plc的水泥混料控制系统的设计
日期 2018年3月20日 【】随着现代工控业技术的飞速发展，PLC在工控业的自动化，智能化中发挥着不可或缺的作用。稳定的控制模式保证了机器的安全有效运行，便利的梯形图编写也方便了编程设计人员对机器的工作过程控制，省去了传统工控方式复杂的接线等问题。同时它的功能强大，能够与变频器，触摸屏，温控器等联合使用，大大提高了机器生产自动化的水平。本论文主要是对PLC控制水泥混料系统的设计，从水泥混料系统的硬件部分组成和控制要求，编程软件的选用和具体程序设计（包括设计规划与方案、流程设计、控制要求设计、程序编写、外部物理线路连接等），旨在对水泥混料系统的设计和控制过程作简单的描述。
目录
引言 1
一、水泥混料系统的方案设计 2
（一）系统的总体结构 2
（二）总体结构设计方案 5
（三）控制对象分析 5
二、水泥混料系统的硬件设计 6
（一）三菱E700变频器简介 6
（二）三菱FX3U32MR plc简介 6
（三）输入输出端口配置 7
（四）水泥混料系统控制电路设计 8
（五）水泥混料系统主电路设计 8
三、水泥混料系统的软件设计 9
（一）分析控制要求 9
（二）主程序工作流程图 9
（三）分析原理 10
四、MCGS模拟系统调试 11
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
PC的全称是编程控制器(Programmable Controller)， 而PLC(Programmable Logic Controller) 是人们最初用于逻辑控制的可编程器，也叫做可编程控制器。它是一种工业自动控制装置，它是吸收了计算机控制技术、自动化控制技术等工控业技术而演变而来的；它有自动化程度高、性能发挥可靠、程序设计方便、后期维护和接线使用方便等独特优点。
采用PLC来取代由交流接触器，继电器等复杂电路构成的控制系统，采梯形图的编程方法，具有高效的编程方式和简便的维护手段，对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
机器的自动化水平有着极大的提高，同时又节省了机器生产过程中大量的人工费用，使生产成本得到降低，PLC稳定的控制性能使产生产的质量和效率得到提高。PLC在工控业有着广泛的应用，在机械制造业、纺织业、轻工业、冶金业、化工业、铁路业等行业都有应用实例，如灌装贴标系统，动车空调系统，平面仓库系统，太阳能制冷系统等方面的自动化控制，PLC都起到了代替传统的继电器，达到了简单，有效的控制作用。本次设计是运用PLC控制水泥混料系统，使很好的学与用的结合。
??本设计的主要研究的内容和最终达到的效果是PLC能够控制好水泥混料系统的各个阶段：入料，出料安全，高效的控制；满足水泥混料系统的混料技术要求；具体内容包括水泥混料控制方案的设计、软件编程和控制台的设计、后期的维护和分析等等。
一、水泥混料系统的方案设计
（一）系统的总体结构
从图11可知，水泥混料系统主要完成的是沙石，水泥还有水的自动化混合。此装置由沙石罐系统，水罐系统，水泥罐系统，混料中心系统还有出料罐系统组成。整个系统的自动化过程全部由PLC编程控制。当按下开始按钮时，整个系统开始运作，运作的同时按下出料按钮，出料阀会打开，混好的料会下放到车上运输。当按下停止按钮后，整个系统停止工作。
图11水泥混料系统
1．沙石罐系统
在入料位置放置了三个沙石罐，保证机器在运作过程中有足够的原料储备。当沙子石子等原料放入三个沙石罐时，原料会顺着沙石罐下面的口流出到皮带上，当皮带上的原料堆得足够高时，原料会堵住沙石罐的出料口，从而保证料不会洒出，达到用多少，流多少。当皮带在皮带电机1的带动下，运送料到混料罐时，新的原料又会从出料口漏出来，从而保证了皮带上原料量的恒定，达到要求的混料比例。由于皮带电机1的功率较大，所以采用三个交流接触器实现星三角降压启动。当KM1和KM2同时得电吸合时为星型连接，KM1和KM3同时得电吸合时为三角型连接，转换时间为10s，控制要求由PLC完成。（如图12所示。）
2．水罐系统
