板(ORIENTEDSTRANDBOARD,缩写OSB)是20世纪70年代在欧美发展起来的一种新型木质人造板材,它以小径材、间伐材、木芯等为原料,通过专用设备加工成长40MM100MM、宽5MM20MM、厚03MM07MM的长条刨花,再经干燥、施胶、铺装、热压成型的一种人造板。定向刨花板在我国生产和销售约有十年时间,但发展速度比较缓慢,而在欧洲、北美、韩国、日本等地发展迅速,具有较大的市场。OSB的生产工艺过程为小径木运入工厂→贮存于楞场→圆筒式剥皮机→金属探测→冲洗→刨片→湿刨花料仓→气流式圆筒干燥机→圆纲筛选机→面层和芯层干料仓→定量秤→滚筒式搅拌机→定向铺装线→(截断)→检测→热压→(截断)→锯边→冷却→砂光→检验→包装入库。定向刨花板的特点1、原料来源广,价格低定向刨花板的原料主要为软质针叶材、阔叶材的小径木、抚育间伐材等,如桉树、杉木、杨木间伐材等,来源广泛,价格一般在每立方米250350元。在天然林资源日益匮乏、大径材减少的情况下,人造板的原料将逐渐转向依靠人工速生林以及对小径材的充分利用,定向刨花板符合这种趋势。2、产品性能优良定向刨花板保持了木材纵向强度大、尺寸稳定性高的天然优越性,同时克服了木材的某些先天不足,如幅面小、有节疤缺陷等。定向结构刨花板线膨胀系数小,稳定性好,握钉力较高,纵向抗弯强度比横向抗弯强度高得多,可用作结构材料。本科生毕业设计第3页3、产品用途广泛从加工性能、加工质量、使用寿命、经济效益等方面衡量,定向结构刨花板是家具制造、室内装修的理想材料;在车船制造等方面,定向刨花板也能得到很好的使用,可用于车厢壁板、地板、隔板等;定向刨花板还可用于包装板、音箱、箱包的内衬板、工艺品等3。本科生毕业设计第4页2搅拌机控制系统的设计方案21控制系统的工艺过程及控制要求定向刨花板生产工艺普通刨花板是以小径木、枝桠材、木材加工剩余物、非木质农作物剩余物等为原料,经刨花制备、干燥、铺装成型热压等工段而制成的一种人造板。产品可用于家具、建筑、包装、车辆和船舶内部装修,以及经二次加工可制作饰面刨花板等等。以下是各工段工艺流程的简单说明1、备料工段刨花板生产线原料经削片、筛选后送到木片料仓进行过渡储存。木片经运输机送到刨片机中进行刨花制备,制备后的刨花经运输机送到湿刨花料仓中进行过渡储存。2、干燥分选打磨工段湿刨花经运输机送到转子式刨花干燥机进行干燥,经过干燥的刨花通过刨花分选(筛选)合格的芯层干刨花经运输机被送往芯层干刨花料仓过渡储存。过大的刨花经打磨机打磨后被送往表层干刨花料仓过渡储存。3、调胶树胶施胶工段合格的表芯层干刨花经运输机、刨花计量料仓分别计量后送到拌胶机中,同时调供胶工段将工艺所要求的胶液送到拌胶机中,刨花和胶液在表芯层拌胶机的充分搅拌下,达到均匀混合充分施胶的效果。4、铺装热压成型工段年产3万以上生产线)施胶后的刨花经皮带运输机送至机械分级铺装机,由机械分级铺装机组铺装出均匀平整的板坯。板坯经永磁除铁器、预压机、纵向锯边机、横截锯、加速运输机、称重运输机和储存运输机、装板运输机等工序送到装板机的装机吊笼中,由装机吊笼将板坯送到多层热压机中进行热压成型,经多层热压机热压成型的毛板同时由装板小车托盘推到卸板机中。5、后处理工段停留在卸板机中的毛板经卸板运输机送至冷却进板运输机,由冷却进板运输机送到凉板机中进行冷却。在凉板机中停留(冷却)后的毛板由冷却出板运输机送到纵横裁边截断机进行裁边分割,最后经干板运输机运至升降台堆垛。本科生毕业设计第5页6、后期加工主要包括对从热压机中取出的板材进行冷却、裁边、砂光、检验、分等、修补等加工。冷却处理可在封闭的装置内采用强制通风的方法,也可用自然通风冷却。目前常用的冷却设备是星形冷却器。裁边就是将毛边板锯成符合尺寸要求的成品,使用的设备多为纵横联合锯边机。砂光能够减少板的厚度公差,消除板面缺陷,使板面光洁,便于使用和进行表面装饰。目前多用宽带式砂光机进行砂光处理。砂光后的板材经过分等、检验,对裂缝、鼓泡等缺陷进行修补后,就可送入成品仓库。刨花由螺旋给料机供给,压力传感器检测刨花量。胶由胶泵抽给,用电磁流量计检测胶流量;刨花和胶要按一定的比率送到搅拌机内搅拌,然后将混料供给下一道工序蒸压成型。其工艺流程如图21所示。图21工艺流程图系统要求刨花量和胶量恒定,并有一定的比例关系,即胶量随刨花量的变化而变化,精度要求小于34。22系统的控制方案根据控制要求,刨花系统的特点是刨花形态的质量好,生产率高,刨削体积刨花的单位能耗低,自动化程度高,操作维修方便,安全可靠性高,是理想的高品质刨花制备设备。在PID控制中,积分控制的特点是只要还有余差(即残余的控制偏差)存在,积分控制就按部就班地逐渐增加控制作用,直到余差消失。所以积分的效果比较缓慢,除特殊情况外,作为基本控制作用,缓不救急。微分控制的特点是尽管实际测量值还刨花料斗胶泵胶M流量计压力传感器搅拌机刮板秤M螺旋给料机
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