丁良龙毕业设计

1、基于PLC的饲料配料系统的设计丁良龙辅导老师：胡钢敦2016-6-3摘要随着科学技术的不断进步，现代农业工业对自动化程度的要求越来越高，原有的饲料配料装置以远远不能满足当下对生产力的要求。为了减轻人力资源，并保证生产的可靠性、安全性、廉价性、环保性、高效性、高质性。本设计采用西门子S7-200 CPU226核心控制芯片，设计自动化饲料配料系统。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。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

2、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设计要求1主电路设计，并画出接线示意图。2. 分配I/O地址，列出分配表。3. 设计系统控制的程序框图。4. 根据程序框图设计该系统的控制梯形图。 5. 上机调试通过。6. 利用Wincc组态软件对系统进行模拟运行控制要求1.自动配料将完成3种物料（A 、B、C）的自动配比控制；2.控制方式为主从比例控制方式；3.PLC要实现各种物料下料量的采集、喂料装置的启停、物料下料量的控制；4.组态操作界面能显示设备的运行、停车、故障；5.操作界面要求显示每种物料的下料设定值、实际下料值；通过界面上设置的启动、停车

3、按钮实现整个系统的开停；PLC的硬件构成固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC的软件构成（1）系统软件包含三个部分：一.系统管理程序。其作用是，运行时间管理、存储空间管理、系统自检程序。二.用户指令解释程序。用户指令解释程序是联系高级语言程序和机器码的桥梁。三.标准程序模块及其调用程序。这是许多独立的程序块，各程序块具有不同的功能。（2）.用户程序PLCPLC系统的辅助设备1.编程设备2.机界面3.输入输出设备PLCPLC的注意事

4、由 温度湿度 震动空气电源发展趋势在自动化软件赖以普及发展的诸多因素中，有技术层面的，也有商业层面的，但制造业的需求是决定性的。制造业的发展，带来了对自动化软件需求的提升；也决定了自动化软件将由过去单纯的组态监控功能，向着更高和更广的层面发展。发展趋势（1）开放性技术（2）构造全厂信息平台（3）无线的人机界面解决方案（4）以客户为导向的软件设计WINCC的特点一、WinCC不是孤立的软件系统，它时刻与以下系统集成在一起1.与自动化系统的无缝集成。 2.与自动化网络系统的集成。 3.与制造执行系统MES(Manufacturing Execution Systems)的集成。 4.与相应的软硬件

5、系统一起，实现系统级的诊断功能。WINCC的特点二、坚持开放性和先进性高于一切的理念，开放性和标准化是软件系统的生命线：1.整个系统通过完整和丰富的编程系统实现了双向的开放性。 2.数据库系统全面开放。3.广泛采用最新的开放性软件技术和标准，面向多种操作系统平台。配料系统简介全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。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所追求的一致目标。自动配料系统的特点(1)饲料配料现场粉尘大, 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

6、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。自动配料系统组成(1) 给料部分(2) 称量部分(3) 排料设备(4) 配料控制系统(5) 校秤系统自动配料系统的设计此配料系统将完成3种物料（A、B、C）的自动配比控制。自动配比方式有2种，即总量比例控制和主从比例控制。在总量比例控制方式下，操作员只需设定几种物料的下料总量，再设定这几种物料的配比要求，系统将自动计算出各物料的下料设定值，分别送到各喂料设备，自动完成各物料的下料量控制，使各物料的下料量满足总量和比例的要求。1.称重方式选择第1种方式称为零位法第2 种方式称为增量法2. 给料方式选择螺旋给料机给

7、料均匀, 受外界影响小, 机械振动小, 运行平稳, 对称量的干扰也小, 可以避免因振动造成的粉料分层。但螺旋给料机上安装有电动机和减速器, 重量大,效率较低。对于液体物料, 一般采用阀门控制给料量。3. 生产线结构(1) 采用固定式单组份料斗秤的结构(2) 采用固定式多组份料斗秤的结构(3) 采用移动式料斗秤的结构(4) 采用称重带式输送机式的多组份秤的结构 输送装置的设计 此配料系统所配物料有3种（A、B、C），均为块状物料，均采用皮带运输机输送，通过变频电机控制皮带速度，调整下料量。 皮带宽度为800mm，最大下料量为60t/h称重元件设计（1）电子秤以自动秤量方式将散状物料按预定的配比进