水罐的体积很大，可以在生产作业前将其装满，或者在生产作业过程中边注水边放水。由于水泥混料要求达到一定的比例。水泵由变频器1控制转速，从而达到最终水泥混料的控制比例。在水泵的作用下，将罐里的水通过管道注入混料罐，达到混料目的。水泵由变频器1来控制，在变频器1的外部运行模式下，由PLC来控制变频器1达到控制电机的启动和速度控制。（如图13）
图12沙石罐系统
图13水罐系统
3．水泥罐系统
水泥罐内装满了事先灌满的水泥，在下方水泥出口有一个水泥出料电机，水泥的出料速度由水泥出料电机的转速决定，在水泥出料电机不转动的情况下水泥无法流出，从而起到控制作用。为了达到水泥混料的原料配比的目的，水泥出料电机的转速由变频器2控制。在水泥出料电机的控制下水泥流出到混料中心，参与混料。水泥混料电机由变频器来控制2，在变频器2的外部运行模式下，由PLC来控制变频器2达到控制电机的启动和速度控制。（如图14）
图14水泥罐系统
4．混料中心系统
混料中心系统是整个水泥混料系统的核心，沙子石子通过左侧传送皮带进入，水通过水罐将水注入，水泥则从上方进入。三种原料进入混料中心后在混料中心内部的混料电机作用下充分搅拌，融合，最终从下方的出料口流出混料到传送皮带上。传送皮带在皮带电机2的带动下向混料系统的最后一站，出料罐流去。由于皮带电机1的功率同样较大，所以也要采用三个交流接触器实现星三角降压启动。当KM4和KM5同时得电吸合时为星型连接，KM4和KM6同时得电吸合时为三角型连接，转换时间也为10s，控制要求也由PLC完成。（如图15）
图15混料中心系统
5．出料罐系统
在混料中心混好的料通过传送皮带最终送到出料罐。混好的料在出料罐内暂时储存，当出料罐下面的卡车就位后，由操作员手动控制出料阀的开启，混好的料就从出料罐的出料口流出到卡车里，送往工地使用。出料阀采用二位五通电磁换向阀，由单独的气泵来给气。当操作员按下控制按钮后，电磁阀得电，电磁阀动作，气泵里的气将出料阀顶开，混料下放到卡车。当操作员松开按钮，电磁阀失电，弹簧作用使电磁阀复位，从而导致出料阀关闭，等待下一次开启。（如图16）
图16出料罐系统
（二）总体结构设计方案
设计调试模式和自动运行模式两种工作模式，调试模式用来给工程师维护检修使用，自动运行模式用来给操作员操作使用。在MCGS上分开两个画面分别演示调试模式和自动运行模式。调试模式每个电机都应该有自己的控制按钮来达到单独调试运行的目的，自动运行模式则只设置三个按钮，开始，停止和出料，以达到自动化控制的目的。
（三）控制对象分析
目录
引言 1
一、水泥混料系统的方案设计 2
（一）系统的总体结构 2
（二）总体结构设计方案 5
（三）控制对象分析 5
二、水泥混料系统的硬件设计 6
（一）三菱E700变频器简介 6
（二）三菱FX3U32MR plc简介 6
（三）输入输出端口配置 7
（四）水泥混料系统控制电路设计 8
（五）水泥混料系统主电路设计 8
三、水泥混料系统的软件设计 9
（一）分析控制要求 9
（二）主程序工作流程图 9
（三）分析原理 10
四、MCGS模拟系统调试 11
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
PC的全称是编程控制器(Programmable Controller)， 而PLC(Programmable Logic Controller) 是人们最初用于逻辑控制的可编程器，也叫做可编程控制器。它是一种工业自动控制装置，它是吸收了计算机控制技术、自动化控制技术等工控业技术而演变而来的；它有自动化程度高、性能发挥可靠、程序设计方便、后期维护和接线使用方便等独特优点。
采用PLC来取代由交流接触器，继电器等复杂电路构成的控制系统，采梯形图的编程方法，具有高效的编程方式和简便的维护手段，对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
机器的自动化水平有着极大的提高，同时又节省了机器生产过程中大量的人工费用，使生产成本得到降低，PLC稳定的控制性能使产生产的质量和效率得到提高。PLC在工控业有着广泛的应用，在机械制造业、纺织业、轻工业、冶金业、化工业、铁路业等行业都有应用实例，如灌装贴标系统，动车空调系统，平面仓库系统，太阳能制冷系统等方面的自动化控制，PLC都起到了代替传统的继电器，达到了简单，有效的控制作用。本次设计是运用PLC控制水泥混料系统，使很好的学与用的结合。
