组态软件的自动化配方管理系统设计与实现(附件)【字数:9927】
摘 要摘 要在很多生产工艺过程中,自动配料系统应用非常广泛,只有实现了配料过程的自动化,才能提高生产效率和产品质量。本文设计的基于组态软件的自动配方管理系统,主要运用了可编程逻辑控制器(PLC)通过三相交流异步电动机及皮带秤等的控制实现物料的自动化配置,同时,运用力控组态软件对整个装置的运行状态进行上位机监控,这样,操作者就可以通过人机界面来有效的对配方的选择进行控制。本课题采用的PLC是西门子系列,设计的内容包括配方的手动输入和选择、对PLC的I/O口的分配、外围电路的设计、系统的控制原理图、系统梯形图以及力控组态软件监控画面的设计。经调试,本系统能够通过上位机进行配方的改变和配料自动化,同时进行实时的监控,在一定程度上达到了设计要求。关键词配料;可编程逻辑控制器;上位机
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究目的和意义 1
1.2 国内外研究现状及存在问题 1
1.3 主要研究内容 2
1.4 论文组织结构 3
第二章 自动化配料系统的总体设计 4
2.1 需求分析 4
2.2 自动配料原理 4
2.3 设计方案 4
2.4 系统单元组成 4
第三章 控制系统的硬件设计 7
3.1 配料系统的结构 7
3.1.1 配料系统的功能 7
3.1.2 配料系统的结构组成 7
3.2 I/O分析 11
3.3 PLC选型 11
3.3.1 PLC简介 11
3.3.2 CPU选型 12
3.3.3 PLC扩展模块选型 13
3.4 I/O口分配 15
3.5 电气原理图设计 16
第四章 控制系统的软件设计 18
4.1 软件系统设计 18
4.1.1 STEP 7Micro/WIN编程软件概述 18
4.1.2 程序流程 18
4.2 STEP 7MicroWIN编程软件的使用 19
4.2.1 项目的管理 19
4.2.2 在梯形图中输入指令 20< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究目的和意义 1
1.2 国内外研究现状及存在问题 1
1.3 主要研究内容 2
1.4 论文组织结构 3
第二章 自动化配料系统的总体设计 4
2.1 需求分析 4
2.2 自动配料原理 4
2.3 设计方案 4
2.4 系统单元组成 4
第三章 控制系统的硬件设计 7
3.1 配料系统的结构 7
3.1.1 配料系统的功能 7
3.1.2 配料系统的结构组成 7
3.2 I/O分析 11
3.3 PLC选型 11
3.3.1 PLC简介 11
3.3.2 CPU选型 12
3.3.3 PLC扩展模块选型 13
3.4 I/O口分配 15
3.5 电气原理图设计 16
第四章 控制系统的软件设计 18
4.1 软件系统设计 18
4.1.1 STEP 7Micro/WIN编程软件概述 18
4.1.2 程序流程 18
4.2 STEP 7MicroWIN编程软件的使用 19
4.2.1 项目的管理 19
4.2.2 在梯形图中输入指令 20< style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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br /> 4.2.3 重要指令介绍 20
4.3 主要程序设计 21
4.3.1 料仓喂料程序设计 21
4.3.2 总传送带程序设计 22
4.3.3 配方选择程序设计 22
4.3.4 重量读取程序设计 23
4.3.5 流量计算程序设计 23
4.3.6 速度控制程序设计 23
第五章 上位机监控系统设计 25
5.1 力控组态软件简介 25
5.2 力控组态软件选择 25
5.3 力控组态工程画面创建 26
5.4 自动配料系统组态分配 27
5.4.1 I/O组态 27
5.4.2 数据库组态 27
5.4.3 配料系统操作界面设计 29
5.5 自动配料系统调试 31
总 结 33
致 谢 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 课题研究目的和意义
科学技术的不断前进和发展,使得人们需要越来越多的自动化。在多种多样的生产工艺过程中,人们对于工艺的追求越来越多,从配料发展初期准确称量和满足产品质量,到现在自动化飞速发展对于自动配料称重、提高生产效率的需要。自动配料系统已被广泛应用于许多领域,其中包括冶金,建材,化工,医药,食品和饲料加工[1],这些领域往往需要对输送中的物料控制,调整运输流量,提高准确率。
自动配方管理系统能够通过传感器反馈的速度和重量计算瞬时流量,并与配方设定流量进行对比从而控制电机转速,实现恒料配送,控制产品的质量和产量,达到自动化和智能化生产。生产自动配料控制系统的应用,实现了对于提高生产效率的需求,不但能够改变配料质量和产量,还在很大程度上降低了工人的劳动量。
1.2 国内外研究现状及存在问题
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[2]。例如在建筑行业的应用,制造混凝土是房屋建造重要的组成部分,它不仅关系到工程质量,而且对人身安全也有很大的影响,最早配置混凝土是依靠工人手动完成,耗费了大量劳动力,而且由于水泥粉尘的污染对周围的环境造成危害,从而影响工人的身体健康。
工业生产中,需要对多种物料进行配比控制的情况经常会遇到。在自动化生产出现之前,人们需要根据生产需要,通过实验计算出各个物料所占的比例,根据配方分别计算下料量的期望值,手动控制设备。当需求变化时,要再次通过计算确定下料量。需要重复操作,工作比较繁琐,且手动控制出错率高,对生产产生不良的后果。随着可编程逻辑控制器(PLC)的普遍使用,国内一些自动化设备厂家开始生产研发自动配料系统,这种系统以PLC控制变频器的速率,使电机按照指定速率进行工作,并能够按照预先写好的指令控制电机的启动与停止,从而控制配料过程。同时,PLC能够读取上位机(通常是计算机)中由控制室操作人员预先存放的配方,从而按照配方中各物料的设定重量进行下料。当下料完成时,可立即计算出各物料的实际重量、误差等数据进行存储,以便饲料厂进行查阅及校正。在现阶段,我国配料系统存在着技术水平低、规模小等缺陷,因此,提高产品质量,改善设备的自动化程序,成为当前需要解决的问题。
在过去的十年中,我国向英国和日本等国家多次引进计量配料系统。在这些系统中,定量包装计量系统使用最广,应用效果显著,获得了一致认可。相比之下,动态连续下料称量系统成为了短板,作为一个发展中大国,我国需要在这方面设计出成本低廉、效果显著的动态计量控制系统[3]。
1.3 主要研究内容
配置软件监视的系统组件是一个复杂的过程,然而在实际上正因为采用的PLC226,所以才使得一切变得简单化,本系统会在软件配置显示的视图窗口中,编写进去所需要监控的数据,并且设计容易控制部件的操作步骤及按钮。本系统的监控内容如下:
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