用于粉体解碎的钻孔式解碎装置及其真空输送系统设计【字数：12274】
在工业生产中，碳粉易产生粉尘等污染，工人在生产过程中繁琐地搬运，以及粉尘等可吸入颗粒物对健康的危害。针对这些现象，设计一套用以粉体解碎装置及其真空输送的自动控制系统。以三菱PLC为主控制器，触摸屏为辅助监控和调试工具。通过控制变频器和伺服电机来实现解碎过程中解碎的过程控制，解碎完成后，通过真空管道，利用负压将粉体运输到下一个工位。在整个运动过程，磁性开关和光电开关等检测开关是主要输入点，PLC根据收到的反馈信号，对整个过程进行有效控制，大大提高了工作效率，降低人工干预，降低粉体粉尘污染。
目 录
1.绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2发展现状与未来方向 1
1.3本文研究设计内容 2
1.4小结 2
2.系统总体设计方案 3
2.1设计要求 3
2.2运行过程 3
2.3系统总体设计思路和原理 4
2.4本章小结 4
3.硬件设计与选型 5
3.1硬件架构图 5
3.2硬件的选型与配置 5
3.2.1断路器 5
3.2.2直流电源 6
3.2.3三菱PLC 6
3.2.4中间继电器 9
3.2.5光电开关 9
3.2.6磁性开关 10
3.2.7触摸屏 11
3.2.8变频器 11
3.2.9伺服电机 12
3.3传感器的选用 12
3.3.1光电开关传感器 12
3.4硬件电路设计 13
3.4.1电源电路 13
3.4.2控制电路 14
3.4.3操作电路 14
3.5本章小结 15
4.系统软件设计 16
4.1系统总流程图 16
4.2输入、输出I/O图 16
4.3主控制程序程序设计 17
4.4伺服电机程序设计 19
4.5报警检测程序设计 21
4.6本章小结 24
5.触摸屏的设定 25
5.1触摸屏界面设置 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
25
5.2本章小结 27
6.系统调试与结果分析 28
6.1系统硬件电路调试 28
6.2系统软件设计调试 28
6.2.1触摸屏与PLC调试 28
6.2.2 PLC与硬件调试 30
6.3调试问题及解决 31
6.4本章小结 32
7.法律安全和可持续发展 33
7.1法律安全 33
7.2可持续发展 33
总结 34
参考文献 35
致谢 36
附录 37
1.绪论
1.1研究背景与意义
在生产车间中，工人往往在做重复工作时，最容易形成惯性思维，从而导致工作中可能会产生的危险察觉不到，而粉体加工这一块，往往都是大型机器设备，很容易产生危险。除了设备危险之外，一些粉尘，可吸入颗粒物，对于长期工作在生产一线的工人的健康也有极大的健康隐患。
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。指生产过程中全部工序，包括上料、下料、装卸等，都不需要人直接进行生产操作。工业自动化控制系统拥有提高效率、节能降耗、节省人力成本、促进产业升级的明显效果。在高度集中的自动控制中，设备与设备之间的紧密连接与控制，粉体的污染被有效控制，从而大大减少了粉尘污染，改善车间环境，增加可持续发展能力。
1.2发展现状与未来方向
工业自动化是一个极复杂又系统的工业控制过程，其中包括自动控制系统，计算机系统，再包括其相应的仪表，使各个部分相互协调运作，从而实现对工业生产线的过程控制和检测，更好地进行工业生产，就现状来看，工业自动控制的主要控制系统由PLC控制系统和DCS控制系统以及工业PC控制系统。
PLC控制系统越来越在工业自动化中被人们所重视。PLC控制系统可以为多个不同的自动化设备提供安全可靠的自动化控制方案，促进着工业自动化控制的发展。现在中国用的PLC基本由国外制造，日本的三菱、欧姆龙，以及德国的西门子是用的最多的3种PLC。
