皮带秤控制系统PLC软件设计方案.docx

PAGE PAGE 10 皮带秤控制系统 PLC 软件设计方案 第一章 总体设计方案 皮带秤的工作原理 通过产臂上皮带装置及料的重量测定流量，由电磁振动给料机控制给料量，连续计量秤。优点连续计量，缺点动态计量影响精度。称重给料机将经过皮带上的物料，通过称重秤架下的称重传感器进行检测重量，以确定皮带上的物料重量；重量信号送入皮带 给料机控制器，产生并显示累计量 / 瞬时量。给料控制器将该量与设定量进行比较 , 由控 制器输出信号控制变频器，实现定量给料的要求。可由上位 PC机设定各种相关参数，并与PLC实现系统的自动控制。它可以采用两种运行方式：自动方式和半自动 / 手动方式。 图 1-1 系统控制流程图 系统的基本功能 监控功能：对皮带称配料过程的瞬时流量、日累计、月累计、年累计等参数进行检测和监视； 画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数的运行状况，以及显示实时配料曲线和表格； 通讯功能：工控机与 PLC和仪表之间进行可进行双向数据及信息交换； 数据处理：配料系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应的控制量； 控制功能：根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括 PID 调节； 报警功能： 上位机以画面方式和声光信号方式对各种参数超限或设备状态异常进行 报警。 系统的组成 自动配料系统中， 设置上位机进行配料、 料流计量控制， 建立配料模型， 统计打印， 下位机采用 PLC进行皮带顺序控制、电磁振动给料机变频控制。皮带输送机用变频器驱 动控制，确保系统配料误差 0.5 %。配料系统由 8 条皮带秤配料线组成， 8 台皮带秤分 别编号为 1#, 2#, 3#、4#、5#、6#、7#、8#，每台秤上分别输送不同的料。系统中每台秤均由可编程控制器 (PLC)和上位机 ( 主机) 实现两级控制。 整个配料混合系统由料仓、混合机、称重模块、电磁振动给料机、放料闸门等装置及控制系统构成。控制系统采用 PLC控制、上位机管理的方式设计。 工业现场 工业现场包括驱动皮带的电动机，皮带秤秤体，称重传感器、控制电振给料机的变频器，料斗料位传感器，各种电磁阀，西门子可编程控制器及其扩展模块等。 PLC采集电机、电磁阀、变频器等有关的控制对象的信息， 经过对输入信息的处理， 反馈控制监控对象，将信息送入上一级监控机 ( 上位机) 。另一方面接受监控机 ( 上位机) 的控制指令，通过对输入和操作指令的分析、判断，进行综合处理，输出控制信号，控 制变频系统的工作，完成监控机对监控对象的实际控制。 本系统中，实行一台变频器对一台电振给料机控制。用 PLC输出的数字量信号作为变频器的控制端输入信号，通过接受 PLC的信号控制电机转速大小，并且向 PLC反馈自身工作状态信号 ; 当发生故障时，向 PLC及上位机发出报警信号。变频器对电振给料机 的控制具有完善的自我保护和电机保护功能。 为了保证系统的可靠性，应采用较高性能的 PLC，选择合适的工业现场应用的数据采集模块，选用合适的变频器。 控制室 由一台控制计算机 (PC)以及打印机、组态软件等组成。上位 PC接受 PLC采集的信息，对监控对象进行故障报警以及参数显示，向下属 PLC发送控制信息。在本系统中， 它具有生产工艺流程图显示、 电机启动停止控制、 变频器工作状态显示、 事故报警显示、变频器运行参数设置和显示等功能。 图1-2 系统结构示意图 第二章 相关内容简介 PLC 的结构和工作原理 PLC 的结构 PLC的实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上是与微型计算机相同的，如下图所示。 中央处理单元 ((CPU) 图 2-1 PLC 的结构 中央处理单元 (CPU)是 PLC的控制中枢。它按照 PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、 I/0 以及警戒定时器的状态， 并能诊断用户程序中的语法错误。 存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。 一般交流电压波动在 10%--15%范围内，可以不采取其它措施而将 PLC直接连接到交流电网上去。 输入输出元件 (I/O 模块) I/O 模块是 CPU与现场 I/O 装置或其它外部设备之间的连接部件。将外部输入信号变换成 CPU能接受的信号，或将 CPU的输出信号变换成需要的控制信号去驱动控制对象， 以确保整个系统正常工作。 编程器 编程器适用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视，还可以通过其键盘去调用 和显示 PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通讯端口与 CPU联系，完成人机对话连接。 外部设备 一般 PLC都配有盒式录音机、打印机、 EPA写