【正文】 18 電子皮帶秤簡介 21 概述 21 22 23 23 24 概述 24 24 25第三章 控制方案的確定及其實(shí)現(xiàn)方法 28 28 28 28 29 30 測速環(huán)節(jié) 30 31 31 32 32第四章 硬件選擇、硬件接線圖及其軟件編程 34 34 34 34 37 38 38 PLC的選擇 42 44 PLC接線圖 44 變頻器接線圖 47 軟件編程（見附錄） 48第五章 總結(jié) 50 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）第一章 緒論近年來，國內(nèi)新建燒結(jié)機(jī)的配料方法均采用皮帶配料自動稱重控制，其實(shí)就是按原料的重量來配料，采用電子皮帶秤對物料進(jìn)行連續(xù)計(jì)量,通過調(diào)節(jié)圓盤給料機(jī)或皮帶的速度來實(shí)現(xiàn)定量給料，重量配料易實(shí)現(xiàn)自動配料,配料精度較高。本設(shè)計(jì)以燒結(jié)機(jī)配料系統(tǒng)為工業(yè)背景，針對配料的自動控制問題，提出了一種基于PLC的皮帶配料稱重自動配料系統(tǒng)的控制方案。s acquisition of analog signals, traffic calculation, PID regulation and control tasks on the drive, motor and other equipment.The belt ingredients automatic weighing system, the constant flow control using PID control, flow measurement control is a bination of measurement bias and frequency control. Batching system flow control method and system control process in accordance with the system process design, detailed account of the hardware settings in the selection of the PLC and PLC batching system inverter control, parameter setting and software design process.Key words: S7200PLC。然而，以單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)在安全、控制準(zhǔn)確度、管理功能、可靠及抗干擾的性能上要稍遜色于PLC。但電動組合儀表也存在著兩大問題:一是電噪聲的問題比較嚴(yán)重，為克服噪聲，不得不采用極為復(fù)雜的電子線路。這種配料系統(tǒng)大多采用集中控制方式，計(jì)算機(jī)除具有工藝流程控制、工況實(shí)時(shí)顯示、提供數(shù)據(jù)存儲、報(bào)表打印等功能外，還要完成對各對象的直接控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)。如琉璃河、邯鄲等水泥廠采用BAILEY公司的N90系統(tǒng)。正是在以上各階段配料技術(shù)的基礎(chǔ)上，皮帶配料自動稱重技術(shù)才一步一步得以發(fā)展，日益趨向成熟，它是精細(xì)化工廠生產(chǎn)工藝過程中一道非常重要的工序，配料工序質(zhì)量對整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量舉足輕重，最后演化成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的一部分。皮帶傳輸機(jī)的作用主要就是把落在皮帶上的物料快速傳輸?shù)狡淠康牡亍?)儀表控制柜儀表控制柜主要包括皮帶秤儀表。6)現(xiàn)場操作盤配煤系統(tǒng)電機(jī)的現(xiàn)場控制部件，裝有控制按鈕、指示燈，可在機(jī)旁對現(xiàn)場皮帶機(jī)和給料設(shè)備的啟停進(jìn)行控制、指示PLC對電機(jī)的命令狀態(tài)。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。 概述采用PID調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)流量的恒定調(diào)節(jié)，并且可以保證流量控制響應(yīng)快，無超調(diào)。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。增大積分速度會增強(qiáng)積分效果，使系統(tǒng)的開環(huán)增益增大，從而導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。微分時(shí)間的選擇對系統(tǒng)質(zhì)量的影響具有兩面性。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。S7200的主要性能有：1)快速的中央處理運(yùn)算能力。3）高速脈沖輸出。3）在RUN狀態(tài)下的在線編程能力。2）模擬量I/O模塊。EM231：模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM232：模擬量輸出擴(kuò)展模塊EM235：模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊3. 通信模塊S7—200系統(tǒng)提供以下幾種通信模塊，以適應(yīng)不同的通信方式。每個(gè)模塊可以控制一臺電動機(jī)。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應(yīng)用中有一些成功的范例。