【正文】 廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 參考文獻(xiàn) [1]桑占良 . 水泥包裝機新型電控系統(tǒng)的研究 [D].青島：中國海洋大學(xué) ,20xx. [2]清華大學(xué)電子學(xué)教研組，楊素行 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程 [M].第 3版 . 北京：高等教育出版社， 20xx. [3]清華大學(xué)電子學(xué)教研組，閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M].第 5版 . 北京：高等教育出版社， 20xx. [4]孫婷 . 參數(shù)自整定 PID 控制算法應(yīng)用研究 [D].西安：西安大學(xué)， 20xx. [5]劉劍 ,陳建 ,鄔連學(xué) . 一種數(shù)字 PID 控制算法分析 [J]. 承德石油?？茖W(xué)校校報 ,20xx,9(3):1113. [6]GuoQiang Zeng, KangDi Lu, YuXingDai. ect. Binarycoded extremal optimization for the design of PID controllers[J]. Neuroputing,20xx,138:180188 [7]胡學(xué)芝，劉笑平 . 水泥包裝機主軸變頻調(diào)速系統(tǒng)研究 [J]. 湖北理工學(xué)院學(xué)報 ,20xx， 29(2):14. [8]Junjie Zhang, Zhenfeng Wang, Junbo Sun. ect. PLC Modeling and Checking Based on Formal Method[J]. Software Engineering amp。 廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 5 總結(jié) 本文的主要內(nèi)容是關(guān)于旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機電氣控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計，以性價比高，實用性強為設(shè)計理念，設(shè)計出可靠性較強，效率較高的 水泥包裝機控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采樣首先要做的就是先啟動 A/D 轉(zhuǎn)換器，接著檢查采樣的次數(shù)有沒有符合系統(tǒng)規(guī)定的次數(shù)，如果沒有到規(guī)定的次數(shù)，就繼續(xù)的執(zhí)行采樣操作，如果得到了規(guī)定的次數(shù)，就可以綜合全部數(shù)據(jù)來計算，在這個程序中運用的方法 是，運用中值數(shù)字濾波的方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，降低了其他因素的干擾。這里的初始化包括很多，主要有：讀取水泥袋的皮重，讀取所需點的值，把 I/O 口初始化，將下料器的閘板電磁鐵釋放。此次的軟件設(shè)計，要求在能實現(xiàn)各個功能的前提下，程序還必須要簡單明了，流程不能過于復(fù)雜，要刪繁就簡，而且性能要可靠。 19號引腳是 XTAL1，此引腳接與外部晶體的一個引腳相連。電阻分壓式地轉(zhuǎn)換器只需要一種電阻就可以了，精度還是比較好控制的，就算電阻誤差會很大 ,非單調(diào)性出現(xiàn)的幾率也比較小 ,這是他的一個比較好的地方。下圖 35為該轉(zhuǎn)換器的原理圖 [2]。還有，因為“電流反饋”結(jié)構(gòu)的存在， AD627的共模抑制比非常的優(yōu)秀。如果 R1=R2， R3=R4， R4=R5，那么有 增益 G= (1+2R1/Rg)Rf/R3，因此，我們也知道，想要改變電路的增益，只需要使 Rg 的值發(fā)生變化就可以了。為了不出現(xiàn)非線性誤差，我們選取差動電橋電路。 電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變式稱重傳感器地工作原理是基于應(yīng)變片地應(yīng)變效應(yīng)來實現(xiàn)的。第七步：按下紅色的停止按鈕 1，檢查停止的順序是不是正確，指示燈是否有顯示。啟動順序：運行振動篩，等待 6s之后運行斗式提升機，再經(jīng)過 6s之后，水泥輸送電機運行。在選擇 I/O點數(shù)的時候，應(yīng)當(dāng)在正常的輸入輸出點數(shù)的基礎(chǔ)上，增加 10%— 20%的余量，作為最終的點數(shù)估算數(shù)據(jù) [11]。對于 PLC 的程序執(zhí)行階段，它的工作過程是，對于 PLC 程序執(zhí)行階段，其工作過程是，根據(jù)命令，存儲用戶程序指令，掃描，并執(zhí)行每個指令后，操作，和后處理，然后，它的輸出寫入狀態(tài)寄存器，一步一步的閱讀，輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也跟著變化。第三種我們稱作大型機， I/O 點的數(shù)量為 2048 點以上，模擬量的數(shù)目在 128— 512 之間 [9]。