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1、毕业设计（论文）任务书专业电气自动化一、课题名称：荔于P1.C的白动配料系统设计二、主要技术指标:系统配料Wi度：1%,首尾滚筒矩：26m,常用带速：0.（HF.05ms物料密,度t.752.01.h,灵敏度：2mvv准确度等级：c3级踪合误添：0.02%最大称让股大安全仇荷：1.50%i大称Iit极限过伊荷：20佻最大称ht.称用传i与入信号范网O30mv.速度传感器输入信号范围：020Hz.RS485中行遇讯接1,三、工作内容和要求：1、自动配料符完成3种物料的自动配比控制:2、控制方式为主从比列控制方式:2、P1.C铿实现各种物料卜料用的采外、喂料装吊的启停物料卜料IIt的控制:3、组态
2、操作界面能显示设备的运行、停车、故障:1、操作界面要求显示摊种物料的卜料设定侑、室际下料做：通过界面上设骨的后动、停车按钮实现熔个系统的开件.四、主要参考文觥：_“1王志刚.许晓鸣.P1.C花白动配块控制系统中的应用J.电气传动.2童皓.王先忧.应力刚.可编程控1器在配料自动控制系统中的应用U1.机电工程3秦益霖，NPS课程JH41段梅.李斯.P1.C在混料控料系统的应用J1.1997,23（10）；3032,U5张本举，自动配料系统的设计，中国铝业中州分公司计控室，2000年学生（签名）2010年5月7日指导教师（签名）2010年5月1011教研室主任（签名）2010年S月IO日系主任（签名
3、）2010年5月12日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目基于P1.C的自动配料鬃统设计一、选题的背班和意义：加希科学技术的不断发展，自动化的需求也口益增多。在很多生产工艺过程中，人们除了要求衡器能准确的进行林量.满足产品质量的衢要外，还要求能自动配料称重.大幅度提高生产效率.尤其是冶金、煤炎、化工、水泥等行业中.常需要对输送中的源址进行调解、控制、达到准确的配比。自动配料系统可以按照设定旭比和流发控制各怆入物料的瞬时流t从而达到控制各种产品的质域和产量的目的,是实现生产过程自动化和智能化、企业的科学管理、安全佬定生产和节能降耗的於要技术手段.自动配料控制系统再生产中的应用不仅可以提高配料
4、质量和产出，也大大M轻了谢位工人的劳动强H，提高了生产效率，本课题设计开发自动配料系统能彳f效解决动态计城所涔的控制柏度问题，作为衡器发展的前沿产品,他可代替企业中陈旧的配料工艺设法，很大程度的降低劳动强度，提高生产效率和产品质瓜，带来可观的羟济效益，推动国民经济的发展.二、课题研究的主要内容：1.配料系统总体方案设计及选界2.上位机的时比选择3.下位机P1.C的选择分析4.上下位机通信方案的选择5.P1.C控制系统设计6.传感器设计和选型7.其他辅助器件的设计三、主要研究（设计）方法论述：设计任务使用siemens公司的UJ编程序控制器及WineC组态软件。设计控制系统要求:1 .画出主电跖
5、2 .分配I/O地址,列出元件表：3 .设计系统控制的程序框图.4 .根据程序框图设计该系统的控制梯形图，写出指令表.5 .上机调班5过，6 .利用Wincc组态软件对系统进行模拟运行四、设计（论文）iS度安扑：时间（迄止日期）工作内容5月175月19选定毕业设计研究课SS5月20-5月30完成毕业设计开题报告并上交5月306月5修改完善毕业设计6月6上交毕业设计中期校查农五、指导教师意见:指导教师签名：2010年5月IO日六、系部意见：系主任签名：2010年5月I1.rI基于P1.C的自动配料系统设计目录摘要AbStrHCt第1章课题来源背景11.1.1 课题来源1.1.2 研究的目的和意义
6、1.2设计任务与总体方案的确定1.2. 1设计任务1.2.2总体设计方案的确定第2章P1.e概述12.1 P1.C的发展历史32.2 P1.C的硬件和软件42.3 P1.C的通讯联网2.4 P1.C的注意事项第3章配料系统简介63.1 自动配料系统的特点及优点63.2 自动配料系统的组成83.3 配料技术的最新进展I1.第4章自动配料系统设计144.1 称重方式选择144.2 给料方式选择15.4.3 生产线结构164.4 配料系统的组成4.5 输送装置的设计4.6 计量系统的设计第5章控制系统的硬件设计195.1 P1.a的选配195.2 S7-200的特征205.3 S7-200的主要组成
7、部件23第6章系统的软硬件设计30第7章系统的监控组态43第8章结束语58叁考文献摘要本课题为自动配料自动控制系统的研制。随若经济的发展臼动配料自动控制系统在诸多行业的工业生产中得到广泛应用。本文介绍了种全新的配料系统，它采用上下位机的结构模式，以PC机作为上位机，P1.C作为下位机，论文主要内容包括系统总体方案的选择，硬件选择和软件设计等。.首先，通过对比分析集散控制系统和计算机集中控制系统各自的特点，确定系统的总体设计方案为基丁集散控制系统的思想，以集中控制和分散管理为指导原则，选用计算机和P1.C构成上下位机的结构形式，从而实现系统自主控制的目标。其次介绍了系统硬件的选择，包括上下位机的
8、选择、传感器选择和称重显示仪选择.上位机本着经济实用、满足要求的原则，通过比较工控机和品牌个人电脑，决定选用品牌电脑，下位机主要是完成生产控制，通过对比分析选用德国西门子S7-2OO系列的P1.C。P1.C的高可靠性可以很好的满足控制要求。传感渊选用电阻应变式称重传感器，选用时主要考虑量程和精度两项指标，最后是控制算法和P1.C的控制流程。本方案的生产效率和控制精度相对较高，对各行业中的配料生产有着很好的借鉴和指导应用作用。关健词：P1.C配料：传送；自动控制：研究设计AbstractThissubjectfortheingredientsofanautomaticcontro1.system
