【正文】 的 PC 機和PLC 組成上、下位機控制系統(tǒng)組成，其中上位機是 PC 工控機，為操作人員 提供良好的人機界面，它的功能主要包括通信鏈路的建立，數(shù)據(jù)的接收、校驗、處理與打包發(fā)送，參數(shù)和狀態(tài)的查詢，參數(shù)的修改，報表與圖表的輸出，數(shù)據(jù)庫的更新與維護等。在本系統(tǒng)中就是采用 西門子 S7200 可編程序控制器控制現(xiàn)場設備，并通過 PROFIBUS 現(xiàn)場總線由PC 機進行監(jiān)控。例如在配料混合生產環(huán)節(jié)，通過配料秤智能控制儀，按照預定的配方要求，控制物料的加料過程及配比，用壓制機智控制儀，控制和監(jiān)測壓制過程中的溫度、壓力、流量等。本 文考慮到飼料生產系統(tǒng)的工作過程，選用電子秤，其工作原理如圖 32所示。 攪拌倉所需飼料配料經電子秤中的重量傳感器將配料重量轉換成電壓或電流的模擬訊號，經過內部模數(shù)轉換后以數(shù)字方式顯示。因而，電子秤中重力傳感器的安裝位置對稱重精度具有一定的影響，需要確保三只重力傳感器均能垂直受力。 圖 33 單回路前饋一反饋復合控制系統(tǒng)較為實用可行的電原理圖 PLC 子系統(tǒng)硬件設計 PLC 安裝在飼料生產現(xiàn)場區(qū)域控制器 CPU 中，能夠對飼料生產現(xiàn)場各區(qū)域設置的傳感器以及生產過程、設備工作狀態(tài)等監(jiān)控參數(shù)通過總線進行傳輸并由 PLC 控制器進行數(shù)據(jù)處理，并通過串口總線傳輸給現(xiàn)場控制 PC 機，能夠及時將過程控制的結果以及各項參數(shù)傳輸給現(xiàn)場控制計算機，根據(jù)部署在現(xiàn)場計算機上的生產控制命令進行自動化生產，控制各生產車間設備 (給料機、攪拌倉、成品打包等 )按照生產程序正常工作。燈亮表示該設備在運行，燈熄滅表示該設備停車等。當轉換開關 SB 置于中間位置， KM 線圈失電，其主觸點及常開觸點斷開，電動機電源切斷停止運轉。 PLC 機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下 ,力爭最佳的性能價格比。 S7200 也越來越多地提供了對以前曾由于經濟原因而開發(fā)的特殊電子設備的地區(qū)的進入。 4) 程序存儲卡 為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型 PLC 設有外接 EEPROM 卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內容寫入 PLC，也可將 PLC 內的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM 卡盒內作為備份。 PLC 要實現(xiàn)的功能主要有各物料下料量的采集、各喂料裝置的啟停、各物料下料量的控制、各物料下料量的累計。首選繼電器輸出的條件是 PLC 控制 系統(tǒng)輸出頻率應在 6次 /min 以下，采用這種方法，特點是設計簡單，抗干擾和帶負載能力較強。在本系統(tǒng)中，可通過將 PLC 系統(tǒng)裝置在金屬柜之內，同時將外殼接地來進行磁場屏蔽來防止空間輻射干擾 。 直流輸入模塊圖如下圖 3— 6 所示。 S7200PLC 交流輸入模塊如 EM221 8 點 220VAC，有 8個分隔式數(shù)字量 輸入端，供電電源為 220VAC,如圖 3— 8交流輸入模塊的內部電路與外部電路接線如圖 39 所示。注意規(guī)范接線，盡量按照模塊上的通道順序使用，且未接信號的通道應短接。支持自由通信協(xié)議及 PPI（點對點主站模式）通信協(xié)議 。本章主要闡述 PLC 現(xiàn)場部分的軟件設計以及數(shù)字 PID 控制算法 。