而其他可選的部件主要有：外存儲 器、通訊接口、擴展接口等，它們主要的功能是存儲程序、編程、進(jìn)行系統(tǒng)擴展和系統(tǒng)功能測試等等 [8]。 計量精度的分析 老式包裝機的缺點：（ 1）還采用 8 位的 AD 轉(zhuǎn)換器，測量精度不夠，顯示精度只能夠達(dá)到 ，計量精度只能達(dá)到 ；（ 2）零點地調(diào)節(jié)，稱重數(shù)值的設(shè)定與改變都是通過電位器來調(diào)節(jié)，可是水泥廠粉塵多，污染 大，電位器容易損壞，不夠穩(wěn)定；（ 3）抗干擾能力差，干擾信號容易通過檢測信號線串入，且大型設(shè)備的開停容易產(chǎn)生電壓波動，影響計量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。機械稱的工作原理需要用到杠桿原理，但是杠桿工作久了會引起摩擦，而大大降低了杠桿動作的速度。這樣也就可以知道了實際地等效原理圖。我們要弄懂一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，就必須要了解構(gòu)成這個系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，并且了解它的數(shù)學(xué)模型，這樣之后，計算機才能夠準(zhǔn)確的分析出來 [5]。下圖 24為 PID 控制器的結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)把萬能開關(guān)向左轉(zhuǎn)到一定的位置的時候，在萬能開關(guān)中的其余兩對觸點開始閉合，在這個時候，整個系統(tǒng)處在自動運行的聯(lián)鎖狀態(tài)。手動運行主要是在檢修時和發(fā)生故障需要恢復(fù)時用到，聯(lián)鎖自動運行應(yīng)用于正常工作狀態(tài)，只需按下啟動按鈕，系統(tǒng)即可自動聯(lián)鎖運行。當(dāng)水泥袋旋轉(zhuǎn)到固定的卸包位置后，微機系統(tǒng)收到形成開關(guān)發(fā)來的信號，指示卸包機工作，將水泥袋推入卸包處的輸送皮帶，卸包過程完成。這些全部的構(gòu)件都將安裝在一個可以旋轉(zhuǎn)地系統(tǒng)上，而包裝倉與每一個漏斗的上部相連。旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機的出灰嘴比較多 ,普遍的有 8 嘴、12 嘴、 14 嘴，因為包裝機可以旋轉(zhuǎn)，所以在插放水泥袋的時候工人可以不用移動，等包裝機的出灰嘴轉(zhuǎn)到自己前面時在插入水泥袋，完成灌裝。 （ 2）旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機的整個系統(tǒng)控制的研究；包含硬件和軟件，畫出電氣控制原理圖，確定控制方案。所以，我們的旋轉(zhuǎn)式水泥包裝的電氣控制系統(tǒng)，有很多需要改進(jìn)的地方。首先對旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機的工藝流程進(jìn)行了分析，確定了主控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，重點研究了該控制系統(tǒng)的幾個關(guān)鍵的部分，即給料 —— 插袋 ——灌裝 —— 計量 —— 掉袋這幾個部分的工作原理與控制分析，提出了控制設(shè)計與改進(jìn)方案。 關(guān)鍵詞 ： 旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機； PLC；計量系統(tǒng)；單片機廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract The rapid economic development in our country, urban and rural construction speed, recently countries continued to increase investment in infrastructure across the country, demand is greatly increased. So, in order to match the needs of the cement production, it is necessary to reform production process, realize the highly automated production. According to the working process of the rotary cement packing machine, automatic production is realized by using PLC control was studied. The technological process of rotary cement packing machine was analyzed, and make sure the design of the main control system, the control system is mainly studied several key parts, namely the feeding pockets filling, measuring off bag of this a few part of the working principle and control analysis, designing and improving the control scheme is proposed. Key Words： Rotary cement packing machine。