飼料配料自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要目前飼料廠發(fā)展日益壯大，由小型化向集團(tuán)化發(fā)展，企業(yè)市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大，與此同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，導(dǎo)致產(chǎn)量與精度的矛盾越來(lái)越突出，對(duì)軟件界面的可操作性、容錯(cuò)性、可恢復(fù)性、智能性和穩(wěn)定性也提出了更嚴(yán)格的要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了西門子S7-200PLC，參考典型的飼料生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)了飼料生產(chǎn)配料的自動(dòng)控制。配料環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)包括給料模塊、稱重模塊、放料模塊、混合模塊和出料模塊五個(gè)模塊設(shè)計(jì)。通過(guò)稱重傳感器采集重量信號(hào)，由PLC控制電機(jī)起停實(shí)現(xiàn)定量給料。此飼料配料系統(tǒng)是一個(gè)多輸入、多輸出的系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)代化的電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了各條配料輸送線的協(xié)調(diào)和實(shí)

2、時(shí)控制，對(duì)料位、流量進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，有效降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。關(guān)鍵詞 飼料配料 PLC 自動(dòng)控制 重量檢測(cè) 料位檢測(cè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要Title Feed ingredients Automatic Control System Design AbstractAt present,the development of feed plants are growing day after day, development of miniaturized to the group,gradually expand the market share of the enter

3、prise,at the same time,the market is becoming more and more strict with the quality of products,the contradiction between production and precision is more and more prominent,for at the operability, fault tolerance, recoverability, intelligent and stability are also put forward the more strict requir

4、ements.System design adopted Siemens S-7200,refer to the typical feed production process,the feed production ingredients canbe automatically controlled.Ingredients link design including feeding module, weighing module, feeding module, mixing and discharge module five module design.By weighing sensor

5、 signal acquisition weight,by PLC control motor start-stop quantitative feeding.The feed ingredients system is a multi-input and multi-output system,with modern electronic technology and automatic control technology, etc,implement the various ingredients of conveyor line coordination and real-time c

6、ontrol,for timely and accurate monitoring of material level, flow and regulation,effectively reduce the labor intensity of the operators.Key Words Feed ingredients PLC Automatic control Detection of weight Detection of material level 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 第 47 頁(yè) 共 44 頁(yè) 目 錄1 緒論21.1 課題的研究背景和意義21.2 配料控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀22 飼

7、料配料系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)42.1 影響配料精度的因素42.2 系統(tǒng)控制要求52.3 飼料配料的工藝流程52.4 系統(tǒng)硬件構(gòu)成63 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1 系統(tǒng)硬件選型83.2 稱重模塊設(shè)計(jì)173.2 PLC選型213.3 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)264 PLC程序設(shè)計(jì)314.1 PLC的編程語(yǔ)言特點(diǎn)314.2 PLC的語(yǔ)言類型314.3 PLC程序設(shè)計(jì)33結(jié) 論42致 謝43參 考 文 獻(xiàn)441 緒論1.1 課題的研究背景和意義目前飼料廠發(fā)展日益壯大，由小型化向集團(tuán)化發(fā)展，企業(yè)市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大，與此同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格,導(dǎo)致產(chǎn)量與精度的矛盾越來(lái)越突出，對(duì)軟件界面的可操作性、容錯(cuò)性、可恢復(fù)性、智能

8、性和穩(wěn)定性提出了更嚴(yán)格的要求。過(guò)去以單片機(jī)為主的配料系統(tǒng)已經(jīng)成為了企業(yè)日常生產(chǎn)管理,及進(jìn)行信息化改造的制約因素,因此迫切需要一套全新的系統(tǒng)來(lái)滿足企業(yè)需求1。PLC 是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器（CPU）為核心作為數(shù)字控制的專用工業(yè)控制機(jī)。PLC 在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)，是改造傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備最理想的優(yōu)選智能化控制器，現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大技術(shù)支柱（PLC、工業(yè)機(jī)器人、CAD/CAM）之一，在各行各業(yè)的工業(yè)控制中得到了廣泛應(yīng)用2。自動(dòng)化飼料生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)多輸入、多輸出的系統(tǒng)，通過(guò)采用現(xiàn)代化的電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

9、等，實(shí)現(xiàn)各條配料輸送線的協(xié)調(diào)和實(shí)時(shí)控制，對(duì)料位、流量進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，有效降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。1.2 配料控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀一套能夠穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)的配料裝置是靠一套高可靠性的控制系統(tǒng)來(lái)保證其正常工作的。工作中，此系統(tǒng)能夠進(jìn)行不同狀態(tài)的切換，如：全自動(dòng)，半自動(dòng)，手動(dòng)。生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)事故時(shí)，還應(yīng)具有事故報(bào)警裝置，并且能正常投用?？傮w來(lái)說(shuō)，配料控制系統(tǒng)有下列幾種：直接數(shù)字控制系統(tǒng)，集散型控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)型控制系統(tǒng)。 1）直接數(shù)字控制系統(tǒng) 直接數(shù)字控制系統(tǒng)(Direct Digital Control 簡(jiǎn)稱 DDC)，DDC 能夠提供諸如現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，邏輯運(yùn)算，通過(guò)開關(guān)量發(fā)出指令信號(hào)等一系列功能

10、。并且，DDC 是閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)在線實(shí)時(shí)控制，分時(shí)方式控制，靈活和多功能控制等控制模式。DDC 系統(tǒng)的核心部件是計(jì)算機(jī)，并且要求配置較高6。DDC 系統(tǒng)對(duì)于計(jì)算機(jī)的依賴程度是比較大的，一旦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，DDC 整體將失去作用，而導(dǎo)致整體系統(tǒng)的可靠性失靈。因而這種集中控制，集中管理的方式越來(lái)越無(wú)法滿足用戶的需要，這樣就迫切需要一種分散控制系統(tǒng)的出現(xiàn)來(lái)改變這種局面。那么這種系統(tǒng)就是后來(lái)的“信息集中，控制分散”的集散型控制系統(tǒng)6。2）集散型控制系統(tǒng) 集散型控制系統(tǒng)(Distributed Control System，簡(jiǎn)稱 DCS)又稱分散式綜合控制系統(tǒng)。它是利用微處理器來(lái)對(duì)整個(gè)的生產(chǎn)