9、,witheconomicdeve1.opmentofthedeve1.opmentoftheautomaticcontro1.systemfortheingredientsinanumberofwide1.yusedinindustria1.production,thisartic1.eintroducedanewingredientssystem,itusestheo1.dpa1.temsofthest11c1.urc,thePCasupper.P1.Castheo1.dmachinesandpapermaincontentsinc1.udingtheovera1.1.systemofch
10、oice,hardwareandsoftwaredesignchoice.First,throughcomparativeana1.ysis散contro1.systemsandcomputercontro1.systemisonitsownfeatures,andestab1.ishasystembasedontheovera1.1.design集散contro1.systemofthought,tofocusoncontro1.anddecentra1.izedadministrationforguidingprincip1.esandusethecomputerandp1.cmakeup
11、theformofaSiruc1.urvtoachievethegoa1.,contro1.systems.Secondonahardwaresystem,inc1.udingtheo1.dmachineofchoice,sensorsandweighthechoiceofthatinstrument,theupperintheeconomyandmeettherequirementsofthepractica1.princip1.e,bycomparingIPCputersanddecidedtousethecomputer,the加nousbrandintheproductionis1.a
12、rge1.ycomp1.etecontro1.of,throughcomparativeana1.ysisse1.ectionofgermansiemenss7-200seriesofthep1.c.P1.chighre1.iabi1.itycanncctthedemandsofcontro1.,thesensorse1.ectionoftheresistancestraininweighthechoiceofsensor,themainconsiderationofthequantumandprecisiontotwoitems,thea1.gorithmsandcontro1.ofthep
13、1.ccontro1.,thisschemeofcontro1.efficiencyandaccuracyofre1.ative1.yhigh,witha1.1.sectorsoftheingredientsproducedaVerygoodandguidingro1.eoftheapp1.ication.Keywords:PICing11x1.沁n1.suuiomaticInInSmiSS沁n;researchdcsig第1章绪论1.1 课题的来源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、塑料、冶金
14、、建材、食品、饲料等行业。在工业生产中，经常会遇到多种物料配比控制的情况。在手动控制状态卜.，需要根据生产情况，计竟出各物料的配比，再根据配比，分别计克出各物料的理想下料量，对各台设备分别设定，来满足配比的要求。当生产情况发生变化，需要改变下料量时，则需要再次分别计算各物料的设定值，再次分别设定。计算,操作时间长，且容易出借，给生产带来不乩因素。而采用P1.C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、配料控制、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。专利技术解决物料结拱、粘稠液体物料传送、配料过程中卜料冲击和空中悬料误差的自动校正等问
15、题，提高了配料精度。1.2 设计任务与总体方案的确定12.1设计任务使用siemens公司的可编程序控制器及Wincc组态软件。设计控制系统要求：1 .画出主电路2 .分配0地址，列出元件表：3 .设计系统控制的程序框图.4 .根据程序框图设计该系统的控制梯形图，写出指令表.5 .上机调试通过。6 .利用WineC组态软件对系统进行模拟运行1.2.2控制要求1 .自动配料将完成3种物料的自动配比控制：2 .控制方式为主从比例控制方式：3 .P1.C要实现各种物料卜.料量的采集、喂料装置的启停、物科卜.料量的控制：4 .组态操作界面能显示设备的运行、停车、故障；5 .操作界面要求显示每种物料的下
16、料设定值、实际下料值：通过界面上设置的启动、停车按钮实现整个系统的开停；第2章P1.C概述2. 1P1.C的发展历史在工业生产过程中，大量的开关量峡序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装良，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制罂，称PrOgrannabIeContro1.Ier（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可
