【導(dǎo)讀】至被追究法律責(zé)任等后果。），是在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成，本人對(duì)該論文的真實(shí)性、原創(chuàng)性負(fù)責(zé)。調(diào)查后被認(rèn)定存在作假行為，本人自行承擔(dān)相應(yīng)的后果。業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告、畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。本文針對(duì)水泥制造的環(huán)境惡劣等一系列情況，設(shè)計(jì)了一種基于。PLC的水泥自動(dòng)配料系統(tǒng)。該系統(tǒng)由西門子的S7200型號(hào)的PLC作。量給料機(jī)作為稱重裝置，旋轉(zhuǎn)編碼器作為測(cè)速裝置等。

　　

【正文】 和系統(tǒng)組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)，完成論文。 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的主程序主要有皮帶電機(jī)啟動(dòng)程序、檢測(cè)是否下料程序、PID 調(diào)節(jié)程序和最后的報(bào)警程序等幾部分。 系統(tǒng)流程如圖 所示。 圖 系統(tǒng)控制流程圖 由上圖可知，系統(tǒng)主程序主要包括 ： 1. 調(diào)用初始化子程序，設(shè)定各初始值； 2. 啟動(dòng)電機(jī)，根據(jù)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況決定是否開啟下料閥門； 3. 根據(jù)流量偏差進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)控制； 4. 進(jìn)行自動(dòng)故障檢測(cè)報(bào)警和故障處理功能。 經(jīng)過(guò)對(duì)本系統(tǒng)的反復(fù)思考，結(jié)合實(shí)際情況，可將程序分為公用程序、子程序調(diào)用、信息采集和 PID 調(diào)節(jié)幾個(gè)部分。 在本設(shè)計(jì)中，公用程序包括了初始化、判斷是否下料、系統(tǒng)的工基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 作方式和報(bào)警等部分。 下面是根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行流程對(duì)主程序的一個(gè)簡(jiǎn)單描述： (1) 按下啟動(dòng)按鈕，皮帶電機(jī)啟動(dòng)，并檢測(cè)有無(wú)故障； 圖 電機(jī)啟動(dòng)條件 (2) 全部正常運(yùn)行 作用； 圖 作用條件 (3) 檢測(cè)無(wú)故障后，下料閥門開啟； 基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 圖 物料閥控制 (4) 生產(chǎn)線正常運(yùn)行指示； 基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 圖 正常運(yùn)行指示 (5) 若有故障則蜂鳴器報(bào)警。 圖 報(bào)警信號(hào) 基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 子程序設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)有了主程序，還需要子程序才能更好地完成控制任務(wù)。在本程序中，子程序主要完成的是 PID 調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能，整個(gè)程序詳見附錄 2。 系統(tǒng)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì) 人機(jī)界面簡(jiǎn)介 隨著科技的進(jìn)步，在現(xiàn)代的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，都使用了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行 過(guò)程的設(shè)備。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通常操作人員需要修改一些參數(shù)來(lái)改變生產(chǎn)線動(dòng)態(tài)，達(dá)到生產(chǎn)需求，并且也需要了解和掌握系統(tǒng)運(yùn)行的一些信息，比如系統(tǒng)當(dāng)前溫度、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況等等。為了使“人”和“機(jī)器”能夠“交流”，就需要一些設(shè)備來(lái)完成兩者之間的數(shù)據(jù)交換。我們把這些設(shè)備稱作 HMI，即人機(jī)界面或人機(jī)接口。 1. HMI 分類及其功能 目前，在用的 HMI 大致可以分為文本顯示單元、操作員面板和較為先進(jìn)的觸摸屏三類。