11、過(guò)程進(jìn)行集中管理，分散控制的。包括操作，監(jiān)視，報(bào)警，處理等等項(xiàng)目的實(shí)施，提高了控制系統(tǒng)的可靠性6。DCS 系統(tǒng)中有上位機(jī)和下位機(jī)之分，兩者的關(guān)系密切，它們通過(guò)信息交換和傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視，管理，及分散控制，這樣就避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)擁堵的現(xiàn)象從而導(dǎo)致的控制系統(tǒng)可靠性不高的弊病產(chǎn)生6。 DCS 控制系統(tǒng)主要分為信息管理層，控制層，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，指令由管理層發(fā)出，通過(guò)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換，再通過(guò) I/O 執(zhí)行器和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行裝置，完成整個(gè)控制功能。另外，現(xiàn)在的集散控制系統(tǒng)越來(lái)越多的與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，各廠家與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)研發(fā)機(jī)構(gòu)的合作，使 DCS 系統(tǒng)的廠商互聯(lián)性大大降低，從而影響到整個(gè) DCS 的開放性和通用性。因

12、而更高級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)就孕育而生6。3）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System，簡(jiǎn)稱 FCS)出現(xiàn)在上世紀(jì)八十年代的發(fā)達(dá)國(guó)家，PLC 與 DCS 的完美結(jié)合，便產(chǎn)生了具有革命性的 FCS 控制系統(tǒng)。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是將現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和一些儀表以及各個(gè)控制器進(jìn)行互聯(lián)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的層面上設(shè)置控制功能，這樣就使得控制功能能夠具有徹底分散的分布特征，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分散控制。 近些年來(lái)自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)論是PLC 系統(tǒng)還是 DCS 系統(tǒng)，甚至 FCS 系統(tǒng)都在不斷完善著自己而發(fā)展，各系統(tǒng)之間既相互聯(lián)系，又有本質(zhì)的區(qū)別；各系統(tǒng)憑借自己獨(dú)有的設(shè)計(jì)理念

13、和方法，不斷向前發(fā)展?，F(xiàn)如今，隨著大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，使各個(gè)系統(tǒng)之間的差別也越來(lái)越小，相互配合，交互使用的范圍也大大提升6。FCS 的關(guān)鍵特征：FCS 系統(tǒng)是以數(shù)字智能化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備作為基礎(chǔ)的。 FCS 系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議。FCS 系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是在工作現(xiàn)場(chǎng)處理信息。這種系統(tǒng)減少了現(xiàn)場(chǎng)接線、布線的次數(shù)，各個(gè)儀表之間能夠?qū)崿F(xiàn)一表多用，并且系統(tǒng)設(shè)備間具有了更好的兼容性，增強(qiáng)了控制能力，并簡(jiǎn)化了系統(tǒng)6。2 飼料配料系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 影響配料精度的因素工業(yè)配料系統(tǒng)指將幾種不同的生產(chǎn)原料，按照生產(chǎn)要求的比例進(jìn)行混和，加工成產(chǎn)品的過(guò)程,在醫(yī)藥、化工、食品、飼料等生產(chǎn)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)配料控制系

14、統(tǒng)中,高精度和高速度配料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量很重要。由于許多控制過(guò)程都存在機(jī)理復(fù)雜、滯后大、超調(diào)，控制對(duì)象具有非線性和時(shí)變等特點(diǎn),采用常規(guī)控制算法難以適應(yīng)參數(shù)變化及干擾因素的影響,給測(cè)試帶來(lái)了困難，同時(shí)控制效果也不理想。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)復(fù)雜和不確定性系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)控制的要求不斷提高,使得現(xiàn)代控制理論的局限性日漸明顯。為了克服理論和應(yīng)用之間的矛盾，除了加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的建模、系統(tǒng)辨識(shí)、自適應(yīng)控制等研究外，試圖面向工業(yè)配料過(guò)程的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)各種對(duì)模型要求低、在線計(jì)算方便、控制效果好的控制方法和算法。國(guó)內(nèi)提出了一種建立以人的經(jīng)驗(yàn)、模糊自適應(yīng)控制為基礎(chǔ)的新型控制系統(tǒng)，將傳統(tǒng)專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)中的模糊規(guī)則轉(zhuǎn)換到智能配料

15、控制系統(tǒng)中，無(wú)需建立精確的數(shù)字模型，就能夠處理控制過(guò)程中的不確定信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)并行處理。一般的增量式配料使用稱料斗接收原料，稱量完一種物料后不排空料斗,只將電子秤內(nèi)部計(jì)數(shù)值清零，再接收另一物料。在供料機(jī)械設(shè)備停止給料后，還將有一部分物料在空中落入稱量料斗中，這些余料稱為落差。由于有落差的影響，所稱物料重量的設(shè)定值應(yīng)為需配制的物料標(biāo)準(zhǔn)重量減去落差值。不同的原料，其比重和流動(dòng)性都有不同，料倉(cāng)內(nèi)料位的高低會(huì)產(chǎn)生下料不均的現(xiàn)象,下料速度快慢等,都會(huì)使空中落差產(chǎn)生變化。另外，稱量?jī)x表的反應(yīng)速度，下料的平穩(wěn)性都會(huì)對(duì)稱重結(jié)果產(chǎn)生影響。由上述分析可看出，給料機(jī)停止給料后，由高度落差引起空間物料的不確定性是影響

