【正文】 。 1．定義 I/O 設備 在力控中，把需要與力控組態(tài)軟件之間交換數(shù)據(jù)的設備或程序都作為I/O 設備， I/O 設備一般通過串口和以太網等方式與上位機交換數(shù)據(jù)；只有定義了 I/O 設備后，力控才能通過數(shù)據(jù)庫變量和 I/O 設備進行數(shù)據(jù)交換。 3． 創(chuàng)建 畫面 根據(jù)本系統(tǒng)的特點，設計了監(jiān)控系統(tǒng)主界面。 本次設計的重點是各元件的選擇，控制程序的設計和監(jiān)控系統(tǒng)的設計。另外 本課題的物料有一定粘性，除了在料斗的內壁涂抹特殊的化學材料，應該編寫去皮程序。感謝 楊 老師 和張老師對我的課題提出了很多寶貴的意見，使我的研究 方向更加明確，使我的想法更加的貼合實際。 PLC 控制的效率提高了在高速行駛時高達 95％的速度同步。由于電力驅動的運動控制技術的面世，使用可編 2 程邏輯控制器（ PLC）的電動注塑機應用的電力電子技術已在制造自動化中被介紹 [1]、 [14]。除了電機控制功能， 異步 電動機還有很多應用，對一些具體的模擬和數(shù)字 I / O 信號的處理，進站的信號，跳閘信號，開 /關 /反向命令。 控制器的構想，它多次執(zhí)行三個步驟的操作： a）從輸入模塊讀取輸入 b）解決預先設定的控制邏輯 c）根據(jù)控制邏輯解決方案的輸出模塊生成輸出。這種模塊化的方法有初始配置可以為未。 2． PLC 作為系統(tǒng)控制器 可編程邏輯控制器是 模塊化，工業(yè)硬化的計算機執(zhí)行控制功能，通過模塊化的輸入和輸出（ I / O 的）模塊。一個三相異步電動機的功率因數(shù)控制器采用PLC 來提高功率因數(shù)，并保持整個控制條件下的電壓頻率比恒定?？删幊踢壿嬁刂破鳎?PLC）廣泛應用于工業(yè)控制，因為它們價格便宜，易于安裝和應用非常靈活。 PLC 的相關運行參數(shù)按用戶要求的速度和監(jiān)控系統(tǒng)在正常運行和跳閘條件下。他 們 嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。這種控制系統(tǒng)的稱重精度較低 。 此系統(tǒng)中分別對開關精靈、紅綠燈、轉向指示進行了相關 的動畫連接，從而可以動態(tài)的實現(xiàn)系統(tǒng)的控制。 DB 提供的標準點類型有：模擬 I/O 點、數(shù)字 I/O 點、累計點、控制點、運算點等。 選擇三維力控 軟件作為系統(tǒng)組態(tài)軟件。自動運行子程序的 功能是實現(xiàn)自動運行。 圖 24 PLC 外圍擴展電路 27 第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 S7200 PLC 的編程軟件 PLC 控制軟件使用西門子 STEP7 軟件開發(fā)。 KM KM2 為接觸器； FR FR2 為電機過載 保護用的熱繼電器：； FQ FQ2 為 斷路 器 。 2．控制電路斷路器 NB7S63 小型斷路器 (以下簡稱斷路器 )，適用于交流 50Hz，額定工作電壓 220V，額定電流至 63A 線路中，對線路進行遠距離控制分斷或自動信號控制分斷，同時對線路起過載和短路保護之用，也可以作為線路的不頻繁操作轉換之用。 （ 6）功率消耗：當輸入激勵量為額定值時，繼電器的功率消耗不大于7W。 中間繼電器 的選擇 DZ10 系列中間繼電器 (以下簡稱繼電器 )作為輔助繼電器，用于各種保護線路中，以增加主保護繼電器的觸點數(shù)量或觸點容量。選擇歐姆龍 E3F3R31 2M 型光電開關 。廣泛應用于自動化加工生產線上材料或產品的輸送，傳遞 。電壓 380V，頻率 50HZ。從 新鄉(xiāng)市豫北電機有限公司 生產的 Y 系列三相異步電動機 中選擇合適的電動機。 塑料齒輪的舵機在超出極限負荷的條件下使用可能會崩齒，金屬齒輪的舵機則可能會電機過熱損毀或外殼變形。 （ 2）轉矩 舵機扭矩的單位是 KG?CM，這是一個扭矩單位。舵機安裝了一個電位器或其它角度傳感器檢測輸出軸轉動角度，控制板根據(jù)電位器的信息能比較精確的控制和保持輸出軸的角度。 （ 5）使用跳線器 J1 選擇 010 V、 0 20mA 或 4 20mA 的模擬輸出。 （ 3） 本變送器連接的稱重傳感器的最大數(shù)量為 4 350 歐姆。 為防止變送器在運行過程中受到損壞，請始終保持金屬蓋子處于關閉狀態(tài)。 1． AT10 模擬型稱重變送器規(guī)格 ，如表 22 AT10 稱重變送器規(guī)格 所示。 