【文章內容簡介】 停、功能切換、工況檢測、數(shù)據(jù)輸入與修改、運行狀態(tài)、故障報警等 ,使參數(shù)組態(tài)變得更為方便；檢測元件檢測料計量、投料結束信號，以及各部分的動作完成情況； PLC 自動循環(huán)掃描各個輸入輸出點的當前狀 態(tài) ,并根據(jù)梯形圖程序所確定的邏輯關系更新輸出點的狀態(tài) ,通過通斷交流接觸器和換向電磁閥來控制電動機的啟停和氣缸的動作 ,從而完成從自動進料到稱重 .包裝接受全過程的自動控制。 傳感器的選擇 稱重傳感器從受力方式上可分為壓式和拉式傳感器，拉式傳感器在包裝機上安裝簡便，積灰少，維護方便，本方案選用全密封拉式傳感器，型號為 SHK—4型，主要技術性能為： (1)非線性度，不重復度及滯后誤差： %FS； (2)輸出靈敏系數(shù)：滿量程時 /伏； (3)激勵電壓： 6～ 12伏直流。 傳感器的安 裝數(shù)量根據(jù) G4201型包裝機托袋架安裝位置確定。原機托袋架是由兩個支點與定重支架相連接，本方案每個托袋架采用兩個拉式傳感器，分別安裝在支點上方。當電子稱重裝置故障后，能迅速恢復原機計量功能。傳感器容量 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計論文 10 的選擇原則為： NWWnmKC )( ?? 式中： C——單個傳感器容量； Wnm——凈重最大值； K——沖擊系數(shù) (一般取 )； W——托袋架自重； N——傳感器個數(shù)。 由現(xiàn)有設備和生產(chǎn)工 藝，已知： Wnm=50千克， N=2， W=48千克， K=。將已知數(shù)代入上式得： C=。 選容量 75千克傳感器可以滿足要求。 顯示儀表的選配 本方案選用 MD－ Ⅱ 型數(shù)字表作為稱重顯示儀表，數(shù)字顯示儀表準確度高，讀數(shù)方便，抗干擾性強。其主要技術性能為： （ 1）顯示范圍： 0～ 177。1999 (2)精度： %(177。1個字 )； (3)設定值誤差： %FS； (4)工作環(huán)境溫度： 10～ 50℃ ；濕度 85%。 該儀表顯示范圍為 “500”，精度在 177。1 個字時，誤差值 為 177。，且具有信號輸出，滿足生產(chǎn)工藝要求。 安裝及調校 1 .安裝 傳感器安裝在托袋架上方，上用螺桿吊掛在機體上，下用調整螺桿與托袋架連接。將機內定重砣用鐵板墊高，使定重支架前端下移，刀子與刀承脫離接觸，傳感器承受托袋架全部重量。安裝時要注意調整托袋架的平衡、垂直，使作用力的方向與傳感器的受力軸線相吻合。 顯示儀表和控制元件安裝在控制箱內，控制箱置于距包裝機 2米以外的支架上，既可防止機械振動對儀表產(chǎn)生影響，又便于操作人員觀察?？刂撇糠植捎秒p 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計論文 11 向可控硅元件，目的是避免電磁干擾。傳感器 與顯示儀之間的聯(lián)接，采用多芯屏蔽電線，防止交流電磁干擾。 (1)空載校正 :空載校正是在傳感器只承受托袋架重量時進行，用數(shù)字電壓表測量傳感器輸入、輸出電壓。調整穩(wěn)壓 電源 使傳感器輸入電壓一致，調整傳感器受力盡可能使輸出電壓相接近，凋整顯示表使數(shù)字顯示為零。 (2)加載調整 :定重包裝 (50千克 )，對定重點以外準確度要求并不嚴格，在實際調試中，僅對 50177。 2千克的量值范圍進行校正， 當加載 50千克砝碼時，調整顯示儀使數(shù)字顯示為 “500”，然后反復進行增量、減量和零值調整，使顯示值與砝碼值之差在誤差范圍內。本方案稱重裝置不是成套產(chǎn)品，顯示器也無量綱標志，調整時若發(fā)現(xiàn)顯示值與砝碼值相差較大，可通過零值遷移和調整放大倍數(shù)等方法，使顯示值與砝碼值保持不變的比例關系。 (3)定值設定 :放料的沖力和控制機構滯后性的影響，實際設定值要小于定重值，提前量多少，要在實際運行中確定，一般在 。 電子稱重裝置的稱重誤差主要來自四個方面，即：稱重傳感器誤差、測量儀表誤差、 機械傳力誤差和動態(tài)稱重誤差。在設計本系統(tǒng)時，我們僅對傳感器和測量儀表引起的稱重誤差進行了計算，然后對照包裝機允許差值進行分析確定，其計算式為： ???? )21(0 AATQ ???? 式中： |Δ|——稱重誤差 (絕對值 )； Q0——砝碼重量值； δ——傳感器和測量儀器的綜合誤差； σT——傳感器誤差； σA1——測量儀表誤差； σA2——定值誤差。 包裝機允許稱重誤差 177。1 千克，由傳感器和電測儀表引起的 稱重誤差僅占允許誤差的 11%，給機械傳力和動態(tài)稱重留有充分的允許誤差余地。 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計論文 12 PLC 選型及 I/0的分配 根據(jù)稱重式自動定量 包裝機 的操作和控制要求，控制系統(tǒng)選用西門子公司的SIMATICS7200 系列 PLC，此系列的 PLC 具有結構緊湊、模塊化、可擴展性強、指令集豐富等特點。所選 CPU 的型號為 CPU 226 AC／ DC／ REL，它提供 24個數(shù)字量輸入和 16 個數(shù)字量輸出，輸入 ／ 輸出接口電路 均采用了光耦合電路，對外界接口具有很強的適應性。并且 2 個 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。