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plc自动配料控制系统设计，PLC控制系统设计

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1，PLC控制系统设计晕死 一分都没有 没诚意 楼上的人简直就是犯贱一 i/o口分配：yo——y6分别接led0——led6 七盏灯x0为启动按钮二 梯形图编写 :指令表：程序已测试绝对没问题原发布者:龙源期刊网摘要：PLC控制系统具有可靠性强、抗干扰能力强、体积小、耗能低等多个特点，被广泛的应用到我国的工业生产中去 。文章对PLC控制系统设计的原则进行了分析说明，又对PLC控制系统的选型和设计步骤进行了阐述，表明了PLC控制系统在我国工业生产中具有的优势 。关键词：PLC；控制随着现代工业的发展，我国出现了许多由计算机控制的设备装置，电机的启停以及产品生产时的温度、湿度、压力等都是需要进行事前的控制和设定 。如果在工业生产中，只是单纯性的使用继电器或者是单一的仪表进行控制和检测时，已经不能与现代化生产的要求相适应，因此PLC被应用到控制系统中 。PLC控制系统具有很强的可靠性和抗干扰能力，体积较小且重量轻，耗能低，功能较为齐全，接口非常多样化，操作起来非常简单，维修和养护非常简单，已经被广泛地应用到我国的工业生产中，成为工业生产自动化控制的最主要工具 。1PLC控制系统设计的基本原则为了保证被控制对象生产时所需的生产工艺，以使它生产的产品质量与工作效率等都能够符合规定的要求 。PLC控制系统在进行设计时 ， 需要遵守下列几个设计原则：（3）操作简单、经济性高、维修方便2.4编程器的选购等到PLC控制系统调试完成后，就可以进行试运行了 ， 如果在试运【plc自动配料控制系统设计，PLC控制系统设计】
2 ， PLC自动装料小车控制系统的设计 六个站点 任何一处都可以装卸料 按照随机呼叫自动装料小车PLC控制系统设计：在生产现场 ， 尤其是在一些生产自动线上 ， 经常会遇到一台送料车在生产线上根据请求多地点随机装卸或是装料小车多地点随机搜集成品（或废品）的情况 。一装卸小车，负责六条生产线的材料运送任务，小车在装料点装好材料后 ， 收到任一生产线送料请求后，可驶至对应生产线卸料点卸下材料，之后返回装料；小车必须按各生产线的呼叫时间顺序执行 。各生产线均有呼叫按钮 ， 相应停车位置有行程开关指示 。
3，PLC自动配料系统模拟设计输入接线一般不要太长 。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些……………………系统启动后,配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料,当车装满时,配料系统能自动关闭. 工作过程 (1)出使状态 系统启动后,红灯L2灭,绿灯L1亮,表明允许汽车开进装料,料斗出料口D2关闭,若料位传感器S1置为OFF(料斗中的料物不满),进料阀开启进料(D4亮),当S1置为ON(料斗中的物料已满),则停止进料(D4)灭,电动机M1,M2,M3和M4均为OFF (2)装车控制 装车过程中,当汽车开进装车位置时,限位开关SQ1置为ON,红灯信号灯L2亮,绿灯L1灭.同时启动电机M4.经过2S后,再启动M3,再经过2S后启动M2,在经过2S最后启动M1,再经过2S后才打开出料阀(D2亮),物料经料斗出料. 当车装满时,限位开关SQ2为ON,料斗关闭,2S后M1停止,M2在M1停止2S后停止.M3在M2停止2S后停止,M4在M3停止2S后最后停止,同时红灯L2灭,绿灯L1亮,表明汽车可以开走. (3)停机控制 按下停止按纽SB2,自动配料装车的整个系统终止运行.（3）I/O端的接线 输入接线 ● 输入接线一般不要太长 。但如果环境干扰较?。缪菇挡淮笫?，输入接线可适当长些 。● 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开 。● 尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读 。输出连接 ● 输出端接线分为独立输出和公共输出 。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压 。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源 。● 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板 。● 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器 。● PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护 。（4）正确选择接地点 ， 完善接地系统 良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害 。接地的目的通常有两个 ， 其一为了安全，其二是为了抑制干扰 。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一 。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等 。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作 。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差 ， 有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大 。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路 。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布 ， 影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作 。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低 ， 逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机 。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作 。● 安全地或电源接地 将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地 。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害 。● 系统接地 PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地 。接地电阻值不得大于4Ω，一般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地 。● 信号与屏蔽接地 一般要求信号线必须要有唯一的参考地，屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地环路” 。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时 ， 各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理 ， 选择适当的接地处单点接点 。（5）对变频器干扰的抑制 变频器的干扰处理一般有下面几种方式： 加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前 。使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能 。使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射 ， 影响其它设备正常工作 。五、结束语 PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作 。随着PLC应用领域的不断拓宽 ， 如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素 。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分 ， 将在工业控制领域发挥越来越大的作用
4，配料系统的自动配料系统的工作原理自动配料系统的恒流量控制采用PID调节 ， 流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合 。依据系统工艺流程介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程，详细讲述了PLC的选型及PLC配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程 。自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重 。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制 ， 对料位、流量及时准确地进行监测和调节 。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备 。在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量 。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制 ， 并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用 。配料系统的软件组成：常规的配料系统软件部分是针对配料工段进行监控和自动化配料而设计开发的可视化电脑操作系统 。具有操作简单方便、可靠性强、人机界面友好、功能完备等特点，可广泛应用于饲料、粮食、制药、冶金、化工等需要电脑自动配料的行业,智能化信息化水平高：上位机具有配方库管理功能；智能报表软件为生产管理提供大量数据信息，如配料结果列表、原材料消耗列表、生产量列表、配方使用结果记录等，可按时间、配方等生产班报、日报、月报和年报等统计及打印功能 。