零點溫度系數(shù) %./ ℃ ≤177。 1． 托利多 MTB5 稱重傳感器 產品特點 （ 1） 獲得荷蘭 NMI 頒發(fā)的 OIML R60 C3 證書 （ 2） 安裝高度低 （ 3） 不銹鋼材質 （ 4） 焊接 密封，防護等級 IP68 （ 5） 防爆性能滿足 EEx ib tlc T4 要求 （ 6） 同 HBM Z6 兼容 （ 7） 可提供高溫傳感器，最高工作溫度為 200℃ （ 8）適用于包裝秤、皮帶秤和化工 等行業(yè)的配料稱重控制 。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。 2．靈敏度的選擇 通常，在傳感器的線性范圍內，希望靈敏度越高越好。在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進行調查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇適合的傳感器，或采取適當?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。 柱環(huán)式傳感器由于本身的結構特性目前大多僅用于測量拉力，其精度一般在 到 之間。選用一個模擬量輸入模塊： EM235（ 4 路模擬量輸入 ,1 路模擬量輸出）。 （ 5） 舵機閥門信號需要 1 路輸出。 8 西門子 S7200 相關模塊的確定 S7200PLC 是西門子公司的一種小型 PLC。在PLC 系統(tǒng)設計時，確定控制方案后，下一步工作就是 PLC 工程設計選型。開始進入下次稱重。PLC 發(fā)出指令使舵機 閥門 始終保持在 0 度，輔助斗下料門全部開啟，大流量指示燈亮。圖 11 為系統(tǒng)框圖 ?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。單片機是將計算機的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計算機，通常片內都含有 CPU、 ROM、 RAM、并行 I/O、串行 I/O、定時器 /計數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。80 年代以來，我國通過自行研究 、 引進消化吸收和技術改造 ， 已由傳統(tǒng)的機械式衡器步入集傳感器、微電子技術、計算機技術與一體化的電子衡器發(fā)展階段。 電子稱的發(fā)展過程與其他事物一樣，也經歷了由簡單到復雜 ，由 粗糙 2 到精密 ， 由機械到機電結合再到全電子化 ， 由單一功能到多功能的過程。這種稱重系統(tǒng)存在很多缺陷。利用電磁鐵控制稱重斗下料門開合，通過光電開關防止輔助斗物料溢出，利用報警器實現(xiàn)報警功能。通過實際重量與變速重量、目 標重量相比較，利用 PWM 脈沖控制舵機閥門旋轉角度，從而控制下料流量大小。生產線上的物料質量都由工人師傅手動控制。 2． 稱重技術的發(fā)展概況和 趨勢 隨著第二次世界大戰(zhàn)后的經濟繁榮，為了把稱重技術引入到生產工藝過程中去，對稱重技術提出了新的要求，希望稱重過程自動化，為此電子技術滲入衡器制造業(yè)，產生了電子 稱。 50 年代開始出現(xiàn)了以稱重傳感器為主的電子衡器。 （ 1）單片機控制方案。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的生產過程。 系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)由進料電動機、出料電動機、 PLC、稱重傳感器、稱重變送器、電磁鐵、舵機、指示燈、報警器、光電開關等組 成。 2．系統(tǒng)的工作過程 （ 1）大流量進料階段 按下相應按鈕后，進料電動機啟動，電磁鐵得電使稱重斗下料門閉合。在自動狀態(tài)下，達到定時時間后，電磁鐵自動得電，稱重斗下料門關閉，輔助斗下料門完全開啟。合理選用 PLC，對于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術經濟指標有著重要意義。 在 此，考慮到西門子 (Siemens)PLC 在中國市場的占有率較高，到系統(tǒng)本身規(guī)模不大，本課題選擇西門子 S7200 系列可編程序控制器作為控制器。 （ 4） 光電開關信號需要 1 路輸入。 3．