由于要處理傳感器的模擬量輸入信號，所以擴展了一個 EM 235 模擬量處理模塊，該模塊具有 4 路模擬量輸入。 POP 文本顯示器對整個系統(tǒng)進行過程監(jiān)控顯示以及參數(shù)設定等功能，可以通過 PPI 協(xié)議和 S7200 系列 PLC 的編程口或擴展通訊口直接通訊。 自動包裝機工藝過程由進料、充填、稱重、檢測、包裝幾部分組成，包裝機控制系統(tǒng)輸入信號有：啟動、停止及急停信號，安全門開關檢測，缺袋檢測，定量充填部分信號，動盤到位檢測，包裝檢測。輸出信號有：傳送帶的啟動，袋的加緊與松開，防止加料外漏，定量稱重，傳送帶的運行狀態(tài)，報警控制，轉位電機控制，電機啟停控制信號等。綜合上述控制要求，并基于整個控制系統(tǒng)總成本及備用點考慮，本設計選用輸入 24點、輸出 24點的 PLC 基本單元。 I/O 點分配如表。 表 I/0點分配表 開 始 甲不放料 甲稱松袋 放 料 甲 甲稱夾袋 甲不放料 甲稱運袋 乙秤夾袋 乙稱松袋 放 料 乙 乙稱夾袋 乙不放料 停 止 乙不放料 輸入脈沖 輸出脈沖 河南機電高等專科學校畢業(yè)設計論文 13 圖 PLC接線圖 擴展單元 CPU 226本機集成 24輸入 /16輸出共 40個數(shù)字量 I/O 點。可連接 7個擴展模塊，最大擴展至 248路數(shù)字量 I/O 點或 35路模擬量 I/O 點。 13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6個獨立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 2個 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。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。 西門子 S7200系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此 S7200系列具有極高的性能 /價格比。 (1)S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌握 豐富的內置集成功能 實時特性 強勁的通訊能力 豐富的擴展模塊 S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。 如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械， 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計論文 14 中央空調，電梯控制，運動系統(tǒng)。 (2)S7200系列 PLC 可提供 4個不同的基本型號的 8種 CPU 供您使用。 ① CPU 單元設計 集成的 24V 負載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器）， CPU 221，222具有 180mA 輸出， CPU 224， CPU 224XP， CPU 226分別輸出 280， 400mA。 可用作負載電源。 ② 不同的設備類型 CPU 221~226各有 2種類型 CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 ③ 本機數(shù)字量輸入 /輸出點 CPU 221具有 6個輸入點和 4個輸出點， CPU 222具有 8個輸入點和 6個輸出點，CPU 224具有 14個 輸入點和 10個輸出點， CPU 224XP 具有 14個輸入點和 10個 輸出點， CPU 226具有 24個輸入點和 16個輸出點。 ④ 本機模擬輸入 /輸出點 CPU 224XP 具有 2個輸入點 ， 1個輸出點。 ⑤ 中斷輸入 允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 ⑥ 高速計數(shù)器 CPU 221/222:4個高速計數(shù)器 （ 30KHz） ，可編程并具有復位輸入， 2個獨立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為 90176。的 A/B 相增量編碼器 CPU224/224XP/226: 6個高速計數(shù)器（ 30KHz），具有 CPU221/222相同的功能。 CPU 222/224/224XP/226:可方便地用數(shù)字量和模擬量擴展模塊進行擴展?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對本機輸入信號進行仿真，用于調試用戶程序。 ⑦ 脈沖輸出 2路高頻率脈沖輸出（最大 20KHz），用于控制步進電機或伺服電機實現(xiàn)定位任務。 ⑧ 實時時鐘 例如為信息加注時間標記，記錄機器運行時間或對過程進行時間控制。 ⑨ 塊電池模 用于長時間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標志 位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內部的超級電容存貯大約 5天。選用電池模塊能延長存貯時間到 200天（ 10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 ⑩ 編程： CP