基于西门子PLC控制的制砖机.doc

1 绪论 在基础设施建设中，砖起着举足轻重的作用。城镇化发展迅速，对砖的需求量越来越大。品质好的砖不但坚硬不易碎，而且生产过程不会污染环境。基于PLC控制的制砖机不仅能生产出高品质的砖，而且具有产量大，工作稳定，效率高等优点。制砖机通过PLC控制[1]，抗干扰能力强，工作稳定。制砖机通过变频器控制振动频率，生产不同规格密度的砖。本设计是使用西门子S7-200系列PLC，利用西门子MM440变频器为基础而设计的自动控制的制砖机，PLC具有良好的操控性和稳定性，利用变频器的高效转速调节生产不同规格的砖，利用组态软件实现现场监控和油泵压力数据监视。 1.1 选题的目的和意义 随着人民生活水平的提高，住房条件得到显著改善，近年来城镇化步伐的加快,住宅建筑量日益增大，据统计我国每年基础建设建筑量庞大，近年来增长迅速。过去技术落后，使用柴火烧制粘土砖。砖窑烧砖时大量使用木炭和煤炭，高耸的烟囱排出滚滚浓烟，不仅会污染大气破坏环境，而且还破坏了大量农田。烧结粘土砖会排放大量的二氧化碳，据统计每年排放到大气中的二氧化碳超过1.7亿吨，造成了城市的酸雨和全球的温室效应。为了减少人类对环境的破坏， 2011年我国开始严格限制烧结砖的产量，并且禁止使用粘土砖。面对庞大的市场需求，而且又必须保护好环境，减少能源的损耗，免烧制砖机的出现解决了这一棘手问题。 1.2 国内外制砖机的生产发展趋势 每年用于基础建设产生和北方暖气供暖所产生的能耗至少占到了我国年能耗总量的15%。而且粘土砖在生产过程中会排放出大量的烟灰，污染严重，种种原因限制了烧结砖项目。因此面对巨大的市场需求，免烧制砖机得到了快速发展。免烧砖机市场中主要有：水泥砖机、液压压砖机、制砖机、砌砖机等。全自动制砖机在市场上应用广泛，其具有自动化程度高，产量大，品质好等特点，备受欢迎！ 经过40多年的发展，国内外机械设备意大利有、SITI四家公司墙地砖压制成形机械设备。德国有LADS BUCHER、DORST：推出宽台面的液压砖机推出了宽台面的液压砖机，增加砖坯的块数，提高生产。3000，4000吨大吨位液压砖机过滤液压系统的液压油液压系统故障，注重液压系统清洁采在的进出口设置过滤国外液压砖机系统动力高效变量泵驱动增加了回收。控制系统 2.1 基于PLC控制的制砖机的组成 该控制系统组成包括：10个光电开关作为限位开关检测各个动作是否归位，1个压力传感器检测压模压力大小调节压模压力，2台变频器分别调节震模频率和油泵电机的转速，1台西门子S7-200PLC控制各个器件协调运行。如图2.1所示。 图2.1 制砖机的组成 2.2 基于PLC控制的制砖机的运行过程 (1) 基于PLC控制的制砖机控制系统的简易工作图 自动控制的制砖机系统是利用PLC把传感器采集的相关参数--模拟量转换成数字信号，然后将数字信号与给定值进行比较，通过程序中参数比较处理，输出相应的控制信号进行控制。制砖机中PLC通过压力传感器检测压模的压力并与设定值相比较，如果压模的压力比设定的压力值小，PLC通过控制变频器提高油泵转速来达到增加压头压力的目的。若压头的压力大于设定的压力，PLC控制变频器降速，减轻压槽的压力大小。制砖机通过震模震动制造出密度不同的砖型，通过变频器变频来控制震模震动频率的快慢，自动控制制砖机系统简易工作图如图2.2所示。 图2.2 自动控制制砖机系统简易工作图 2.3 基于PLC控制的制砖机中传感器的选型 现在代信息技术也被称为传感技术，包括信息的拾取、传输和处理技术。传感器[2]对于整个制砖机的控制系统有着很大的关系。本设计中BYP300型压力传感器。 (1) BYP300压力传感器工作原理 BYP300型压力传感器采用先进的扩散硅传感器，扩散硅传感器灵敏度非常高，有着高精度和载能力强的特点。传感器和放大电路高度集成，体积小，结构简单，安装简便，所以应用广泛。 BYP300压力传感器的特种压力敏感元件使用扩散等工艺技术，将其组成惠斯通电桥，通过精密的机械加工技术形成对压力变化很敏感的薄片。当压力作用在传感器上是，传感器上敏感薄片发生形变，薄片的电阻值的变化与压力成正比关系，电阻的变化对应着电压电流也随之变化。在电桥上通入直流电后会产生一个4～20mABYP300压力传感器的性能参数如表2.1所示： 表2.1 BYP300压力传感器的性能参数 测量范围 0-100Mpa 精度等级 0.1 输出信号 4-20mA 防暴等级 T5 防护等级 IP65 电源电压 24V 最大过载 2-3倍 (2) 模拟量的输入设置 在本设计中，通过压力传感器把模拟量输入到PLC中，PLC通过比较指令做出相应动作，从而该变变频器的工作状态。全量程方为0-32000，在组态中全量程为0-50MPa，在制砖机