直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速，目前，在許多調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。第三，由于直流調(diào)速必須帶有換向器、電刷等器件，而且常要維護(hù)，所以使用直流電機(jī)的費(fèi)用也較高。從這點(diǎn)出發(fā)，可以把異步電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類：；；3轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。交直交變頻器又可分為電壓型變頻器和電流型變頻器兩種。電源頻率增加，同步轉(zhuǎn)速n增加，實(shí)際轉(zhuǎn)速也增加；電源頻率下降，電機(jī)同步轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速也下降。 電子皮帶秤簡介 概述電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機(jī)架上，當(dāng)物料經(jīng)過時(shí)，計(jì)量托輥檢測到皮帶機(jī)上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產(chǎn)生一個(gè)正比于皮帶載荷的電壓信號。 信號采集、處理、與控制單元是用以接收、處理傳感器輸出的電信號并以質(zhì)量單位給出計(jì)量結(jié)果，以及完成其它預(yù)定功能的電子裝置。在伺服系統(tǒng)中，由于光電碼盤與電動機(jī)同軸，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)．經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理如圖所示。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長方形孔。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。編碼的設(shè)計(jì)可采用二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、二進(jìn)制補(bǔ)碼等。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量。執(zhí)行裝置：富士變頻器。電機(jī)的啟動、點(diǎn)動、停止功能是電機(jī)控制的基本控制要求，主要通過PLC來控制；對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制要通過PLC的PID程序和變頻器控制來實(shí)現(xiàn)；報(bào)警信號主要由變頻器的報(bào)警輸出端輸送到PLC來實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)需要的裝置就是稱重傳感器。這樣整個(gè)系統(tǒng)的控制思想已經(jīng)基本構(gòu)成。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差的兩路脈沖信號。 變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，主要是由主電路、控制電路組成。 輸入量統(tǒng)計(jì)序號采樣信號名稱性質(zhì)來源占用硬件資源1總啟動信號開關(guān)量按鈕PLC輸入點(diǎn)12停止信號開關(guān)量按鈕PLC輸入點(diǎn)23自動運(yùn)行開關(guān)量按鈕PLC輸入點(diǎn)34檢修運(yùn)行開關(guān)量按鈕PLC輸入點(diǎn)45復(fù)位信號開關(guān)量變頻器輸出PLC輸入點(diǎn)56變頻器正常運(yùn)行開關(guān)量變頻器輸出PLC輸入點(diǎn)67變頻器故障開關(guān)量變頻器輸出PLC輸入點(diǎn)78光電編碼器A相脈沖直接相連編碼器輸出PLC輸入點(diǎn)89稱重信號直接相連稱重運(yùn)放輸出PLC模塊輸入點(diǎn)9 10給定信號直接相連PLC輸出PLC模塊輸入點(diǎn)1011上位機(jī)信號直接相連上位機(jī)輸出PLC模塊輸入點(diǎn)1112變頻器模擬給定直接相連PLC輸出變頻器輸入點(diǎn)12 輸出量統(tǒng)計(jì)序號采樣信號名稱性質(zhì)來源占用硬件資源1系統(tǒng)就緒開關(guān)量線圈PLC輸出點(diǎn)12正轉(zhuǎn)運(yùn)行開關(guān)量線圈PLC輸出點(diǎn)23反轉(zhuǎn)運(yùn)行開關(guān)量線圈PLC輸出點(diǎn)34復(fù)位信號開關(guān)量線圈PLC輸出點(diǎn)45就緒信號燈開關(guān)量指示燈PLC輸出點(diǎn)56檢修信號燈開關(guān)量指示燈PLC輸出點(diǎn)67手動信號燈開關(guān)量指示燈PLC輸出點(diǎn)78報(bào)警信號開關(guān)量喇叭PLC輸出點(diǎn)89故障信號燈開關(guān)量指示燈PLC輸出電9以上輸入，輸出量的統(tǒng)計(jì)將為下一章的控制系統(tǒng)輸入輸出地址分配提供依據(jù)，具體的分配在下一章再作的介紹。 （）式中，—物料額定流量； L—稱量段長度； R—杠桿比，R=傳感器受力 / 實(shí)際稱量段受力(一般取R=)； V（t）—物料在皮帶上的運(yùn)行速度。根據(jù)以上特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用徐州山特ICS系列ICS17A型電子皮帶秤。2%此類型稱重傳感器的動態(tài)計(jì)量精度1.) 在皮帶輸送機(jī)正常工作時(shí)，物料負(fù)載量大于參考下限值且流量在滿量程的20%；100%范圍內(nèi)變化時(shí)，動態(tài)累計(jì)計(jì)量誤差≤177。 