8、行秤量，该秤可控制物料的秤量、卸料。（2）皮带称的工作原理（见下图）皮带称结构原理图测速元件的设计（1）变频调速基本原理： 三相异步电动机的转速公式为: n = n1 (1-s)=60f(1-s)/p (1)（2）变频器的构成 异步电机的变频调速是通过变频器实现的。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成这是一个VVVF变频调速系统。首先是将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后形成幅值基本稳定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形（下图） 控制系统设计(1).中央处理器(CPU):是控制系

9、统的大脑,它根据用户程序进行控制。(2).输入和输出(I/O):是系统的控制点,输入用于监视现场装置，输出用于控制执行机构。(3).编程口:用于连接编程设备,例如,一台计算机或一个手持编程器。 称重仪表的选配电子秤的主要组成组件：1.重量传感器 2.放大器电路 3.滤波器电路 4.模拟数字转换器 5.中央处理器 6.电源供应电路 7.按键 8.外壳 9.机构 10.秤盘操作站的选配 控制系统的软件设计称量仪表参数设定1.电子秤参数设定(1).最高输入灵敏度：0. 8vd。(2).零点信号范围：112mV。(3).A/D分辨率：1/ 6 万。(4).量程信号范围：030mV。(5).A/D转换速

10、率：2030次 / 秒。(6).供桥电压：12V。(7).工作电压：220V10%。(8).适用温度：040。(9).消耗功率：15w。(10).保险管： 1 A。(11).重量单位：kg(12).最大流量：根据实际需要设置范围2.皮带秤参数设定 重量单位：根据需要设置成T/KG。 流量单位：根据流量范围合理设置。 最大流量：设置正常显示的最大流量，根据各皮带秤的下料量不同而分别设置。 秤台长度：是物理称重的有效长度，本设计所用皮带秤有效长度为1.1m。操作站WINCCWINCC组态系统系统的主要系统的主要特点：特点：该系统以标准化协议通信、模块化程序设计、集中管理、分散控制、操作简便为基本设

11、计思想，它应用了计算机技术、信息处理技术、测量处理技术、测量控制技术、通讯网络技术和人机接口技术。它既不同于单一的仪表控制系统，也不同于单纯的计算机管理系统，而是吸收了两者的优点。控制系统原理控制系统原理控制系统原理该控制系统由皮带秤架、螺旋秤架，称重传感器、测速传感器、信号变送器、工控机、变频器及交流电机组成。上位组态软件上位组态软件WINCCWINCC操作界面设置根据生产的需要设计操作界面，操作界面上能显示各主要参数的实际情况，显示各设备的运转情况，显示各故障报警情况，并能实现操作人员对设备的有效控制，对配料参数的输入及调整。皮带称显示时由原来的灰色变为红色每台秤由3个棒图分别显示该秤的下

12、料设定值，实际下料值。设定值为PLC计算出的，送到控制仪表的值。 电机速度显示 电机速度显示结论本设计将机械、控制作为一个整体考虑，使各部分密切配合，协调动作，共同完成配料任务。设计中的一些参数是假定参数，在实际应用中，需要根据实际情况进行调整。 PLC编程技术与现代信息化时代的发展是分不开的，PLC与计算机的结合应用会使各领域加快发展，降低人力的需求，提高产品质量，尽显PLC编程技术的魅力！致谢在此次毕业设计的完成过程中，由于在外地访学，与老师交流都是通过邮件。在此感谢老师的悉心教导，感谢同学的帮助与鼓励，使我能够顺利地完成毕业设计，我在此对他们表示衷心的感谢。首先，我诚挚地感谢我的导师胡老师。师者，传道授业解惑也，胡老师思维敏捷、学识渊博、和蔼可亲。在本次毕业设计的过程中，胡老师给予了我悉心的指导。从选题到老师指导我思路，不断的修改最终成文