17、编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Prograenab1.e1.ogicContro1.1.er（P1.C）,现在，仍常常将P1.C简称PCoP1.C的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对P1.C的定义是：可编程控制常是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、计数和算术运用等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期，是P1.C发展最快的时期，年增长
18、率一直保持为30,40%在这时期P1.C在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，P1.C逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。P1.C具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简雎等特点。P1.C在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来,是无法取代的。2.2P1.C的硬件和软件2.2.1P1.C的硬件构成从结构上分，P1.C分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式P1.C包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成个不可拆卸的整体.模块式P1.C包括CPU模块、I/O模
19、块,内存、电源模块,底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。CPU的构成：CPU是P1.C的核心，起神经中枢的作用,每套P1.C至少有个CPU,它按P1.C的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和P1.C内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等.进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运兑器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外用芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储
20、程序及数据，是P1.C不可缺少的组成单元。CPU速度和内存容量是P1.C的鱼要参数，它们决定着P1.C的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制若控制规模。I/O模块：P1.C与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的.I/O模块集成了P1.C的I/O电路，式输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入P1.C系统，输出模块相反,I/O分为开关量输入（DI）,开关量输出（DO）,模拟量输入（A1.）,模拟量输出（Ao）等模块。2.3P1.C的通讯联网依赧先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程
21、中的重要性越来越显著，甚至仃人提出网络就是控制涔”的观点说法。P1.C具有通信联网的功能，它使P1.C与P1.C之间、P1.C与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成个统的整体，实现分散集中控制。多数P1.C具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。保证P1.C的正常运行，因此在使用中应注意以下问题.1. 工作环境1.1 温度P1.C要求环境温度在055C,安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔：开关柜上、下部应有通风的白叶窗，防止太阳光直接照射：如果周闹环境超过55C,要安装电风扇强迫通风。1.2
22、湿度为J保证P1.C的绝缘性能，空气的相对湿度应小丁85%(无凝露).1.3 震动应使P1.C远离强烈的震动源，防出振动频率为1055Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施.1.4 空气避免仃腐蚀和易燃的气体，例如氯化氮、硫化氮等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将P1.C安装在封闭性较好的控制室或控制柜中，并安装空气净化装置。1.5 电源P1.C供电电源为50Hz、220(1.10%)V的交流也对于电源线来的干扰，P1.C本身具仃足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境,可以安装一台带屏蔽所的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地