系統(tǒng)精度的計量，自動化水平的上升，都是有可能繼續(xù)實現(xiàn)的。 （ 3）對計量系統(tǒng)的精度控制的研究，并對該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計?，F(xiàn)階段在我們國家，旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機應(yīng)用 得更廣泛，固定式水泥包裝機相對比較少。包裝倉里面有一個可以用 來調(diào)節(jié)料位高度地料位器，這樣能夠大大地提高包裝精度。最后，進(jìn)入周期性工作狀態(tài)。 振動篩控制電路的簡介 振動篩控制電路原理圖如下圖 22 所示，把萬能開關(guān)向左轉(zhuǎn)到一定角度，處于萬能開關(guān)中的一對觸點馬上閉合，在這個時候系統(tǒng)處在手動控制的狀態(tài)，接著把 SB2 按下，系統(tǒng)當(dāng)中的接觸器線圈 KM1 得電吸合，此時接觸器 KM1 進(jìn)行了自鎖，電動機開始正常的運行，隨后把 SB1 往下按，系統(tǒng)中的接觸器線圈開始斷電，接觸器線圈的觸點打開，運行中的電機因為斷電而停止運行。主軸地轉(zhuǎn)速是通過變頻器來調(diào)節(jié)的。 廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 24 PID控制器結(jié)構(gòu)圖 水泥包裝機的旋轉(zhuǎn)速度是通過變頻器來調(diào)節(jié)的，變頻器向電機提供驅(qū)動信號。在這里，我們主要去了解變頻器地數(shù)學(xué)模型，還有三相異步電動機地數(shù)學(xué)模型。 計量系統(tǒng)的簡介 計量系統(tǒng)在水泥包裝機的應(yīng)用 在旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機控制系統(tǒng)當(dāng)中，計量系統(tǒng)系統(tǒng)是其中的一個非常核 心的部分，它對精度的控制直接影響了出廠的水泥是否達(dá)到了出廠的重量，是否達(dá)到了出廠的要求。而用來檢測杠桿的運動的位置的時候用到的是接近開關(guān)，而在水泥生產(chǎn)的惡劣環(huán)境來說，接近開關(guān)往往比較容易損壞，壽命比較短，電參數(shù)總是不太穩(wěn)定，這樣接近開關(guān)往往就得不到應(yīng)有的作用。 影響袋重的因素有：（ 1）稱量機構(gòu)的彈簧片出現(xiàn)松動，稱體和包裝機之間有接觸，或者位置出現(xiàn)不對稱，導(dǎo)致包裝機稱重偏大或出現(xiàn)數(shù)值飄移；（ 2）出料口應(yīng)與出料管垂直，以免在出料時被擠壓的壓力過大，影響精度；（ 3）供料系統(tǒng)要均衡，下料倉內(nèi)的氣壓要保持穩(wěn)定，保證氣動裝置能夠準(zhǔn)確動作，保證精度。CPU 作為 PLC 最核心的部分，能夠準(zhǔn)確快速的處理字節(jié)的指令，對系統(tǒng)起到有效的控制作用。為了方便用戶在實際應(yīng)用時根據(jù)自己的需求來配置，在進(jìn)行具體的功能設(shè)計選擇時，一般采用模板式的結(jié)構(gòu)。對于程序地輸出刷新階段，它的工作過程是，在全部的指令執(zhí)行結(jié)束之后，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)被輸送到輸出的鎖存器當(dāng)中，之后通過不同的方式進(jìn)行輸出，驅(qū)動相應(yīng)的輸出設(shè)備進(jìn)行工作。綜合旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機的系統(tǒng)工藝流程和技術(shù)特點來考慮，以我們以最具性價比的方式選擇了由西門子公司生產(chǎn)的 S7— 200系列的 PLC，由統(tǒng)計資料可以知道，這個控制系統(tǒng)需要的 I/O 點有： 38個開關(guān)量輸入，38 個開關(guān)量輸出， 3 個模擬量輸入，兩個模擬量輸出。第二步：按下紅色的停止按鈕 1，檢查停止的順序是不是正確，指示燈是否有顯示。停止順序：停止下料機，下料機停止下料， 7s 之后，旋轉(zhuǎn)式包裝機停止運行，再經(jīng)過 7s 之后，卸包機停止工作，再經(jīng)過 7s之后，理順機停止工作，再聯(lián) 鎖 狀 態(tài)運 行 狀 態(tài)聯(lián) 鎖 狀 態(tài)運 行 狀 態(tài)運 行 狀 態(tài)聯(lián) 鎖 狀 態(tài)料 位 上 限料 位 上 限料 位 下 限料 位 下 限電 機電 機電 機聯(lián) 鎖 指 示聯(lián) 鎖 指 示聯(lián) 鎖 指 示運 行 指 示運 行 指 示運 行 指 示料 位 上 限 指 示料 位 下 限 指 示振 動 篩中 間 倉下 料 機包 裝 機下 料 機包 裝 機理 順 機卸 包 機卸 包 機理 順 機包 裝 機 的料 倉振