同时提供两种用户自定义报表组件，一种是采用水晶报表进行二次设计；另外一种是把数据无缝嵌入到EXCEL报表中 。另外，系统可与其他管理系统进行数据交互 ， 满足深层次的数据分析要求 。上位将每次运行各路的累计量、配比、运行起止时间等参数存储 ， 以便查询 。配料系统的软件部分可自动完成系统配料工艺流程，计算机画面实时显示配料系统(工作流程，软件操作简单，画面逼真 。同时具有如下特点：上位机软件设置运行密码和重要参数密码修改保护，且用户实现分级管理，可任意定义人员的权限 。该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品 ， 其中控制仪表采用优质称重控制仪表，它具有高精度，高可靠性，抗干扰能力强等特点 。传感器选用高精度称重模块 。称重模块安装简单、维护方便，为系统长期稳定性提供了可靠的保证 。因此我们的配料系统精度高、速度快、稳定性能好，自动化程度高 。1.自动配料系统的构成自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成 ， 编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、，其中1#～4#为一组 ， 1#为主料秤，其余三台为辅料秤 。当不需要添加辅料时，5#电子秤单独工作输送主料 。系统具有恒流量和配比控制两种功能 。对于恒流量控制时 ， 电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求 。以主秤（1#）系统工艺流程来分析，工艺流程如图1所示 。自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速 。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重 。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号 。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号 ， 在上位机上显示当前流量值 。同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速 。调整给定量，使之与设定值相等 ， 完成自动配料过程 。流量就是一定时间内皮带上走过的物料量 。电子皮带秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差 。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID调节，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，控制量输入和输出（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：公式中e（t）表示误差、控制器输入，u（t）是控制器的输出，kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数 。图2为系统流量PID闭环调节结构图 。在生产过程进行自动调节时 ， 以主料成分的流量计量为依据，根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数 ， 按配方比例掺杂其余辅料 。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合，具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点 。当自动配料系统)开始工作时，启动配料生产线 。首先系统程序进行初始化 ， 通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料 。若无物料，向料斗送料 ， 启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量 。若设定流量与实际流量有偏差 ， 调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制 。根据配比各辅料同时混合计量 ， 并按配方工艺要求添加 。系统主程序控制流程如图：自动配料系统)中主、辅料秤由可编程控制器（PLC）和上位机实现两级控制 。现以1#～4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例，每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机，两个料位传感器 ， 一个速度传感器，一个称重传感器，一台变频器，它们构成了被控对象 。电动机的启、停由开关量控制 ， PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号，经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机 。料位传感器检测料斗有无物料，速度传感器测量电机的转速 。系统需8个数字量输入信号，25个开关量输入信号和24个开关量输出信号 ， I/O点总数量为57 。I/O点数量和类型如表1所示 。公司的SIMATICS7-/300，属于模块化小型PLC系统，各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统 。根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑 ， 选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP 。CPU315-2DP是唯一带现场总线（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的装载存储器 ， 可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量 。根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块 。3.2变频器选型及其功能设定三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数 。采用三菱的标准电机，1#皮带机额定功率2.2KW，2～4#皮带机额定功率为0.4KW，额定电压380V ， 额定电流5A，转速1420r/min，调速范围120～1200r/min 。三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能 ， 根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下：① Pr.1=50 Hz，Pr.2= 5 Hz，本系统Pr.18=120 Hz不变 。② Pr.19=9999 ， 与电源电压相同③ Pr.7=2s，加速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）Pr.8=2s，减速时间（7.5K以下出厂设定值5s，0～3600s/0～360s）④ Pr.9 由电机额定值决定⑤ Pr.14=0 ， 适用恒转矩负载⑥ Pr.79=3，外部/PU组合操作模式⑦ Pr.183=8，实现RT开关=REX开关⑧ Pr.128、Pr.129、Pr.130、Pr.131、Pr.132 、Pr.133、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定 。STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言 ， 它是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言 。通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行 ， 而且在调试运行时，还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况 ， 甚至进行在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便 。STEP7将用户程序分成不同的类型块 。程序块分为两大类：系统块和用户块 。用户块包括：OB=组织块，FB=功能块 ， FC=功能，DB=数据块 。主程序可以放入“组织块”（OB）中 ， 而子程序可以放入“功能块”（FB或FC）中 。在本系统中，PLC的主要任务是接受外部开关信号（按钮、继电器触点）和传感器产生的数字信号的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器、电磁阀等器件，以完成相应的控制任务 。除此之外 ， 另一个重要的任务就是接受工控机（上位机）的控制命令，以进行自动配料控制 。自动配料程序共有OB1及FC1至FC6等7个“块” 。OB1是主程序，通过6个“CALL”调用语句 ， 依次调用FC1至FC6等功能模块，达到组织整个程序的目的 。程序中6个功能块的任务分配如下所示：FCl负责系统开始运行以及运行方式的设定;FC2负责对系统的停止;FC3负责计量泵和计量泵配比控制;FC4负责故障、事故处理控制;FC5负责对变频器的控制;FC6负责指示灯的显示控制 。5.结束语PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器 ， 实现了电气的自动化控制 。通过对皮带电动机的变频调速，达到节约能源和提高配料精度 。本文的创新点是：自动配料系统采用PLC控制方案，具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点，大大提高了配料精度，便于计量的微机化控制，实现网络化生产管理 ， 通过投产使用取得了良好的经济效益 。此项目的经济效益为20万元 。

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