按照飼料配料設定成分比例，將檢測獲取的實際給料流量和設定流量進行比較，比較結果作為系統(tǒng)偏差控制的輸入，由調節(jié)器按照系統(tǒng)控制要求按工業(yè)控制中應用較廣的 PID 控制策略進行調節(jié)，具體的調節(jié)過程以及參數(shù)設計將在本章數(shù)字濾波器及 PID 控制小節(jié)中進行闡述。一旦由于某種原因是 KM 輸入信號為“ 0，其對應的接點 M500 恢復為常閉狀態(tài)，在 TO接點仍閉合的情況下，電流便會從 M500 和 TO 使 MO線圈得電并自保。 圖 44 流程設備控制程序塊 停車時， M10 常閉接點斷開，首先切斷 Y4 停 M5，并通過 Y Y M10 回路使 T14 得電，記過延時其常閉接點斷開，切斷 Y停 M4。首先按照一定的規(guī)則將數(shù)字濾波器指令轉換為模擬低通濾波器的技術指標，然后通過濾波器變換而得到數(shù)字域的低通濾波器，最后通過頻 帶變換而成為其他選頻濾波器。但由于雙線性變換法具有頻率壓縮作用，數(shù)字濾波器的頻率響應限制在 0到 л 之間，不存在混疊作用。影響動態(tài)稱重精度的主要因素較多，除了電子皮帶秤自身質量及安裝位置外，也取決于飼料生產的內外環(huán)境，如不同飼料配料成份比重、電機開倉位置導致的落差以及流量速度。輸入補償一一根據(jù)輸入補償方式 ICM 的四種狀態(tài)，決定偏差輸出 CDV。傳送命令為： （ 1）讀內存字： 00RD+內存地址（如 0800） +需要讀取的字數(shù) +?+FCS+’*’+ 回車（ 13H）。 本文 就實現(xiàn)飼料加工自控系統(tǒng)的自動化關鍵技術進行了深入的分析研究。 (2)在傳統(tǒng)飼料生產中，生產員工憑著歷史經驗和個人主觀認識，來進行粉碎、制粒的調速和調質，深知這種調速和調質精度不穩(wěn)定，所受限制因素很多。 特別要感謝李帥、華帥、韓中華等同學， 因為 你們的支持使我在最短的時間完成這篇論文。80s. We sat on the back of pickup trucks for hours. The sky was blue, and we couldn39。時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。在大學階段，我在學習上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的 。本系統(tǒng)不僅可用于飼料廠的技術改造，而且可推廣到食 品加工、醫(yī)藥、建筑材料等行業(yè)，均可以達到較好的控制效果。 PLC 工作狀態(tài)有以下幾種， PLC 數(shù)據(jù)采集定時器流程圖如圖 411所示。數(shù)據(jù)采集模塊示意圖如圖 410 所示。當 PVPH(上限值 )時，則上限報警狀態(tài)(PHA)為“ 1” 。在實際的數(shù)字濾波器設計中，數(shù)字頻率采用標準化頻率，標準化頻率 1 對應的數(shù)字頻率為 л 。巴特沃思濾波器的特點是同頻帶內的頻率響應曲線最為平坦。 數(shù)字濾波與 PID控制設計 數(shù)字濾波器 數(shù)字濾波器是一個離散時間系統(tǒng)，主要由數(shù)字乘法器、加法器和延時單元組成的一種算法或裝置，能夠按預定的 算法，將輸入離散時間信號轉換為所要求的輸出離散時間信號，其核心是數(shù)字信號處理技術。其梯形程序控制圖如圖 44所示。 圖 42 粉碎工段控制流程框圖 典型回路軟件設計 設備輸入狀態(tài)檢測程序塊 中間繼電器 MOM4 構成一個故障檢 測 記憶回路，當轉換開關 SB 置于手動位置， ,輸入信號“ 1”或 自動空氣開關斷開，輸入信號為 “ 0”， 其對應的常閉接點狀態(tài)不變。 