5. 允許物料水份變化范圍 ≤ 177。其轉(zhuǎn)化后的0～10V的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號就可以直接輸入PLC模塊內(nèi)部進(jìn)行處理了。它具有開關(guān)頻率高，輸出更接近正弦波或者說可以使電動機(jī)的磁場更接近圓形，可以對電動機(jī)進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速。 的交流進(jìn)線電抗器。控制端子。富士“”型變頻器的額定容量28KW；額定輸出電壓380至400V；額定輸出電流39A；額定過載電流150%，額定輸出電流1分鐘；200%；額定輸出頻率50、60Hz。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。輸出和輸入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)駐留在S7200 CPU的變量存儲器（V存儲器）內(nèi)。 電氣原理圖 PLC接線圖本設(shè)計(jì)所設(shè)置的PLC功能有：變頻器上電、點(diǎn)動控制（檢修反轉(zhuǎn)）、自動控制、停機(jī)控制、變頻器故障報(bào)警、變頻器故正常運(yùn)行、故障復(fù)位等功能。如果電機(jī)啟動不了，報(bào)警器就會在限定的時(shí)間后開始聲光報(bào)警。故障復(fù)位由SB5來實(shí)現(xiàn)。 PLC接線圖 變頻器接線圖變頻器主要完成的功能有PID控制、起動、檢修點(diǎn)動、自動運(yùn)行、故障復(fù)位等。而變頻控制思想則是通過整流、逆變的方法將電源的頻率改變，使電機(jī)的轉(zhuǎn)動達(dá)到優(yōu)良的啟動、調(diào)速及停止功能。鑒于本人專業(yè)知識的局限，該設(shè)計(jì)存在許多不足之處也就在所難免，希望在后期學(xué)習(xí)過程中能不斷改進(jìn)，不斷完善，爭取做到精益求精。 變頻器接線圖注：本設(shè)計(jì)的總圖見附頁。變頻器故障、正常運(yùn)行自變頻器故障的輸入端來自變頻器的故障報(bào)警輸出端（30C、30A）。起動控制電動機(jī)的起動由變頻器來執(zhí)行的。當(dāng)SB1閉合后，KM1將吸合，變頻器的電源輸入端KM1將吸合，實(shí)現(xiàn)變頻器上電。從這個(gè)位置開始為輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，它應(yīng)作為EM277的參數(shù)賦值信息的一個(gè)部分。EM223的模擬量輸入點(diǎn)數(shù)為4，輸出點(diǎn)數(shù)為1，現(xiàn)有的輸入輸出點(diǎn)數(shù)不僅完全滿足設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)需要，也為以后的設(shè)計(jì)改進(jìn)留有了余地。 PLC的選擇本設(shè)計(jì)所需要設(shè)置的功能有：變頻器上電、電機(jī)啟動、停止、手動/自動方式轉(zhuǎn)換、點(diǎn)動、手動復(fù)位以及自變頻器報(bào)警等功能。HLD為三線運(yùn)行，停止命令。由于變頻器的輸出功率有25%要消耗在高頻諧波上，所以選變頻器的輸出功率要比電機(jī)的實(shí)際功率大許多。變頻器最大輸出電流大于電動機(jī)最大輸出電流。只要保證q(t)*V(t)的乘積不變，就可以保證物料流量的恒定。 6. 稱重傳感器稱重部分 溫度:20℃～＋50℃7. 供電電源：50Hz(5% ，+5%) 220VAC(15% ，+10% ) 。1% 。ICS17A型電子皮帶秤的動態(tài)累計(jì)誤差為177。為解決這些問題，同時(shí)還要考慮機(jī)械限位的設(shè)計(jì)，稱重傳感器的材質(zhì)盡量選用抗沖擊、抗過載能力強(qiáng)且輸出穩(wěn)定的鋼制傳感器，而盡量不選取鋁制材料。其它參數(shù)如下：額定轉(zhuǎn)速為：2840r/min；額定電流：；功率因數(shù)：%；堵轉(zhuǎn)電流/額定電流：7；堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩：。 控制電路是給異步電動機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機(jī)的“速度檢測電路”，將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路”組成。再根據(jù)式（）算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由式（）可算出電機(jī)轉(zhuǎn)動速度。稱重傳感器測出的一般為較弱的電壓信號0～30mV，因此，控制系統(tǒng)還需要一個(gè)變送器來放大該電壓信號，使之轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號，以供輸入PLC使用。雖然要實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的調(diào)速目的，控制的方法有很多，但變頻調(diào)速是最為科學(xué)有效的?？刂品绞?單閉環(huán)控制。對于TTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)150米。信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅(qū)動（對稱A,A。但是分辨率是由二進(jìn)制的位數(shù)來決定的，也就是說精度取決于位數(shù)，目前有10位、14位等多種。絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