16、最終物料配制精確度的直接因素。若能精確估計(jì)終止給料時(shí)刻空間物料量而提前終止給料，就能保證最終配料結(jié)果在給定的誤差范圍內(nèi)。根據(jù)飼料廠重復(fù)批量稱量的特點(diǎn)，利用大量已有的稱量誤差數(shù)據(jù)對(duì)空間物料量進(jìn)行模糊自適應(yīng)補(bǔ)償控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以保證物料誤差在最小范圍內(nèi)波動(dòng)。2.2系統(tǒng)控制要求此配料自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以草魚飼料為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，其飼料配方為：米糠40%、麩皮38%、豆餅10%、魚粉10%、酵母粉2%，一個(gè)配料周期配料為：30KG，各原料重量誤差為±5% 。1）停止 緊急停止：緊急停止主要是對(duì)設(shè)備在工作過(guò)程中出現(xiàn)異常情況時(shí)的停止，在壓下按鈕QS 時(shí)，設(shè)備在當(dāng)前狀態(tài)停止，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。異常情況排

17、除，可通過(guò)觸摸屏解除報(bào)警，設(shè)備重新啟動(dòng)。 突然斷電：系統(tǒng)突然斷電后，設(shè)備在當(dāng)前的狀態(tài)停止工作，在此期間系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就處于保持狀態(tài)。電源恢復(fù)后，按下啟動(dòng)按鈕后，設(shè)備應(yīng)接著斷電前所處的工作狀態(tài)運(yùn)行。2）當(dāng)任意貯料倉(cāng)物料低于低料位時(shí)，料位傳感器向PLC發(fā)出信號(hào)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警燈亮，此時(shí)整個(gè)配料系統(tǒng)必須處于停止?fàn)顟B(tài)。3）混合倉(cāng)的出料門打開時(shí)，不可以啟動(dòng)放料電機(jī)和混合電機(jī)。 4）配料過(guò)程中注意的互鎖情況 檢查電子計(jì)量秤的秤門，如處于關(guān)閉狀態(tài)，方可按照照配方順序執(zhí)行配方。 檢測(cè)混合機(jī)，如混合機(jī)開動(dòng)了且其卸料門關(guān)閉，則打開電子計(jì)量秤的卸料門，延時(shí)30S 后，關(guān)閉電子計(jì)量秤的卸料門。 上料電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給料

18、機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2.3 飼料配料的工藝流程 儲(chǔ)料倉(cāng)里設(shè)有低料位傳感器，當(dāng)儲(chǔ)料倉(cāng)料位達(dá)到低料位時(shí)，料位傳感器向PLC發(fā)出信號(hào)，PLC控制報(bào)警燈亮發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒工作人員進(jìn)行上料。當(dāng)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)原料充足時(shí)由工作人員按下啟動(dòng)按鈕，此時(shí)給料機(jī)啟動(dòng)開始向稱重模塊中給料。當(dāng)各稱重模塊秤取了配方要求的原料重量時(shí)，向PLC發(fā)出稱重完畢信號(hào)，此時(shí)PLC控制相應(yīng)給料機(jī)停止給料。當(dāng)所有稱重模塊發(fā)出稱重完畢信號(hào)時(shí)，PLC發(fā)出放料信號(hào)。所有稱重模塊出料口打開，放料電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)傳送帶開始向混合艙內(nèi)放料，當(dāng)放料完畢后，混合電機(jī)啟動(dòng)進(jìn)行混合。混合完后，混合倉(cāng)門打開，出料電機(jī)帶動(dòng)傳送帶開始向下一環(huán)節(jié)出料。至此，配料環(huán)節(jié)結(jié)束。系統(tǒng)流程

19、圖如圖2.1所示。米糠儲(chǔ)料倉(cāng)豆餅儲(chǔ)料倉(cāng)麩皮儲(chǔ)料倉(cāng)酵母儲(chǔ)料倉(cāng)魚粉儲(chǔ)料倉(cāng)螺旋給料機(jī)螺旋給料機(jī)螺旋給料機(jī)螺旋給料機(jī)螺旋給料機(jī)稱重模塊稱重模塊稱重模塊稱重模塊稱重模塊混合倉(cāng)（攪拌）傳送帶傳送帶傳送帶傳送帶傳送帶放料電機(jī)放料電機(jī)放料電機(jī)放料電機(jī)放料電機(jī)出料電機(jī)傳送帶下一環(huán)節(jié)圖 2.1 系統(tǒng)工藝流程圖2.4 系統(tǒng)硬件構(gòu)成本課題所研究設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是飼料生產(chǎn)的配料環(huán)節(jié)。目前我國(guó)大部分飼料生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)配料業(yè)務(wù)流程主要包含如下幾個(gè)核心部分：給料部分、稱量部分、原料混合部分和控制部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.2所示。1）給料執(zhí)行模塊：給料部分是從原料倉(cāng)中向稱重設(shè)備中加料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定好的重量控制信號(hào)，原

20、料倉(cāng)（用于儲(chǔ)存各種飼料生產(chǎn)所需的原料，如：米糠，麩皮，豆餅，魚粉等）全速下料。根據(jù)飼料生產(chǎn)所需原料的不同特性，需要分別選用不同的給料設(shè)備。此部分重要由：給料機(jī)、混合倉(cāng)低料位傳感器及低料位報(bào)警燈構(gòu)成。2）稱重模塊：在進(jìn)行飼料生產(chǎn)的過(guò)程中，需要判斷飼料生產(chǎn)所需要的所有原料的重量，以控制給料機(jī)給料。這里采用了稱重傳感器和稱重控制儀表相配合的方式，稱重傳感器將采集到的重量模擬信號(hào)傳入稱重控制儀表中，稱重控制儀表將模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、A/D轉(zhuǎn)換等步驟，最終將數(shù)字信號(hào)傳入PLC中。由PLC控制相關(guān)部分動(dòng)作。3）混合攪拌模塊： 接收稱量部分秤取的復(fù)合飼料生產(chǎn)配方的原料，將飼料生產(chǎn)所需要的所有原料在混合倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行