對于飼料生產過程的控制，采用循環(huán)控制結構及編程方法，就完全可以達到控制功能的要求，一般包括以下幾個程序塊： a)系統(tǒng)工作狀態(tài)識別及初始化程序塊； b)設備非聯(lián)鎖集中控制操作程序庫； c)流程聯(lián)鎖控制主令啟停操作程序塊； d)設備輸入狀態(tài)檢測程序塊； e)風網設備控制程序塊； f)主流程設備控制程序塊； g)設備故障報警程序及顯示程序塊； h)與上位機通訊數(shù)據(jù)的采集與匯總程序塊。 2) 當有擴展模塊鏈接時 CPU 模塊也為提供 5V電源。 3) AI/O模擬量輸入輸送模塊 A. CPU 本體集成的 2路 AI、 1路 AO 本體集成的 2 路 AI 電壓是 177。在使用 S7200 系列模擬量時，需要注意信號量程范圍、撥碼開關設置、模塊規(guī)范接線、指示燈狀態(tài)信息等。光耦合器 T隔離了外部輸入電路與 PLC 內部電路的電氣連接，并把外部信號整流成內部電路接收的標準信號。數(shù)字量輸入的編程元件為“ I”。 3) PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾設計。 表 31 生產現(xiàn)場 I/O 點數(shù)量和類型表 I/O類型 數(shù)字量輸入 開關量輸出 開關量輸入 信號類型 流量信號 4 按鈕 4 電磁閥 4 速度信號 4 料位傳感器 8 指示燈 8 變頻器 故障 4 接觸器 9 變頻器 啟動 4 調速信 號 3 自動手動切換開關 2 報警電 鈴 2 跑偏檢測電位器 4 PLC 系統(tǒng)硬件設計要點 飼料生產現(xiàn)場 PLC 控制子系統(tǒng)硬件設計關系著本飼料生產線自動化控制系統(tǒng)整個運行的可靠性、穩(wěn)定性、安全性，加之系統(tǒng)包括飼料配比、攪拌加工、成品傳輸、打包分裝，現(xiàn)場儀器儀表包括電子秤、壓力、溫度、風量、物料位等多個檢測點，需要能對重要參數(shù)區(qū)域進行計數(shù)分析，保證生產過程工藝參數(shù)的最佳范圍和各參數(shù)間的最佳組合，就不得不提高 PLC 控制子系統(tǒng)硬件設計抗干擾性，本文主要從系統(tǒng)輸入、輸出電路設計以及抗干擾設計幾點進行闡述 [[3435] 1) PLC 控制系統(tǒng)的輸入電路設計 :在信號源與儀表之間的連接導線、儀表內部的配線就很容易 通過磁禍合在電路中形成干擾。文本信息的顯示用選擇 /確認 的方法，最多可顯示 80條信息，每條信息最多 4個變量的狀態(tài)。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入 PLC 中，在調試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。 SIMATIC S7200 Micro 自成一體：特別緊湊但是具有驚人的能力－特別是有關它的實時性能－它速度快，功能強大的通訊方案，并且具有操作簡便的硬件和軟件。 PLC 選型 PLC 產品的種類繁多。如一次回路的合閘分閘按鈕、各樓層信號聯(lián)絡按鈕、指示燈、各工段的主令啟動、停車按鈕等。 圖 34 飼料廠生產過程 PLC 控制系統(tǒng)框圖 飼料廠生產過程 PLC 控制系統(tǒng)框圖各部分功能如圖 34 所示 : 1） PLC 作為控制主機安裝在 PLC 柜內，通過其 I/O 模塊，接收來自 MCC 柜內的交流接觸器、保護元器件 (自動空氣開關、繼電器、現(xiàn)場傳感器 )等動作輸入信號以及操作臺上控制按鈕主令信號，根據(jù)程序運行的結果發(fā)出輸出信號，控制 MCC 柜內的交流接觸器動作，從而達到控制監(jiān)測現(xiàn)場設備的目的。