PLC在配料生产线上的应用.doc

摘要 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。广泛应用于化工、冶金、建材、食品、饲料加工等行业。由于在工业生产中，经常遇到多种配比控制情况。在手动状态下，需要根据生产情况计算出各物料的配比，再根据配比分别计算出各物料的理想下料量，对各台设备分别设定，从而满足配比的要求。当生产情况发生变化时，需要改变下料量，则需要再次分别计算各物料的设定值，再次分别设定。这种人工操作方式计算，操作时间长，且容易出错，给生产带来许多不良因素。而采用PLC控制方式以及新颖的变频调速喂料机构，配合配料控制软件包，实现物料传送、配比控制、配方设计、生产数据管理等功能，并可以通过网络实现多个配料系统的集合控制。 本论文分为四个部分。第一部分为相关理论概述；第二部分介绍了系统的总体设计，包括PLC选型、系统的总体设计、系统的硬件选型；第三部分介绍了系统的硬件设计包括控制电路的设计、 A/D转换电路设计；第四部分系统的软件设计包括流程图和系统的语句表，最后，对全文进行总结。 关键词：PLC、配料系统、自动化 前 言 随着科学研究的加大投入，自动控制技术不断应用于工业生产制造领域，对经济发展起到了积极的促进作用。传统配料过程存在配料时间长、精度低、管理混乱复杂、信息交互不通畅等问题。对于有些企业其配方具有很高的商业价值，如果配方无法做到很好的必威体育官网网址，对企业可能造成经济损失。本文以自动配料系统项目作为研究对象，根据生产过程与配料指标要求，提供一整套生产解决方案。 1.1研究背景 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展, 计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。例如可编程序控制器、基于 PC 总线的工业控制计算机、集散控制系统( DCS) 和现场总线控制系统( FCS) 等。现代社会要求制造业对市场需求作出迅速反应, 生产出小批量、多品种, 多规格、低成本和高质量的产品, 为了满足这一要求, 生产设备和自动生产线的控制系统 必 须具 有 极 高 的 可 靠 性 和 灵 活 性 , 可 编 程 序 控 制 器 ( Pro-grammable Logic Controller,PLC) 正是顺应这一要求出现的, 它是以微处理器为基础的通用工业控制装置, 是工业自动化三大支柱之一。国际电工委员会( IEC) 对 PLC 作了如下定义:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定 时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字式、模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械和生产过程。可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于使工业控制系统形成一个整体, 易于扩充其功能的原则设计。”从这一定义可以看出, PLC 是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机, 由于它具有功能强, 可靠性高, 环境适应能力和抗干扰能力强, 以及接线简单, 编程灵活、方便等特点而得到了广泛应用。 可编程序控制器是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动 控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器在我国的发展与应用 已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成 为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。随着全球一体化 经济的发展，努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用，形成具有自主知 识产权的可编程序控制器技术，应该是广大技术人员努力的方向。 配料工序是工业生产过程中非常重要的环节，其配料精度直接影响着产品 的质量。国内配料厂前期投入使用的微机配料系统大部分是国外引进的。随着 我国电脑工业的发展，微机配料系统已逐步国产化，我国许多科研、生产单位 都投入到开发生产的行列。配料系统普遍存在的问题是：配料精度低，机电控 制部分的可靠性差，缺少数据库管理生产以及对生产过程的实时动态监视。配 料精度低的主要原因是电子秤系统的动态性范围小，而可靠性差主要是中间继 电器和微机控制系统的可靠性低所致。针对实际问题，我们采用西门子S7- 200/226型可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开 发了配料控制系统，并已成功地应用于实践。为了实现生产过程的动态监视， 使用微机系统机与PLC通令，在彩色屏幕上显示出动态生产和数据。经实际运 行，该系统技术性能优良，运行稳定可靠，操作直观方便，对配料控制取得成 功。 根据配料工艺控制要求与特点，我们采用了徳国西门子公司S7-200型 PLC。西门子PLC有小型化、高速度、高性能等特点，是S7-200系列中最高档 次的超小型程序装置。西门子可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入 扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