21、充分混合，使各原料混合均勻。然后送入飼料生產(chǎn)的下一個(gè)環(huán)節(jié)。此部分包括：混合電機(jī)、混合倉(cāng)門電機(jī)及出料電機(jī)。4）控制部分控制部分由稱重傳感器、稱重控制器、PLC、觸摸屏及其它控制器件組成。這一部分重要完成信號(hào)的采集和控制。PLC 接受控制現(xiàn)場(chǎng)所采集的各種信號(hào)，通過(guò)內(nèi)部程序控制飼料配料相應(yīng)部件的運(yùn)行。PLC稱重傳感器稱重傳感器稱重傳感器稱重傳感器稱重傳感器稱重控制儀表稱重控制儀表稱重控制儀表稱重控制儀表稱重控制儀表稱重模塊料位檢測(cè)模塊低料位報(bào)警燈給料執(zhí)行模塊放料及出料執(zhí)行模塊混合攪拌模塊 圖 2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)硬件選型3.1.1 放料及出料執(zhí)行模塊選型選用TD75型皮帶輸

22、送機(jī)，380V交流電源，放料除塵電機(jī)接線圖如圖3.1，出料除塵電機(jī)接線圖如圖3.2。1）工作特點(diǎn)皮帶是一種輸送量大、運(yùn)行費(fèi)用低、使用范圍廣的輸送設(shè)備，按其支架結(jié)構(gòu)有固定式和移動(dòng)式兩種；按輸送材料有膠帶、塑料帶和鋼帶之分。輸送機(jī)的工作環(huán)境溫度一般在10+40之間，要求物料溫度不超過(guò)70；耐熱橡膠帶可輸送120以下的高溫物料。物料溫度更高時(shí)不宜采用膠帶輸送機(jī)。當(dāng)輸送具有酸性堿性油類物質(zhì)和有機(jī)溶劑等成分的物料時(shí)，需采用耐油、耐酸堿的橡膠帶或塑料帶。皮帶輸送機(jī)的帶寬有六種：500、650、800、1000、1200和1400mm。用戶可根據(jù)皮帶輸送機(jī)的輸送高度，物料的種類、容量、輸送量、輸送長(zhǎng)度等諸因

23、素通過(guò)計(jì)算確定輸送機(jī)的布局以及所選用的膠帶寬度、帆布層數(shù)和膠帶厚度。2）工作原理帶式輸送機(jī)主要由兩個(gè)端點(diǎn)滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成。帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒（傳動(dòng)滾筒）；另一個(gè)僅在于改變輸送帶運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)，輸送帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。3）技術(shù)優(yōu)勢(shì)首先是它運(yùn)行可靠。在許多需要連續(xù)運(yùn)行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散裝物料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機(jī)。如在這些場(chǎng)合停

24、機(jī)，其損失是巨大的。必要時(shí)，帶式輸送機(jī)可以一班接一班地連續(xù)工作。帶式輸送機(jī)動(dòng)力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無(wú)相對(duì)移動(dòng)，不僅使運(yùn)行阻力?。s為刮板輸送機(jī)的1/3-1/5），而且對(duì)貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)效率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。帶式輸送機(jī)的輸送線路適應(yīng)性強(qiáng)又靈活。線路長(zhǎng)度根據(jù)需要而定短則幾米，長(zhǎng)可達(dá)10km以上?？梢园惭b在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險(xiǎn)地區(qū)的上空。根據(jù)工藝流程的要求，帶式輸送機(jī)能非常靈活地從一點(diǎn)或多點(diǎn)受料也可以向多點(diǎn)或幾個(gè)區(qū)段卸料。當(dāng)同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)向輸送帶上加料（如選煤廠煤倉(cāng)下的輸送機(jī)）或沿帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度方向上的任一點(diǎn)通過(guò)均勻給料設(shè)備向輸送帶給料時(shí)，帶式輸送機(jī)

25、就成為一條主要輸送干線。圖3.1 放料及除塵電機(jī)接線圖圖3.2 出料及除塵電機(jī)接線圖 4）控制電路設(shè)計(jì)出料及放料模塊控制電路如圖3.3。手動(dòng)控制按下出料啟動(dòng)按鈕SF12，線圈QA13得電，常開觸點(diǎn)閉合并自鎖，出料電機(jī)和除塵電機(jī)啟動(dòng)。在出料的同時(shí)進(jìn)行除塵防止料物粘附在料斗上，以保證配料的精度。通電延時(shí)線圈KF10得電，當(dāng)達(dá)到延時(shí)設(shè)定值時(shí)KF10斷開，出料電機(jī)和除塵電機(jī)停止。手動(dòng)控制按下放料啟動(dòng)按鈕SF15，線圈QA8得電，常開觸點(diǎn)閉合，放料電機(jī)和除塵電機(jī)啟動(dòng)。通電延時(shí)線圈得電，當(dāng)達(dá)到延時(shí)設(shè)定這時(shí)，通電斷開觸電KF4斷開，放料電機(jī)和除塵電機(jī)停止。圖3.3 放料及出料模塊控制電路3.1.2 給料執(zhí)行

26、模塊選用TLSS系列螺旋輸送機(jī)，380V交流電源，給料電機(jī)接線圖如圖3.4。1）螺旋給料機(jī)工作特點(diǎn)專用于粉狀物料的計(jì)量和控制。給料螺旋具有獨(dú)特的穩(wěn)流結(jié)構(gòu)，在整個(gè)進(jìn)料口截面上料粉均勻下沉，不易結(jié)拱，不易沖料。擺線針輪減速電機(jī)，保證了長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。穩(wěn)流螺旋采用變螺距結(jié)構(gòu)和出口溢流方式，有效的解決了物料的沖料難題（產(chǎn)量>60T/H采用雙管穩(wěn)流）。計(jì)量螺旋秤采用3只高精度傳感器（拉力）直接稱重結(jié)構(gòu)，成功的解決了杠桿稱重造成的誤差，使計(jì)量精度大為提高。采用數(shù)字采集模塊，有效分辨率高達(dá)100萬(wàn)；采集速率50次/秒；年漂移小于50PPM；溫度漂移小于50PPM。密封結(jié)構(gòu)，減少粉塵外揚(yáng)。2）螺旋給料機(jī)工