DCS控制系统就是集散控制系统，在二十世纪八十年代，我国自主研发了DCS控制系统，并推动我国工业化进程。现如今，经过多年的发展，我国DCS控制系统技术已基本成熟，并还在断研发进步，使现在工业生产的质量和效率有了更大的提升。
工业PC控制系统在工业自动化控制领域发挥着越来越重要的作用。基于工业PC控制系统具有分布控制系统的特点，可以使具有基础性能的工业实现自动化控制。同时，工业PC控制系统还具有客户模式多样性和服务器模式多样性的特点，形成有区域性的工业PC机群，实现管理和控制相统一结合。
现今我们的工业自动化将会朝着无线化方向进行发展，工业无线技术能够使我们实现真正的非接触传输，特别是适合在恶劣的环境当中或者是在震动或者高速的监控当中，如果我们实现了工业无线化将会降低我们的安装成本和降低运行成本。同时，还能够使我们的设备方便升级，在移动的过程中不受相关限制。可以说工业无线技术是我们的工程进行测控的一个重要变革，它解决了我们传统的成本高、法大规模部署传感器进行监测的问题。保护环境与降低能耗作为我国未来的战略方向也为行业的发展提供了良好的保障。这对行业未来的发展带来了广阔的空间。使我们的工业生产达到了高产、安全、环保和低耗。
1.3本文研究设计内容
本文主要通过研究，设计一套适合匣钵运输、粉体解碎、真空传输的基于三菱PLC的自动控制系统。解碎前，通过光电和磁性开关检测匣钵到达位置，通过控制伺服电机和变频器来控制解碎装置的解碎过程。具体包括：
（1）硬件选型：通过方案和原理选择合适的硬件设备。
（2）原理电路设计：根据选择的硬件设备，连接硬件电路图，包括电源电路，控制电路，操作电路。
（3）软件程序设计：包括解碎前匣钵运输、检测、矫正程序，解碎伺服电机控制程序，其中对伺服电机ABS定位，正负极限，回原点等编写，以及对各个控制过程中相应报警程序编写。
（4）触摸屏设计：设计监控运行画面和报警提示与查询画面。
1.4小结
本章主要介绍研究对象的背景，在工业生产中的意义所在，并了解自动控制系统在工业生产线发展过程中未来的发展方向，最后介绍本文设计包括哪些部分。
目 录
1.绪论 1
1.1研究背景与意义 1
1.2发展现状与未来方向 1
1.3本文研究设计内容 2
1.4小结 2
2.系统总体设计方案 3
2.1设计要求 3
2.2运行过程 3
2.3系统总体设计思路和原理 4
2.4本章小结 4
3.硬件设计与选型 5
3.1硬件架构图 5
3.2硬件的选型与配置 5
3.2.1断路器 5
3.2.2直流电源 6
3.2.3三菱PLC 6
3.2.4中间继电器 9
3.2.5光电开关 9
3.2.6磁性开关 10
3.2.7触摸屏 11
3.2.8变频器 11
3.2.9伺服电机 12
3.3传感器的选用 12
3.3.1光电开关传感器 12
3.4硬件电路设计 13
3.4.1电源电路 13
3.4.2控制电路 14
3.4.3操作电路 14
3.5本章小结 15
4.系统软件设计 16
4.1系统总流程图 16
4.2输入、输出I/O图 16
4.3主控制程序程序设计 17
4.4伺服电机程序设计 19
4.5报警检测程序设计 21
4.6本章小结 24
5.触摸屏的设定 25
5.1触摸屏界面设置 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
25
5.2本章小结 27
6.系统调试与结果分析 28
6.1系统硬件电路调试 28
6.2系统软件设计调试 28
6.2.1触摸屏与PLC调试 28
6.2.2 PLC与硬件调试 30
6.3调试问题及解决 31
6.4本章小结 32
7.法律安全和可持续发展 33
7.1法律安全 33
7.2可持续发展 33
总结 34
参考文献 35
致谢 36
附录 37
1.绪论
