plc混凝土搅拌机电气控制系统设计【字数:13360】

混凝土搅拌机是一种将水泥、砂石、水等混合搅拌制成混凝土的机械设备,混凝土被广泛的应用于各种工程项目中。随着社会经济的不断发展,国家对基础设施建设的投资也越来越多,混凝土的需求量也越来越大,所以设计一个高稳定、高效率的混凝土搅拌机至关重要。混凝土搅拌机是由搅拌、称量、运输、贮料和控制五个系统组成,其中控制系统是搅拌机最重要的一个系统。本文主要设计了以PLC为核心的混凝土搅拌机的控制系统。首先本文研究了课题的背景,讨论了国内外发展的状况,接着分析了方案的设计,完成了各种硬件的选型和接线,确定了PLC的型号,完成了程序和组态的设计,使用仿真软件进行了程序调试,最后对文章进行了总结和分析,提出了一些自己的不足之处和今后需改进的地方。
目 录
1. 绪论 1
1.1 课题背景和意义 1
1.2 国内外发展趋势 1
1.3 本论文的主要工作 2
2. 混凝土搅拌机的概述 3
2.1 混凝土搅拌机的组成 3
2.2 混凝土搅拌机的工作原理 4
2.3 混凝土搅拌机的工艺流程 4
2.4 混凝土搅拌机的总体方案设计 5
2.5 本章小结 5
3. 控制系统的硬件设计 6
3.1 可编程逻辑控制器 6
3.1.1 PlC的介绍 6
3.1.2 可编程逻辑控制器的选型 7
3.1.3 PLC的硬件设计 10
3.2 其他硬件设计 11
3.2.1 搅拌电机和传送带电机 11
3.2.2 传感器设计 11
3.2.3 指示灯 13
3.3 主要元器件清单 14
3.4 本章小结 14
4. 控制系统的软件设计 15
4.1 程序流程图设计 15
4.2 程序设计 16
4.2.1 启停程序 16
4.2.2 传送带启停程序 16
4.2.3 配方选择程序 16
4.2.4 运输机启停程序 17
4.2.5 放料门开关程序 17
4.2.6 清空程序 18
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/> 4.2.7 信号指示灯程序 18
4.2.8 模拟量处理 19
4.3 本章小结 19
5. 监控软件设计 20
5.1 组态王介绍 20
5.2 组态王设计 20
5.2.1 数据词典 20
5.2.2 登录画面 21
5.2.3 主画面 22
5.2.4 控制画面 22
5.2.5 监视画面 23
5.2.6 实时曲线画面 23
5.3 本章小结 24
6. 仿真调试 25
6.1 程序调试 25
6.2 组态王调试 28
6.3 本章小结 31
7. 论文总结和展望 32
参考文献 33
致谢 34
附录 35
附录一 混凝土搅拌机程序 35
附录二 模拟量转换程序 50
附录三 接线图 52
绪论
1.1 课题背景和意义
混凝土是当今最普及的基建材料之一。普通的混凝土是由水泥、石、砂、水和添加剂按照比例混合搅拌而成的一种人工石材,混凝土生产工艺简单,材料强度大,价格便宜,颇受各个工程项目的青睐,在全球范围内的需求量都很大。
混凝土搅拌机主要是用来搅拌生产混凝土的一种机械设备。起初,混凝土搅拌机以单机模式而存在,基本上是建筑工地用来自给自足的,但随着基建工程的不断发展,混凝土的需求量也越来越大,传统的生产方式已经无法满足市场的需求,计算机技术、测控技术和自动化技术的高速发展使得混凝土搅拌机也随之不断升级改造,朝着高性能、高效率、高自动化方向发展。
搅拌系统、运输系统、称量系统、贮存系统和控制系统一同组成了混凝土搅拌机。这五大系统相互配合协作,使搅拌机能够连续不断的生产出大量的混凝土,其中控制系统是这五大系统中的核心系统,它能直接影响着混凝土搅拌机的生产效率、产品质量和生产规模。所以,要想提高混凝土搅拌机的生产效率,提高混凝土的质量,则必须设计一个高稳定性、高自动化程度的混凝土搅拌机的控制系统。
其中PLC具有高可靠性、高稳定性、抗干扰能力强等特点,所以本课题将以PLC为控制核心来设计完成混凝土搅拌机的控制系统。
1.2 国内外发展趋势
1824年英国工人Joseph Aspdin将黏土和石灰石进行煅烧,发明了水泥,之后人们将水泥和砂石混合成了混凝土,从此改变了全世界基建行业。随着人类社会的进步,传统生产混凝土方法已经无法满足社会的需求,经过工程师不断的研究,最终在1903年组建成了第一台混凝土搅拌机。十年之后,美国也建设了国内的第一台混凝土搅拌机,之后法国、意大利、日本等国家相继建成了自己的混凝土搅拌机。
起初,混凝土搅拌机的控制方式是继电器直接控制,这种控制需要用到大量的继电器,将这些继电器按照设计要求连接,线路十分的复杂,容易出故障,而且维护难度高、成本高,不便于监控。在20世纪60年代末,美国通用汽车公司生产出了第一台可编程逻辑控制器(PLC),它摆脱了继电器的束缚,大大提高了工业生产效率。后来PLC控制就逐步替代传统的继电器控制,很多搅拌机控制系统也慢慢的改为plc控制了。
我国混凝土搅拌机的研究是在上世纪五十年代开始的,它的控制系统也使用过继电器直接控制,之后才慢慢发展成自动化控制。近几年,随着“中非合作”、“一带一路”等政策出台,各个基建工程项目也越来越多,使用混凝土的量也越来越大,所以混凝土搅拌机也比将会随着高产量,高效率,高精度,高智能化方向发展。

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