皮帶秤控制系統(tǒng)plc軟件設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-08 03:17 本頁(yè)面
【正文】 皮帶秤控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)方案第一章 總體設(shè)計(jì)方案通過產(chǎn)臂上皮帶裝置及料的重量測(cè)定流量，由電磁振動(dòng)給料機(jī)控制給料量，連續(xù)計(jì)量秤。優(yōu)點(diǎn)連續(xù)計(jì)量，缺點(diǎn)動(dòng)態(tài)計(jì)量影響精度。稱重給料機(jī)將經(jīng)過皮帶上的物料，通過稱重秤架下的稱重傳感器進(jìn)行檢測(cè)重量，以確定皮帶上的物料重量；重量信號(hào)送入皮帶給料機(jī)控制器，產(chǎn)生并顯示累計(jì)量/瞬時(shí)量。給料控制器將該量與設(shè)定量進(jìn)行比較,由控制器輸出信號(hào)控制變頻器，實(shí)現(xiàn)定量給料的要求。可由上位PC機(jī)設(shè)定各種相關(guān)參數(shù)，并與PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。它可以采用兩種運(yùn)行方式：自動(dòng)方式和半自動(dòng)/手動(dòng)方式。圖11 系統(tǒng)控制流程圖監(jiān)控功能：對(duì)皮帶稱配料過程的瞬時(shí)流量、日累計(jì)、月累計(jì)、年累計(jì)等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)視； 畫面顯示：通過計(jì)算機(jī)顯示器可顯示配料過程中有關(guān)控制參數(shù)的運(yùn)行狀況，以及顯示實(shí)時(shí)配料曲線和表格；通訊功能：工控機(jī)與PLC和儀表之間進(jìn)行可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)及信息交換；數(shù)據(jù)處理：配料系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并輸出到相應(yīng)的控制量；控制功能：根據(jù)操作前相應(yīng)的設(shè)定值，自動(dòng)控制設(shè)備的正常運(yùn)行，包括PID調(diào)節(jié)；報(bào)警功能：上位機(jī)以畫面方式和聲光信號(hào)方式對(duì)各種參數(shù)超限或設(shè)備狀態(tài)異常進(jìn)行報(bào)警。自動(dòng)配料系統(tǒng)中，設(shè)置上位機(jī)進(jìn)行配料、料流計(jì)量控制，建立配料模型，統(tǒng)計(jì)打印，下位機(jī)采用PLC進(jìn)行皮帶順序控制、電磁振動(dòng)給料機(jī)變頻控制。皮帶輸送機(jī)用變頻器驅(qū)動(dòng)控制，確保系統(tǒng)配料誤差 %。配料系統(tǒng)由8條皮帶秤配料線組成，8臺(tái)皮帶秤分別編號(hào)為1, 2, 8，每臺(tái)秤上分別輸送不同的料。系統(tǒng)中每臺(tái)秤均由可編程控制器(PLC)和上位機(jī)(主機(jī))實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制。整個(gè)配料混合系統(tǒng)由料倉(cāng)、混合機(jī)、稱重模塊、電磁振動(dòng)給料機(jī)、放料閘門等裝置及控制系統(tǒng)構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制、上位機(jī)管理的方式設(shè)計(jì)。(1)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)包括驅(qū)動(dòng)皮帶的電動(dòng)機(jī)，皮帶秤秤體，稱重傳感器、控制電振給料機(jī)的變頻器，料斗料位傳感器，各種電磁閥，西門子可編程控制器及其擴(kuò)展模塊等。PLC采集電機(jī)、電磁閥、變頻器等有關(guān)的控制對(duì)象的信息，經(jīng)過對(duì)輸入信息的處理，反饋控制監(jiān)控對(duì)象，將信息送入上一級(jí)監(jiān)控機(jī)(上位機(jī))。另一方面接受監(jiān)控機(jī)(上位機(jī))的控制指令，通過對(duì)輸入和操作指令的分析、判斷，進(jìn)行綜合處理，輸出控制信號(hào)，控制變頻系統(tǒng)的工作，完成監(jiān)控機(jī)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的實(shí)際控制。本系統(tǒng)中，實(shí)行一臺(tái)變頻器對(duì)一臺(tái)電振給料機(jī)控制。用PLC輸出的數(shù)字量信號(hào)作為變頻器的控制端輸入信號(hào)，通過接受PLC的信號(hào)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速大小，并且向PLC反饋?zhàn)陨砉ぷ鳡顟B(tài)信號(hào)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，向PLC及上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。變頻器對(duì)電振給料機(jī)的控制具有完善的自我保護(hù)和電機(jī)保護(hù)功能。為了保證系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)采用較高性能的PLC，選擇合適的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集模塊，選用合適的變頻器。(2)控制室由一臺(tái)控制計(jì)算機(jī)(PC)以及打印機(jī)、組態(tài)軟件等組成。上位PC接受PLC采集的信息，對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行故障報(bào)警以及參數(shù)顯示，向下屬PLC發(fā)送控制信息。在本系統(tǒng)中，它具有生產(chǎn)工藝流程圖顯示、電機(jī)啟動(dòng)停止控制、變頻器工作狀態(tài)顯示、事故報(bào)警顯示、變頻器運(yùn)行參數(shù)設(shè)置和顯示等功能。圖12 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖48第二章 相關(guān)內(nèi)容簡(jiǎn)介 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理 PLC的結(jié)構(gòu)PLC的實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上是與微型計(jì)算機(jī)相同的，如下圖所示。圖21 PLC的結(jié)構(gòu)((CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/0以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波動(dòng)在10%15%范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。(I/O模塊)I/O模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/O裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。將外部輸入信號(hào)變換成CPU能接受的信號(hào)，或?qū)PU的輸出信號(hào)變換成需要的控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，以確保整個(gè)系統(tǒng)正常工作。編程器適用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過通訊端口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話連接。一般PLC都配有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPA寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。 PLC的工作原理PLC采用了一種不同于一般計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式，即掃描方式。 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，如下圖所示。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。圖22 PLC的工作過程1)輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用。相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。3)輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)才是PLC的真正輸出。PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示。一個(gè)周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用
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