第一種不能顯示畫面，只能進(jìn)行最基本的參數(shù)設(shè)定和文字信息顯示，可以處理的信息量比較小，它是一種小型的HMI，主要用于對(duì) 人機(jī)界面要求不是太高的場(chǎng)合；第二種是具有液晶顯示屏和按鍵，因此它可以顯示一些簡(jiǎn)單地畫面，而且每個(gè)按鍵都有上百萬(wàn)次的使用壽命，非常的可靠；第三種是近代發(fā)展迅速的 HMI，它基本已經(jīng)成為了人機(jī)界面的代名詞，它沒有外部按鍵，由一塊觸摸屏組成，對(duì)參數(shù)的設(shè)定只需要觸摸屏幕相應(yīng)位置即可完成，觸摸屏美觀，小巧，使用方便，隨著現(xiàn)代觸摸屏技術(shù)的不斷進(jìn)步，使之成為了現(xiàn)在 HMI 的主流產(chǎn)品。 通過(guò) HMI 可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定及發(fā)送控制指令、系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄、信息處理、遠(yuǎn)程通信等功能 [11]。 2. 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 有了人 機(jī)交互的硬件，還必須要有軟件才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。我們可以使用組態(tài)軟件來(lái)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控畫面進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件，又可以基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 叫做組態(tài)監(jiān)控軟件。工程師們能在計(jì)算機(jī)上使用這一類軟件設(shè)計(jì)出各種他們想要的并且和觸摸屏相匹配的監(jiān)控畫面，這樣人們就能通過(guò)觸摸屏去控制生產(chǎn)線，并觀察實(shí)時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，而不需要工人時(shí)時(shí)刻刻都守在生產(chǎn)線。這些軟件的開發(fā)和使用都處在同一個(gè)層次，并且它們的組態(tài)方式十分便捷，適用的范圍非常廣，使用起來(lái)較為簡(jiǎn)單 [12]。目前，市場(chǎng)上的組態(tài)軟件種類非常多，但不管它們的功能如何強(qiáng)大，有什么特殊點(diǎn)，一般都是具有下面的一些功 能： (1)組態(tài)畫面對(duì)象 軟件中內(nèi)置了許多跟實(shí)際物品相似的諸如按鈕、開關(guān)等元素，用戶可以設(shè)置輸入?yún)?shù)來(lái)改變系統(tǒng)實(shí)時(shí)輸入元素的狀態(tài)；還可以在畫面上顯示出輸出值。也可以根據(jù)各元素的狀態(tài)，去改變它們的顏色、形狀等，這樣看起來(lái)非常直觀，清楚易懂。這個(gè)功能是人機(jī)界面所具有的最重要，也是最基本的功能。 (2)用戶管理 這個(gè)功能是非常實(shí)用的，對(duì)于在實(shí)際生產(chǎn)中，技術(shù)人員可以具有較高的權(quán)限，可以查看并設(shè)置一些重要參數(shù)，而普通員工只能觀看畫面，這樣會(huì)起到防止誤操作的作用。 (3)報(bào)警及報(bào)警處理 在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)故 障或某些測(cè)量值與設(shè)定值有差距時(shí)， HMI 會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒工作人員并對(duì)這些信息記錄。 (4)數(shù)據(jù)記錄 HMI 還具有數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)的功能，上述提到的報(bào)警信號(hào)記錄也屬于數(shù)據(jù)記錄的一種，但因?yàn)樗拇鎯?chǔ)能力有限，無(wú)法保存大量的數(shù)據(jù)，一般都是定期保存，定期進(jìn)行數(shù)據(jù)清理。 (5)報(bào)表功能 可以把設(shè)置和實(shí)際的參數(shù)以表格的形式顯示并輸出；但一般來(lái)說(shuō)，普通的組態(tài)軟件不具有表格管理和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理的功能。 (6)其他功能 隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)的需求，一些比較高端的HMI 還具備了打印、參數(shù)配方及管理、 OPC 數(shù)據(jù)交換等功能。 畫面設(shè)計(jì) 組態(tài)程序可以在 PC 機(jī)上設(shè)計(jì)，將做好的畫面下載到 HMI 中，然后用合適的電纜和 PLC 的通信接口相連，這樣 PLC 和 HMI 就可以實(shí)現(xiàn)通訊了，下一步進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，若沒有問題即可投入使用。這樣的一套系統(tǒng)，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)上使用非常廣泛的自動(dòng)控制系統(tǒng)。