1.1研究背景与意义
在生产车间中，工人往往在做重复工作时，最容易形成惯性思维，从而导致工作中可能会产生的危险察觉不到，而粉体加工这一块，往往都是大型机器设备，很容易产生危险。除了设备危险之外，一些粉尘，可吸入颗粒物，对于长期工作在生产一线的工人的健康也有极大的健康隐患。
工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置，用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产。在工业生产自动化条件下，人只是间接地照管和监督机器进行生产。指生产过程中全部工序，包括上料、下料、装卸等，都不需要人直接进行生产操作。工业自动化控制系统拥有提高效率、节能降耗、节省人力成本、促进产业升级的明显效果。在高度集中的自动控制中，设备与设备之间的紧密连接与控制，粉体的污染被有效控制，从而大大减少了粉尘污染，改善车间环境，增加可持续发展能力。
1.2发展现状与未来方向
工业自动化是一个极复杂又系统的工业控制过程，其中包括自动控制系统，计算机系统，再包括其相应的仪表，使各个部分相互协调运作，从而实现对工业生产线的过程控制和检测，更好地进行工业生产，就现状来看，工业自动控制的主要控制系统由PLC控制系统和DCS控制系统以及工业PC控制系统。
PLC控制系统越来越在工业自动化中被人们所重视。PLC控制系统可以为多个不同的自动化设备提供安全可靠的自动化控制方案，促进着工业自动化控制的发展。现在中国用的PLC基本由国外制造，日本的三菱、欧姆龙，以及德国的西门子是用的最多的3种PLC。
DCS控制系统就是集散控制系统，在二十世纪八十年代，我国自主研发了DCS控制系统，并推动我国工业化进程。现如今，经过多年的发展，我国DCS控制系统技术已基本成熟，并还在断研发进步，使现在工业生产的质量和效率有了更大的提升。
工业PC控制系统在工业自动化控制领域发挥着越来越重要的作用。基于工业PC控制系统具有分布控制系统的特点，可以使具有基础性能的工业实现自动化控制。同时，工业PC控制系统还具有客户模式多样性和服务器模式多样性的特点，形成有区域性的工业PC机群，实现管理和控制相统一结合。
现今我们的工业自动化将会朝着无线化方向进行发展，工业无线技术能够使我们实现真正的非接触传输，特别是适合在恶劣的环境当中或者是在震动或者高速的监控当中，如果我们实现了工业无线化将会降低我们的安装成本和降低运行成本。同时，还能够使我们的设备方便升级，在移动的过程中不受相关限制。可以说工业无线技术是我们的工程进行测控的一个重要变革，它解决了我们传统的成本高、法大规模部署传感器进行监测的问题。保护环境与降低能耗作为我国未来的战略方向也为行业的发展提供了良好的保障。这对行业未来的发展带来了广阔的空间。使我们的工业生产达到了高产、安全、环保和低耗。
1.3本文研究设计内容
本文主要通过研究，设计一套适合匣钵运输、粉体解碎、真空传输的基于三菱PLC的自动控制系统。解碎前，通过光电和磁性开关检测匣钵到达位置，通过控制伺服电机和变频器来控制解碎装置的解碎过程。具体包括：
（1）硬件选型：通过方案和原理选择合适的硬件设备。
（2）原理电路设计：根据选择的硬件设备，连接硬件电路图，包括电源电路，控制电路，操作电路。
（3）软件程序设计：包括解碎前匣钵运输、检测、矫正程序，解碎伺服电机控制程序，其中对伺服电机ABS定位，正负极限，回原点等编写，以及对各个控制过程中相应报警程序编写。
（4）触摸屏设计：设计监控运行画面和报警提示与查询画面。
1.4小结
本章主要介绍研究对象的背景，在工业生产中的意义所在，并了解自动控制系统在工业生产线发展过程中未来的发展方向，最后介绍本文设计包括哪些部分。
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