??本设计的主要研究的内容和最终达到的效果是PLC能够控制好水泥混料系统的各个阶段：入料，出料安全，高效的控制；满足水泥混料系统的混料技术要求；具体内容包括水泥混料控制方案的设计、软件编程和控制台的设计、后期的维护和分析等等。
一、水泥混料系统的方案设计
（一）系统的总体结构
从图11可知，水泥混料系统主要完成的是沙石，水泥还有水的自动化混合。此装置由沙石罐系统，水罐系统，水泥罐系统，混料中心系统还有出料罐系统组成。整个系统的自动化过程全部由PLC编程控制。当按下开始按钮时，整个系统开始运作，运作的同时按下出料按钮，出料阀会打开，混好的料会下放到车上运输。当按下停止按钮后，整个系统停止工作。
图11水泥混料系统
1．沙石罐系统
在入料位置放置了三个沙石罐，保证机器在运作过程中有足够的原料储备。当沙子石子等原料放入三个沙石罐时，原料会顺着沙石罐下面的口流出到皮带上，当皮带上的原料堆得足够高时，原料会堵住沙石罐的出料口，从而保证料不会洒出，达到用多少，流多少。当皮带在皮带电机1的带动下，运送料到混料罐时，新的原料又会从出料口漏出来，从而保证了皮带上原料量的恒定，达到要求的混料比例。由于皮带电机1的功率较大，所以采用三个交流接触器实现星三角降压启动。当KM1和KM2同时得电吸合时为星型连接，KM1和KM3同时得电吸合时为三角型连接，转换时间为10s，控制要求由PLC完成。（如图12所示。）
2．水罐系统
水罐的体积很大，可以在生产作业前将其装满，或者在生产作业过程中边注水边放水。由于水泥混料要求达到一定的比例。水泵由变频器1控制转速，从而达到最终水泥混料的控制比例。在水泵的作用下，将罐里的水通过管道注入混料罐，达到混料目的。水泵由变频器1来控制，在变频器1的外部运行模式下，由PLC来控制变频器1达到控制电机的启动和速度控制。（如图13）
图12沙石罐系统
图13水罐系统
3．水泥罐系统
水泥罐内装满了事先灌满的水泥，在下方水泥出口有一个水泥出料电机，水泥的出料速度由水泥出料电机的转速决定，在水泥出料电机不转动的情况下水泥无法流出，从而起到控制作用。为了达到水泥混料的原料配比的目的，水泥出料电机的转速由变频器2控制。在水泥出料电机的控制下水泥流出到混料中心，参与混料。水泥混料电机由变频器来控制2，在变频器2的外部运行模式下，由PLC来控制变频器2达到控制电机的启动和速度控制。（如图14）
图14水泥罐系统
4．混料中心系统
混料中心系统是整个水泥混料系统的核心，沙子石子通过左侧传送皮带进入，水通过水罐将水注入，水泥则从上方进入。三种原料进入混料中心后在混料中心内部的混料电机作用下充分搅拌，融合，最终从下方的出料口流出混料到传送皮带上。传送皮带在皮带电机2的带动下向混料系统的最后一站，出料罐流去。由于皮带电机1的功率同样较大，所以也要采用三个交流接触器实现星三角降压启动。当KM4和KM5同时得电吸合时为星型连接，KM4和KM6同时得电吸合时为三角型连接，转换时间也为10s，控制要求也由PLC完成。（如图15）
图15混料中心系统
5．出料罐系统
在混料中心混好的料通过传送皮带最终送到出料罐。混好的料在出料罐内暂时储存，当出料罐下面的卡车就位后，由操作员手动控制出料阀的开启，混好的料就从出料罐的出料口流出到卡车里，送往工地使用。出料阀采用二位五通电磁换向阀，由单独的气泵来给气。当操作员按下控制按钮后，电磁阀得电，电磁阀动作，气泵里的气将出料阀顶开，混料下放到卡车。当操作员松开按钮，电磁阀失电，弹簧作用使电磁阀复位，从而导致出料阀关闭，等待下一次开启。（如图16）
图16出料罐系统
（二）总体结构设计方案
设计调试模式和自动运行模式两种工作模式，调试模式用来给工程师维护检修使用，自动运行模式用来给操作员操作使用。在MCGS上分开两个画面分别演示调试模式和自动运行模式。调试模式每个电机都应该有自己的控制按钮来达到单独调试运行的目的，自动运行模式则只设置三个按钮，开始，停止和出料，以达到自动化控制的目的。
（三）控制对象分析
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