27、作原理螺旋給料機(jī)把經(jīng)過(guò)的物料通過(guò)稱重橋架進(jìn)行檢測(cè)重量，以確定膠帶上的物料重量，裝在尾部的數(shù)字式測(cè)速傳感器，連續(xù)測(cè)量給料機(jī)的運(yùn)行速度，該速度傳感器的脈沖輸出正比于給料機(jī)的速度，速度信號(hào)和重量信號(hào)一起送入給料機(jī)控制器，控制器中的微處理器進(jìn)行處理，產(chǎn)生并顯示累計(jì)量/瞬時(shí)流量。該流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較，由控制儀表輸出信號(hào)控制變頻器改變給料機(jī)的驅(qū)動(dòng)速度，使給料機(jī)上的物料流量發(fā)生變化，接近并保持在所設(shè)定的給料流量，從而實(shí)現(xiàn)定量給料的要求。3）螺旋給料機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)螺旋給料機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承、尾部軸承置于料槽殼體外部減少了灰塵對(duì)軸承的影響，提高了螺旋給料機(jī)關(guān)鍵件的適用壽命。螺旋給料機(jī)中間吊掛軸承采用滑動(dòng)軸承，并設(shè)防塵

28、密封裝置，螺旋給料機(jī)密封件用尼龍或塑料，因而密封性能好，耐磨性強(qiáng)，阻力小，壽命長(zhǎng)。螺旋給料機(jī)滑動(dòng)軸承的軸瓦有粉末冶金、尼龍和巴氏合金，可根據(jù)不同需要選用，螺旋給料機(jī)進(jìn)出料口的靈活布置使其適應(yīng)性更強(qiáng)，得到用戶認(rèn)可。螺旋給料機(jī)通常由驅(qū)動(dòng)裝置、頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)、頭尾軸承、進(jìn)出料裝置等幾部分組成，如條件允許，最好將驅(qū)動(dòng)裝置安放在出料端，因驅(qū)動(dòng)裝置及出料口裝在頭節(jié)（有止推軸承裝配）時(shí)較合理，可使螺旋處于受拉裝態(tài)。其中頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)每個(gè)部分又有幾種不同的長(zhǎng)度。螺旋式輸送機(jī)各個(gè)螺旋節(jié)的布置次序最好遵循按螺旋節(jié)長(zhǎng)度的大小依次排列和把相同規(guī)格的螺旋節(jié)排在一起的原則，安裝時(shí)從頭部開始，順序進(jìn)行。螺旋給料機(jī)在

29、總體布置時(shí)還應(yīng)注意，不要使底座和出料口布置在機(jī)殼接頭的法蘭處，進(jìn)料口也不應(yīng)布置在吊軸承上方。圖3.4 給料電機(jī)接線圖4）給料電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)給料電機(jī)控制電路如圖3.5所示。給料電機(jī)共有五臺(tái)分別對(duì)米糠、麩皮、豆餅、魚粉、酵母進(jìn)行給料。手動(dòng)控制各電機(jī)的啟動(dòng)按鈕為SF2、SF4、SF6、SF8、SF10，各停止按鈕為SF1、SF3、SF5、SF7、SF9。手動(dòng)控制通過(guò)控制各啟停按鈕控制電機(jī)起停，來(lái)實(shí)現(xiàn)定量給料。圖3.5 給料電機(jī)控制電路3.1.3 料位檢測(cè)及報(bào)警設(shè)計(jì)采用電容式料位計(jì)CN4030如圖3.6，24V直流電源的報(bào)警燈如圖3.7。PLC外圍接線圖如圖3.8。由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中PLC的輸出接口數(shù)

30、量不能滿足設(shè)計(jì)需求，所以采用EM222擴(kuò)展了PLC的輸出接口。料位傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的低料位。當(dāng)達(dá)到低料位時(shí)，傳感器傳給PLC數(shù)字信號(hào)，PLC經(jīng)過(guò)程序運(yùn)算控制報(bào)警燈。圖3.6 電容式料位計(jì)CN4030 圖3.7 報(bào)警燈1）CN4030介紹安裝方式：頂部垂直安裝、側(cè)面水平安裝、傾斜安裝。典型應(yīng)用：監(jiān)測(cè)各種固體物料，用于較輕的、干的、小粒度的介質(zhì)。典型工藝：電力 冶金 水泥 化工 化肥采礦 煤炭 石灰 食品 飼料。測(cè)量范圍：滿罐、中間量、空罐。介質(zhì)溫度：-40+110特點(diǎn)：適用于較輕的、干燥的、小顆粒狀或粉狀的物料 可直接向PLC輸出開關(guān)信號(hào)   通用供電，多種輸出方式

31、   適用于物料介電常數(shù)DK>=1.6   FSH/FSL高低料位報(bào)警可調(diào)節(jié)   最新掛料屏蔽技術(shù)，靈敏度可調(diào)節(jié)2）電容式傳感器工作原理本系統(tǒng)所采用的儲(chǔ)料倉(cāng)料位傳感器，電容式料位計(jì)CN4030是電容式傳感器的一種。電容式傳感器利用了將非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)物理量的測(cè)量。電容式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、分辨率高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，溫度穩(wěn)定性好、電容量小等特點(diǎn)。電容式傳感器廣泛應(yīng)用于位移、加速度以及壓力、壓差、料位等的測(cè)量。平板電容式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。在不高率邊緣效應(yīng)的情況下，其電容量的計(jì)算公式為 （1）公式中 A兩

32、平行板所覆蓋的面積； 極板間介質(zhì)的介電常數(shù)； 自由空間（真空）介電常數(shù)，； 極板間介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)； d兩平行板間的距離。由式1可見，當(dāng)被測(cè)參量變化引起A 、 或 d變化時(shí)，將導(dǎo)致電容量C隨之變化。在實(shí)際使用中，通常保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而只變其中一個(gè)參數(shù)，把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)化為電容量的變化，通過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)化為電量輸出。因此，電容式傳感器分為三種：變極板覆蓋面積型、變介質(zhì)介電常數(shù)的變介質(zhì)型和變極板間距離的變極距型。1MI0.0I0.1I0.72MI1.0I1.1I1.2I1.3ML+1L2.31L2LM3LNL1ACL+2L2.42.52.62.7圖3.8料位檢測(cè)及報(bào)警外圍接線圖3.2 稱重模塊