同時具有遠程數(shù)據(jù)通訊功能，可以設定預置功能及落差補償功能，可實現(xiàn)準 確、高速動態(tài)采樣。角的情況下則需要計算稱重誤差，計算公式為△W=W (1cosa)。電子秤能夠實現(xiàn) CPU 單總線雙向數(shù)據(jù)通訊 。 圖 3— 1 皮帶秤結構工作示意圖 其中飼料生產所需要的各種配料按照給定配方通過給料設備送至配料點的子皮帶秤進行過磅，電子秤相當于重力及速度檢測傳感器，能夠將配料稱重以及皮帶傳速進行數(shù)字顯示，同時利用數(shù)模轉換將配料進給的瞬時流量、累計量等數(shù)據(jù)以 4~20mA 模擬電流形式送往 PID 調節(jié)器，整個系統(tǒng)按照閉環(huán)方式進行控制，調節(jié)器根據(jù)測量值與設定值的偏差進行負反饋控制，輸出控制結果給變頻器去驅動電機來控制傳送皮帶給料的速度，確保飼料進料量按照預定要求進行配置。 整個飼料生產自動化控制系統(tǒng)的設計包括稱重方式選擇、給料方式選擇、生產線結構方式選擇、配料控制系統(tǒng)的設計等。此外，在本工程設計中，為了避免電源對系統(tǒng)造成的干擾，計算機、所有 PLC、工控儀表、 變送器的電源均采用一體化供電方式，輸入輸出信號全部用繼電器隔離，防止強電損壞設備以及信號相互干擾。對于一些工 I/O 點數(shù)較多，控制系統(tǒng)功能程序及過程比較復雜的系統(tǒng)，則一般采用定期采集、定期輸出的方式，能夠滿足較好的實時性控制要求。在每一次的掃描過程中，還要完成對輸入信號的采集和對輸出狀態(tài)的刷新等工作，周而復始地進行下去。二是使用時省電，運行費用也少 。 PLC 具有如下幾個典型特點 (1)可靠性高，抗干擾能力強 不論是硬件還是軟件， PLC 都采取了很多措施，所以 PLC 控制系統(tǒng)非常可靠。具體的說，它是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)， 其內部結構如圖 2— 2 所示， 主要為工業(yè)環(huán)境所應用。 在進行給料量計算時，按照如下算法過程進行。同理，為了實現(xiàn)和增量法同樣的效率和控制精度，減量法也采取雙速卸料，在快速卸料量達到給定 值的 90%左右開始變?yōu)槁傩读?。其中進料式稱量又可分為零位法和增量法等稱重方式，零位法指的是料倉開始從空位給料，直到料倉滿足給定要求，即停止加料，然后打開料倉放料直到空位，再重新稱重。電磁振動給料機運用機械振動學的共振原理使得飼料生產中所需要的 混合料在低臨界共振狀態(tài)下工作在給料過程中，物料在料槽中被連續(xù)拋起，并 按拋物線軌跡向前跳躍運動，這種給料方式因為不需要轉動部件，同時對料槽的磨損比較小，具有耗電少、體積小、重量輕、運費低等優(yōu)點。根據(jù)飼料生產所需原料的不同特性 ，需要分別選用不同的給料設備。 第 2章：本章簡單介紹了 PLC 以及局域網控制基礎知識，然后對飼料生產工藝流程控制系統(tǒng)進行深入分析，針對飼料生產自動化配料系統(tǒng)的功能設計要求提出了系統(tǒng)總體 框 架 設計，最后給出了系統(tǒng)的的要求，提出了硬件、軟件系統(tǒng)構造方案，包括硬件設計要點和軟件設計要點。美國及歐洲的一些國家的飼料廠從火車、汽車進料，到成品散裝出料，全部為計算機自動控制，整廠單班操作人員只需要兩個人。 飼料廠自動控制系統(tǒng)的發(fā)展經歷了人 工手動控制、機械電氣控制、單片機控制、工業(yè)計算機集中控制等幾個階段。 論文研究的目的和意義 飼料生產在工業(yè)生產中有著非常重要的作用，不但是生產過程中 的一個重要環(huán)節(jié)，更是源頭工序，直接關系著下游生產能否順利進行，決定著產品的質量。在自動配料生產工藝過程中，將主料與輔料按一定比例配合，由皮帶稱完成對皮帶輸送的物料計量。 摘 要 隨著電子技術的發(fā)展，許多城