確定相關模塊 根據(jù)輸入輸出點數(shù)，以及考慮到今后對系統(tǒng)的維護和擴充使用，要保留 1/8 的裕量， 并且要求具備輸出 PWM 脈沖功能， 因此我們選用 S7200系列的 CPU 模塊為： CPU224XP DC/DC/DC（輸入點 14 點，輸出點 10 點）。橋式傳感器精度高，標定方便，普遍應用于汽車秤跟平臺秤等多個場合。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，必須要有較強的環(huán)境適應能力。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能經受住長時間的考驗。 4．精度 的選擇 精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。 托利多 MTB5 稱重 傳感器 根據(jù) 和 的結論，選擇 托利多 MTB5 單點式波紋管焊接密封不銹鋼傳感器 。 1 溫度補償范圍 ℃ 10～ +40 工作溫度范圍 ℃ 20～ +65 靈敏度溫度系數(shù) %Load/ ℃ ≤177。 AT10 模擬型稱重變送器 根據(jù)工程的實際情況和傳感器的數(shù)量，我們 選擇 AT10 模擬型稱重變送器 。 14 表 23 AT10 各端子功能 20 極 MA 6 極 MB 1. 傳感器 1 激勵電壓 21. 模擬輸出 0/420mA+ 2. 傳感器 1 激勵電壓 + 22. 模擬輸出 010V+ 3. 傳感器 1 信號 – 23. 模擬輸出 4. 傳感器 1 信號 + 24. 電源 (24V) 5. 屏蔽 25. 電源 (24V)+ 6. 傳感器 2 激勵電壓 26. 接地 7. 傳感器 2 激勵電壓 + 8. 傳感器 2 信號 – 9. 傳感器 2 信號 + 10. 屏蔽 11. 傳感器 3 激勵電壓 12. 傳感器 3 激勵電壓 + 13. 傳感器 3 信號 – 14. 傳感器 3 信 號 + 15. 屏蔽 16. 傳感器 4 激勵電壓 17. 傳感器 4 激勵電壓 + 18. 傳感器 4 信號 – 19. 傳感器 4 信號 + 20. 屏蔽 3． AT10 總則 本變送器必須安裝在 DIN 導軌上，端子塊 “ MA”的位置必須垂直處于下方。 （ 2） 如果傳感器電纜為 6 芯導線 (含 +/ sense)，則“ + Sense”必須和“ +Exc”的端子連接在一起；“ Sense”必須和“ – Exc”的端子連接在一起。 （ 4） 模擬輸出的電纜連接必須遵循其自身的路徑。能夠利用簡單的輸入信號比較精確的轉動給定角度的電機系統(tǒng)。之間。 （ 3）尺寸、重量和材質 舵機的功率（速度轉矩）和舵機的尺寸比值可以理解為該舵機 的功率密度，一般同樣品牌的舵機，功率密度大的價格高。 MG955 舵機 MG955 參數(shù)： （ 1）產品尺寸： ** 17 （ 2）產品重量： 55g （ 3）工作扭矩： 13Kg/cm （ 4）反應速度： 5362R/M （ 5）轉動角度：最大 180 度 （ 6）結構材質 :金屬銅齒、空心杯電動機、雙滾珠軸承 電動機 的選擇 本方案 對 用到的電動機沒有特 殊的要求，根據(jù)功率和轉速選擇合適的電動機。工作方式： S1 連續(xù)工作制，環(huán)境溫度－ 15— +40℃，海拔 1000 米以下。 表 24 Y90L2 型號 電動機參數(shù) 型號 功率 (kW) 馬力 hp 電流 (A) 轉速 (r/min) 效率 η（％） 功率 因數(shù)(cosφ ) 堵轉轉矩額定轉矩 堵轉電流額定電流 重量 (kg) Y90L2 3 2840 27 18 電磁鐵的選擇 電磁鐵在通電狀態(tài)下可產生強勁吸附力，把它安裝在自動化設備中可對被吸附物體起到停止或移動作用。 19 光電開關 的選擇 考慮到光電開關在工作過程中對其質量要求較高的原因，選擇歐姆龍公司的光電開關。 表 27 電鈴 UC4 參數(shù) 寸數(shù) 直徑 mm 電流 ≤mA 功率 VA 2 55 50 8 21 續(xù)表 27 寸數(shù) 直徑 mm 電流 ≤mA 功率 VA 3 75 80 10 4 100 97 22 6 150 100 25 8 200 105 25 10 250 125 30 12 300 150 35 本方案選擇直徑為 150mm 的電鈴 。 （ 5）返回時間：當輸入激勵量由額定值降至零時，繼電器的返回時間不大于 60ms。 本方案選擇 DZ 10820/2 11 型斷路器 2 個。 主 電路設計 M1 為 進料電動機 電機 ， M2 為 出 料電動機電機。 圖 23 PLC 硬件連接圖 26 詳圖見大圖。