33、設(shè)計(jì)3.2.1 稱重傳感器選型采用JHBS箔式荷重傳感器，如圖3.9。圖3.9 JHBS箔式荷重傳感器1）JHBS箔式荷重傳感器參數(shù)量程分別為20kg、20kg、5kg、5kg、2kg。JHBS型箔式系列荷重傳感器，它采用了箔式應(yīng)變片貼在合金鋼做的彈性體上，具有精度高、溫污小等特點(diǎn)。可用于電子皮帶秤、料倉(cāng)等需測(cè)載荷力的地方?？蛇x擇內(nèi)置式變送器，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)010mA、420mA或05V輸出。內(nèi)置參數(shù)如表3.1所示。稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。用傳感器應(yīng)先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用

34、壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。 表3.1 荷重傳感器參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)量程 2、5、10、20、30、50、100、150、200、300 kg靈敏度 12 mv±0.1 mv /V非線性 ±0.02%F·S滯后誤差 ±0.02%F·S重復(fù)性誤差 ±0.02%F·S蠕變 ±0.05F·S /30min零點(diǎn)溫度系數(shù) ±0.03%F·S/10輸出溫度系數(shù) ±0.03%F·S/10輸入阻抗 385±10輸出阻抗 350±5絕緣電阻 5000

35、 M供電電壓 24VDC工作溫度范圍 -20+70允許過(guò)載負(fù)荷 150%F·S材質(zhì) 合金鋼2）構(gòu)成敏感元件：直接感受被測(cè)量(質(zhì)量)并輸出與被測(cè)量有確定關(guān)系的其他量的元件。如電阻應(yīng)變式稱重傳感器的彈性體，是將被測(cè)物體的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)樾巫?電容式稱重傳感器的彈性體將被測(cè)的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰?。變換元件：又稱傳感元件，是將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌跍y(cè)量的信號(hào)。如電阻應(yīng)變式稱重傳感器的電阻應(yīng)變計(jì)(或稱電阻應(yīng)變片)，將彈性體的形變轉(zhuǎn)換為電阻量的變化;電容式稱重傳感器的電容器，將彈性體的位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萘康淖兓Ｓ袝r(shí)某些元件兼有敏感元件和變換元件兩者的職能。如電壓式稱重傳感器的壓電材料，在外載荷的作用下，在發(fā)

36、生變形的同時(shí)輸出電量。測(cè)量元件：將變換元件的輸出變換為電信號(hào)，為進(jìn)一步傳輸、處理、顯示、記錄或控制提供方便。如電阻應(yīng)變式稱重傳感器中的電橋電路，壓電式稱重傳感器的電荷前置放大器。輔助電源：為傳感器的電信號(hào)輸出提供能量。一般稱重傳感器均需外鏈電源才能工作。因此，作為一個(gè)產(chǎn)品必須標(biāo)明供電的要求，但不作為稱重傳感器的組成部分。有些傳感器，如磁電式速度傳感器，由于他輸出的能量較大，故不需要輔助電源也能正常工作。所以并非所有傳感器都要有輔助電源。3）工作原理電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電

37、阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。俳?jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。3.2.2 稱重控制儀表選型采用YH8319稱重顯示控制器如圖3.10 ， PLC外圍接線圖如圖3.11所示。圖3.10 YH8319稱重顯示控制器1）YH8319稱重顯示控制器功能介紹用于需要將稱重信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的場(chǎng)合；開關(guān)量輸出24VDC；可實(shí)現(xiàn)去皮、重量鎖存、定量稱量等功能；可直接向PLC的I/O接口輸入重量對(duì)比信號(hào)；6位LED顯示，6個(gè)狀態(tài)指示燈；16個(gè)按鍵的鍵盤使操作便捷，思路清晰；方便快捷的累計(jì)功能；具有欠壓指示及充電電路和電池過(guò)放電

38、保護(hù)裝置?；谝陨咸攸c(diǎn)，稱重控制器可實(shí)現(xiàn)定量稱量，當(dāng)稱重傳感器的重量信號(hào)達(dá)到稱重控制器的設(shè)定重量時(shí)，稱重控制器傳給PLC稱重完成信號(hào)，由PLC控制電機(jī)。2）稱重顯示控制器簡(jiǎn)介稱重儀表也叫稱重顯示控制儀表，是將稱重傳感器信號(hào)（或再通過(guò)重量變送器）轉(zhuǎn)換為重量數(shù)字顯示，并可對(duì)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)、打印的電子設(shè)備，常用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化配料，稱重，以提高生產(chǎn)效率。在工企業(yè)中應(yīng)用的稱重儀表性能指標(biāo)通常用精確度（又稱精度）、變差、敏銳度來(lái)形貌。儀表工校驗(yàn)儀表通常也是調(diào)校精確度，變差和敏銳度三項(xiàng)。變差是指稱重儀表被測(cè)變量（可明白為輸入信號(hào)）多次從差異偏向到達(dá)同一數(shù)值時(shí)，儀表指示值之間的最大差值，大概說(shuō)

39、是儀表在外界條件穩(wěn)固的環(huán)境下，被測(cè)參數(shù)由小到大變革（正向特性）和被測(cè)參數(shù)由大到小變革（反向特性）不劃一的程度，兩者之差即為儀表變差。可靠性 稱重控制儀表可靠性是化工企業(yè)儀表工所尋求的另一緊張性能指標(biāo)?？煽啃院蛢x表維護(hù)量是相反相成的，儀表可靠性高闡明儀表維護(hù)量小，反之儀表可靠性差，儀表維護(hù)量就大。對(duì)付化工企業(yè)檢測(cè)與進(jìn)程控制儀表，大部門安置在工藝管道、種種塔、釜、罐、器上.稱重儀表在稱重傳感器中的穩(wěn)固性在劃定事情條件內(nèi)，稱重儀表某些性能隨時(shí)間連結(jié)穩(wěn)固的本領(lǐng)稱為穩(wěn)固性（度）。儀表穩(wěn)固性是化工企業(yè)儀表工非常體貼的一天性能指標(biāo)。由于化工企業(yè)利用儀表的環(huán)境相比擬力惡劣，被測(cè)量的介質(zhì)溫度、壓力變革也相比擬力

