基于plc和變頻器的物料攪拌控制系統(tǒng)設(shè)計-免費閱讀
【正文】 3）、電源模塊的選擇 電源模塊的選擇一般只需考慮輸出電流。當(dāng)驅(qū)動電感性負(fù)載時，最大開閉頻率不得超過 1Hz。一般24V 以下屬于低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。 PLC 從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號都需經(jīng)過一定距離。 I/O 點數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。一般PLC 及其外部電路（ I/O 模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作： 溫度 工作溫度 0～ 55℃，最高為 60℃ 儲存溫度 40℃～＋ 85℃ 濕度 相對濕度 5%～ 95%(無凝結(jié)霜 ) 振動和沖擊 滿足國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn) 電源 交流 200V，允許變化范圍為 15%～＋ 15%，頻率為 47～ 53Hz 瞬間停電保持 l0ms 環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對 于 需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。一個大型企業(yè)選用 PLC 時，盡量要做到機型統(tǒng)一。 硬件系統(tǒng)器件選型 PLC 機型選擇 PLC 機型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價格比。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 10 頁 第四章 硬件設(shè)計 硬件系統(tǒng)構(gòu)成原理 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計思想，可以構(gòu)建如圖 所示的硬件系統(tǒng)框圖： 圖 硬件系統(tǒng)框圖 其中：（ 1）控制模塊：控制模塊由各種開關(guān)根據(jù)實際的開關(guān)需要發(fā)出開關(guān)量信號，使 PLC 根據(jù)相關(guān)開關(guān)信號發(fā)出相關(guān)控制指令。 ③ 物料 A輸送到變頻調(diào)速電機 M1所帶動的傳送帶上。 （ 2） 、物料 B 的計量 常用的液體物料的計量方式有以下幾種：電磁流量計、計量泵、渦街流量計 。運算器的計算方法一般有積分法和累加法兩種 數(shù)學(xué)模式。 通常電機的同步轉(zhuǎn)速表示為： 式中 旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，通常稱為同步轉(zhuǎn)速 電流頻率； 旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 (3) 閉環(huán)過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 5 頁 可編程控制器 (PLC)從上個世紀(jì) 70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對開關(guān)量進(jìn)行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)。 單片機控制 單片機作為一個超大規(guī)模的集成電路，機構(gòu)上包括 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口電路。根據(jù)攪拌設(shè)備的功能特性、運作順序等，設(shè)計中可選用電磁閥、時間繼電器來實現(xiàn)液體的流入和時間上的延時，從而滿足其控制要求。例如采用噴射泵對水及醋酸丁酯進(jìn)行混合；在石油精制中，也采用使液體流過設(shè)置在管路中的銳孔板或擋板，以便使兩種液體進(jìn)行接觸。設(shè)備有大型化發(fā)展的趨勢，也需求攪拌設(shè)備大型化。在液體中進(jìn)行攪拌時，攪拌器的功能不僅引起液體的整個運動，而且要在液體中產(chǎn)生湍動，湍動程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。 PLC是微處理器技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，他克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗低、通用性和靈活性比較差等缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點 ；本次設(shè)計采用 PLC也是充分考慮了 PLC的優(yōu)越性，以及他在工業(yè)控制環(huán)境中的優(yōu)異表現(xiàn)。本文介紹的物料攪拌系統(tǒng) 以 PLC 作為控制核心，結(jié)合變頻器等完成物料攪拌的自動控制系統(tǒng) ，能夠較好的滿足攪拌系統(tǒng)的要求。隨著微處理器、計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程序控制器 PLC 已在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用，而且所占比重在迅速的上升。基于 PLC可靠性高、抗干擾能力強、系統(tǒng)的設(shè)計和建造工作量小、維護(hù)方便、容易改造的特點，設(shè)計以 PLC作為控 制核心，結(jié)合變頻器等完成物料攪拌的自動控制系統(tǒng)。 因此，從更微觀更本質(zhì)的角度 ,例如采用先進(jìn)的測試手段和建立合理的數(shù)學(xué)模型 ,獲取攪拌槽中的速度場、溫度場和濃度場 ,不僅對開發(fā)新型攪拌設(shè)備，而且對攪拌設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計具有十分重要的經(jīng)濟意義 ,對放大和混合的基礎(chǔ)研究具有現(xiàn)實的理論意義。對高粘度流體，特別是非牛頓型流體的攪拌傳熱的研究，也是近年來的一個方向。三葉后掠式攪拌器是目前大型聚合釜采用的一種較好攪拌器。 在本設(shè)計中我將引入 PLC來實現(xiàn)其攪拌控制功能。 繼電器控制系統(tǒng) 控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。但工控機價格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。 PLC 的基本功能： (1) 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制 造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。 （ 5）體積小，重量輕，能耗低 （ 6）硬件配套齊全，擁護(hù)使用方便，適應(yīng)性強 、系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)原理圖如圖 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 7 頁 圖 系統(tǒng)原理圖 固體物料 A的給料控制方式與計量 （ 1）、物料 A 的給料量控制 物料 A是一種固體狀物料，在給料時要求給料控制設(shè)備能夠根據(jù)用料量的大小來實時調(diào)節(jié)。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 8 頁 電子皮帶秤是一種連續(xù)輸送松散物料進(jìn)行自動稱量的專用儀器，在我國各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 利用電動調(diào)節(jié)閥來控制液體給量的裝置。物料 A 和物料 B通過這一裝置達(dá)到混合均勻。 ⑦ 將物料 A 和物料 B 輸送到攪拌器中后對其進(jìn)行攪拌。 （ 4） 物料 A的控制模塊：物料 A的控制模塊主要有幾部分組成 ,變頻電機 M1主要用于控制物料 A 的量；恒速電機 M2 主要用于將物料 A 送入攪拌器。整體式結(jié)構(gòu)把 PLC 的 I/O和 CPU 放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價格便宜。 PLC的編程分為離線編程和在線編程兩種。通常，一條邏輯指令占用存儲器一個字。 通過 I/O 接口模塊可以檢測被控
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