23、之间的干扰。还可以在电源输入端串接1.C港波电路，第3章配料系统简介全自动配料控制系统在各个行业的应用已屡见不鲜，如：冶金，有色金属，化工，建材，食品等行业。它是成品生产的首要环节，特别是仃连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响/成品的质贵，它是企业取得最佳经济效益的先决条件。虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但其高可除性，先进性，开放性，免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的致目标。第五章控制系统的硬件设计5.1 控制系统的硬件设计5.1.1 P1.C的选配本设计中采用西门子公司的S7-2OO型P1.C,其优越的性能表现为极高的可拈性极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操
24、作，丰富的内置集成功能，实时特性，强劲的通讯功能，丰富的扩屣模块。-S7-200的特征1 .体积小：由丁其紧凑的设计，S7-200可以适用于任何机器控制环境。2 .易于使用：通过STEPT-MicioZDos软件可以非常方便的为S7-200编程，而且该软件能够在仁和一台兼容个人计算机上使用。3 .灵活多用：S7-200的输入/输出点可以支持各个领域的设备，如：光电传感器，驳动马达按钮开关，灯，搅拌器等。二S7-200的主要组成部件1 中央处理器(CPU)：是控制系统的大脑，他根据用户程序进行控制。2 输入/输出(I/O)：是系统的控制点，输入用于监视现场装置，输出用于控制执行机构.3编程门：用
25、于连接编程设备，例如，一台计算机或者一个手持编程器。编程口3编程软件S7-2OO的编程软件叫做STEP7-MicroDos它基TMS-DOs5.0上的版本.STEP7-MicroDos的编程语言有两种表示方法：指令表和梯形图。5.1.2操作站的选配I.上位组态监控软件的初始化具体包括：变量的初值、初始化命令语言、上下位机变址网络地址的对应、设置报警条件，所需记录的历史数据等。2组态监控软件的各项功能模块及数据阵间的关系5.2控制系统的软件设计5.2.1P1.C程序编制P1.C要实现的功能主要有各物料下料堆的采集、各喂料装置的启停、各物料下料量的控制、各物料下料量的累计。各种物料的采集只需在P1
26、.C模块中对各物理量进行组态,按照哽件定义各量的通道，根据各量的实际情况定义信号高地位、电流高低位参数即可。根据本设计的要求,先绐出I/O点分配表,然后写出流程图以及顺序功能图,P1.CI/O点配置表.系统P1.C输入输出配置表输入端子输入装置输出端子输出装置10.0启动00.0电子秤显示10.1停止00.1红色灯信号10.2料位仓料位检测00.2绿色灯信号10.3料位满信号00.3皮带驱动电机MI10.4皮带秤称重传感器00.4皮带驱动电机M210.51号皮带秤显示00.5皮带驱动电机M310.62号皮带秤显示00.6料仓底门气动阀110.73号皮带秤显示00.7料仓底门气动阀211.01号
27、秤量:料斗重等于设定比例Q1.0料仓底门气动同311.11号秤量料斗重大于设定比例Q1.11号测速电机常速转动11.21号秤量料斗凶小Q1.21号测速电机快转于设定比例11.32号秤量:料斗重等于设定比例Q1.31号测速电机慢转11.42号秤址料斗重大于设定比例Q1.42号测速电机常转信号11.52号秤址料斗重小于设定比例Q1.52号测速电机慢转信号11.63号秤量:料斗重等于设定比例Q1.62号测速电机快转11.73号秤量料斗重大于设定比例Q1.73号测速电机常转12.13号秤量料斗里小于设定比例Q2.03号测速电机慢转12.2达到要求重量Q2.13号测速电机快转料满信号灯称量料斗称量完毕总
28、结配料控制系统应用比较广泛，采用了了可编程控制技术，使整个控制系统的可靠性和精度大大提高.，实现了自动控制。同时由于P1.C扩展容易，可以对它进行扩展，如只需增加I/O接口模块就可扩展原料系统的输送控制：也可以与电炉控制系统连接，只需增加通信模块就可实现与上位机的通信，从而实现整个系统的计算机管理.本设计将机械、控制作为个整体考虑，使各部分密切配合，协调动作，共同完成配界I任务.设计中的一些参数是假定参数，在实际应用中，需要根据实际情况进行调整，此系统应用于生产中，能使操作变得十分简单，有效的提高产品殖量,降低生产成本。通过本次设计，我的认识领域得到进一步扩展，专业技能得到了进一步的提高。同时
29、增强了分析和解决过程实际的综合能力。另外，也培养了自己的严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风.本设计还存在一些不足，由于本设计只用于模拟演示，因此在设计时部分元件并不能如实际中的自动运行，需要进行手动设置.其中的传感罂信号及部分参数设定都是由人为给定的.参考文献1王成.工程生产自动化M.北京:科学出版社,，20032罗才生.皮带秤M.北京:中国计量出版社，19923申颍.介铜焦化J电子皮带秤自动配料系统U1.冶金自动化2001,11：61-624张荣善.散料输送与贮存M1.北京：化学工业出版社，19945唐艺菁.微机配料控制系统的设计与开发U).成都四川大学，2003：20-236申颖.PI
30、D调节器在电了皮带秤配煤系统中的应用U1.计量技术.20014：52-537常催生.检测与转换技术技.北京：机械工业出版社，社818刘苗生.提高微机配料精度的措用U.机械与电子,1996,1：32-35毕业设计（论文）成绩评定表一、指导相评分表（总分为70分）序号考核项目M分坪分1工作态度与纪律102调研论证103外文翻谛54设计（论文）报告文字质105技术水平与实际能力156基础理论、专业知识与成果价值157思想与方法创新5合计70指导教师综合评语：指导教师签名：循月日二、答辩小蛆评分表（总分为30分）序号考核项目M分辨分1技术水平与实际能力52基础理论、专业知识与成果价值53设计思想与实验方法创新54设计（论文）报告内容的讲述55回答问JB的正确性10合计30答辩小组评价意见建议等第）:答辩小姐组长教师签名：笄月日三、系答辩委员会审定表1.审定意见2.审定成绩（等第）_系主任签字：年月日