40、大，在這種環(huán)境中投入儀表利用，儀表的某些部件隨時(shí)間連結(jié)穩(wěn)固的本領(lǐng)會(huì)低沉，儀表的穩(wěn)固性會(huì)降落。徇或表征儀表穩(wěn)固性尚未有定量值，化工企業(yè)通常用儀表零漂移來(lái)衡量?jī)x表的穩(wěn)固性。稱重儀表穩(wěn)固性的優(yōu)劣直接干系到儀表的利用范疇，偶然直接影響化工生產(chǎn)，穩(wěn)固性不好造成的影響每每雙儀表精度降落對(duì)化工生產(chǎn)的影響還要大。穩(wěn)固性不好儀表維護(hù)量也大，是儀表工最不盼望出現(xiàn)的事情。稱重儀表的敏銳度偶然也稱"放大比"，也是儀表靜特性貼切線上各點(diǎn)的斜率。增長(zhǎng)放大倍數(shù)可以提高儀表敏銳度，單純加大敏銳度并不變化儀表的基天性能，即稱重儀表精度并沒(méi)有提高，相反偶然會(huì)出現(xiàn)振蕩征象，造成輸出不穩(wěn)固。儀表敏銳度應(yīng)連結(jié)恰當(dāng)?shù)?/p>

41、量。1L2MI0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.01M2L3LNL1ACL+M圖3.11 稱重顯示控制器3.2 PLC選型3.2.1 I/O地址分配表 表3.2 I/O地址分配表啟動(dòng)SF0I0.0給料機(jī)QA1Q0.0停止SF13I0.1給料機(jī)QA2Q0.1米糠稱重控制器I0.2給料機(jī)QA3Q0.2麩皮稱重控制器I0.3給料機(jī)QA4Q0.3豆餅稱重控制器I0.4給料機(jī)QA5Q0.4魚粉稱重控制器I0.5稱重門電機(jī)正轉(zhuǎn)QA6Q0.5酵母粉稱重控制器I0.6稱重門電機(jī)反轉(zhuǎn)QA7Q0.6米糠低料位傳感器I0.7放料、除塵電機(jī)QA8Q0.7麩皮低料位傳感器I1.0混合倉(cāng)門電機(jī)正

42、轉(zhuǎn)QA9Q1.0豆餅低料位傳感器I1.2混合倉(cāng)門電機(jī)反轉(zhuǎn)QA10Q1.1魚粉低料位傳感器I1.3混合電機(jī)正轉(zhuǎn)QA11Q2.0酵母粉低料位傳感器I1.4混合電機(jī)反轉(zhuǎn)QA12Q2.11米糠報(bào)警燈Q2.3出料、除塵電機(jī)QA13Q2.22麩皮報(bào)警燈Q2.44魚粉報(bào)警燈Q2.63豆餅報(bào)警燈Q2.55酵母粉報(bào)警燈Q2.7選用西門子S7-200、CPU224，擴(kuò)展模塊選用EM222。 3.2.2 PLC的組成各種PLC的組成結(jié)構(gòu)基本相同，主要有CPU,電源，存儲(chǔ)器和輸入輸出接口電路等組成。PLC的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.12所示CPU存儲(chǔ)器電源部分輸入接口單元輸出接口單元編程設(shè)備接受現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)受控元件 圖3.12

43、 PLC的結(jié)構(gòu)框圖1）中央處理器（CPU）中央處理器（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入/輸出接口電路相連接。CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序給與的功能控制PLC有條不紊的地進(jìn)行工作。用戶程序和數(shù)據(jù)事先存入存儲(chǔ)器中，當(dāng)PLC處于運(yùn)行方式時(shí)，CPU按循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。CPU的主要任務(wù)是控制用戶程序和數(shù)據(jù)的接受與存儲(chǔ)；用掃描的方式通過(guò)I/O接口接受現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入印象寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等；PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取

44、用戶指令，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出印像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。 不同型號(hào)的PLC其CPU芯片是不同的，有采用通用CPU芯片的，有采用廠家自行設(shè)計(jì)的專用CPU芯片的。CPU芯片的性能關(guān)系到PLC處理器控制信號(hào)的能力與速度，CPU位數(shù)越高，系統(tǒng)處理的信息量越大，運(yùn)算速度也越快。PLC的功能隨著CPU芯片技術(shù)的發(fā)展而提高和增強(qiáng)。2）存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩部分。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來(lái)存放由PLC廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能更改。它使PLC具有基本的

45、功能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。系統(tǒng)程序的內(nèi)容主要包括三部分：系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用管理程序。用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器和用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同，可以是RAM、EPROM、EEPROM存儲(chǔ)器，其內(nèi)容可以由用戶任意修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來(lái)存放用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)值、數(shù)據(jù)等。PLC使用的存儲(chǔ)器類型有三種：ROM、RAM和EEPROM。只讀存儲(chǔ)器（ROM）：ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。ROM一般用

46、來(lái)存放PLC的系統(tǒng)程序 ，該部分程序和數(shù)據(jù)由生產(chǎn)廠家直接燒制完成，用戶不能修改。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）：該類存儲(chǔ)器用來(lái)保存PLC內(nèi)部元器件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。RAM是讀/寫存儲(chǔ)器，其中的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)改變。RAM的工作速度高，價(jià)格便宜。它是易失性的存儲(chǔ)器，斷電后，存儲(chǔ)的信息將會(huì)丟失?？呻姴脸删幊痰闹蛔x存儲(chǔ)器（EEPROM）：是非意失性的，兼有ROM的非意失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn)。用來(lái)存放用戶程序和要長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)。3）輸入/輸出單元PLC的輸入輸出信號(hào)類型可以是開關(guān)量、模擬量。輸入輸出接口單元包含兩部分：一部分是與被控設(shè)備相連接的接口電路，另一部分是輸入和輸出的映像寄存器。輸入單元接收來(lái)自用戶設(shè)備

47、的各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號(hào)。外部接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠識(shí)別和處理的信號(hào)，并存入輸入映像寄存器。運(yùn)行時(shí)CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信號(hào)并結(jié)合其他元器件最新的消息，按照用戶程序進(jìn)行計(jì)算，將有關(guān)輸出的最新計(jì)算結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器組成，輸出接口電路將其由弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、指示燈等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。4）電源部分PLC一般使用220V的交流電源或24V直流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電路提供5V、±12V、24V等直流電

48、源，整體式的小型PLC還提供一定容量的直流24V電源，供外部有源傳感器使用。PLC所采用的開關(guān)電源輸入電壓范圍寬、體積小、效率高、抗干擾能力強(qiáng)。5）擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)展單元或功能模塊與基本單元連接，使PLC的配制更加靈活，以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。6）通信接口PLC通過(guò)通信接口可以與顯示設(shè)定單元、觸摸屏、打印機(jī)相連，提供方便的人機(jī)交互途徑；也可以與其他PLC、計(jì)算機(jī)以及現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)相連，組成多機(jī)系統(tǒng)或工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。7）編程設(shè)備過(guò)去的編程設(shè)備一般是編程器，其功能僅限于用戶程序讀寫和調(diào)試?，F(xiàn)在PLC廠家不再提供編程器，取而代之的是給用戶配置在PC上運(yùn)行的基于Windows的編程軟件。8）

49、其它部件需要時(shí)，PLC可配有存儲(chǔ)卡、電池卡等。3.2.3 PLC工作過(guò)程 PLC是按運(yùn)行框圖進(jìn)行工作的，當(dāng)PLC上電后，處于正常運(yùn)行時(shí)，它將不斷重復(fù)圖中的掃描過(guò)程，并不斷循環(huán)重復(fù)下去。分析上述掃描過(guò)程，如果對(duì)遠(yuǎn)程I/O、特殊模塊、更新時(shí)鐘和其他通信服務(wù)等枝葉的東西暫不考慮，這樣掃描過(guò)程就只剩下“輸入采樣”、“程序執(zhí)行”和“輸出刷新”三個(gè)階段了。這三個(gè)階段是PLC工作過(guò)程的的中心內(nèi)容，也是PLC工作原理的實(shí)質(zhì)所在。1）輸入采樣階段PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入相對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中，此時(shí)輸入映像寄存器被刷新。接著系統(tǒng)進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在此階段和輸出刷新階段，輸入

50、映像寄存器與外界隔絕，無(wú)論輸入信號(hào)如何讓變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。所以，一般來(lái)說(shuō)，輸入信號(hào)的寬度要要大于一個(gè)掃描周期，或者說(shuō)輸入信號(hào)的頻率不能太高，否則很可能造成信號(hào)丟失。2）程序執(zhí)行階段進(jìn)入到程序執(zhí)行階段后，一般來(lái)說(shuō)（因?yàn)檫€有子程序和中斷程序的情況），PLC按從左到右、從上到下的步驟順序執(zhí)行程序。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，最新的運(yùn)算結(jié)果馬上再存入到相應(yīng)的元件映像寄存器中。對(duì)元件映像集來(lái)說(shuō)，每一個(gè)元件（“

51、軟繼電器”）的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而刷新。3）輸出刷新階段在用戶程序執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段一起轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過(guò)一定方式集中輸出，最后經(jīng)過(guò)輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。在下一個(gè)輸出刷新階段開始之前，輸出鎖存器的狀態(tài)不會(huì)改變，從而相應(yīng)的端子的狀態(tài)也不會(huì)改變。3.3 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 1）系統(tǒng)主接線圖如圖3.13。 給料電機(jī)共有五臺(tái)，所用到的接觸器分別為QA1、QA2、QA3、QA4、QA5，控制電機(jī)起停。料斗秤門電機(jī)共有五臺(tái)，分別控制五個(gè)給料部分的出料門，QA6控制五臺(tái)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，QA7控制五臺(tái)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。稱重模塊放料電機(jī)共有五臺(tái)，每臺(tái)放料電機(jī)和

52、一臺(tái)除塵電機(jī)一起工作，在放料電機(jī)放料的同時(shí)一起除塵，分別由QA8、QA9、QA10、QA11、QA12控制起停?；旌蟼}(cāng)門電機(jī)正轉(zhuǎn)由QA9控制，反轉(zhuǎn)由QA10控制?；旌想姍C(jī)正轉(zhuǎn)由QA11控制，反轉(zhuǎn)由QA12控制。出料電機(jī)和出料除塵電機(jī)一起工作，由QA13控制起停。圖3.13 系統(tǒng)主接線圖2）系統(tǒng)控制電路如圖3.14 圖3.14 系統(tǒng)控制電路3) PLC外圍接線圖PLC外圍接線圖如圖3.151MI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.72MI1.0I1.1I1.2I1.3I1.4M1LQ0.3Q0.2Q0.1Q0.0Q0.5Q0.42LQ0.7Q1.03LQ0.6Q1.1NL

53、1ACML+2L2.42.52.62.71L2.02.12.22.3L+手動(dòng)/自動(dòng)SB圖3.15 PLC外圍接線圖4 PLC程序設(shè)計(jì)4.1 PLC的編程語(yǔ)言特點(diǎn)隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，PLC編程正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置PLC編程的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要裝置之一，在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到了廣泛的使用，在其他領(lǐng)域(例如民用和家庭自動(dòng)化)的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對(duì)PLC作了如下定義：“是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存