針對(duì)水泥 配 料 系 統(tǒng) ， 設(shè) 計(jì) 的 組 態(tài) 監(jiān) 控 畫 面 如 下 圖 所 示 ?；?PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 1. 主界面監(jiān)控圖 圖 水泥配料系統(tǒng)監(jiān)控圖 2. 報(bào)警信息收集界面 圖 系統(tǒng)報(bào)警信息監(jiān)控 基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 3. 運(yùn)行曲線圖 圖 系統(tǒng)運(yùn)行曲線圖基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 總結(jié) 在水泥廠實(shí)習(xí)期間，我發(fā) 現(xiàn)水泥生產(chǎn)的環(huán)境比較惡劣，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)后噪聲大，粉塵嚴(yán)重，對(duì)觀察設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的人員健康危害較大，而且其對(duì)能源的消耗也非常大。水泥生產(chǎn)在前期的生料煅燒和后期的熟料加工都需要進(jìn)行配料，所以結(jié)合工廠情況和自身所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)配料系統(tǒng)。本系統(tǒng)用三臺(tái)變頻器拖動(dòng)皮帶電機(jī)， PLC作為控制器，同時(shí)還用組態(tài)軟件做了系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)畫面。這樣可以起到一定的節(jié)能作用，還可以讓工作人員對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的了解變得相對(duì)容易。系統(tǒng)啟動(dòng)且正常運(yùn)行后，由測(cè)速傳感器和稱重傳感器將電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)、物料重量信號(hào)送入 PLC，經(jīng)控制器的 PID 處理后 傳給變頻器，變頻器根據(jù)流量偏差調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以此實(shí)現(xiàn)配料系統(tǒng)皮帶秤的恒流量控制。本 系統(tǒng)不僅有效的保證了配料系統(tǒng)的精確度，而且具有工作可靠、施工簡(jiǎn)單、全自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅加深了我對(duì)原有只是的掌握，還讓我學(xué)到了許多知識(shí)，同時(shí)也深深體會(huì)到了工程設(shè)計(jì)的困難和復(fù)雜。在這半年的實(shí)習(xí)和論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不僅體會(huì)到了那種自己做出東西的喜悅，同時(shí)也對(duì)自身有了一個(gè)更深的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足之處。在以后的工作和生活中，我會(huì)不斷地去學(xué)習(xí)，去提高自己，爭(zhēng)取獲得更加優(yōu)秀的成績(jī)。 由于我的知識(shí)水平有限，本系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)有很多不足之處，望各位評(píng)委老師指正。基于 PLC 的水泥自動(dòng)配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 參考文獻(xiàn) [1] 駱中釗，張儀彬，楊志鴻 . 材料與五金 [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020. [2] 馬振珠，王雅明，王瑞海等 . 水泥實(shí)驗(yàn)室工作手冊(cè) [M]. 中國(guó)建材工業(yè)出版社， 2020. [3] 張本舉 . 自動(dòng)配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)， 2020. [4] 于海生，丁軍航，潘松峰等 . 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M]. 清華大學(xué)出版社， 2020. [5] 王建，楊雙秀 . 西門子變頻器入門與典型應(yīng)用 [M]. 中國(guó)電力出版社， 2020. [6] 劉麗華 . 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用 [M]. 清華大學(xué)出版社， 2020. [7] 張伯虎，崔晉維 . 從零開始學(xué)弱電電工技術(shù) [M]. 國(guó)防工業(yè)出版社， 2020. [8] 方原柏 . 電子皮帶秤 [M]. 冶金工業(yè)出版社， 2020. [9] 王永華 . 現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京航空航天大學(xué)出版社， 2020. [10]蘭羽，王納林 . 基于儀表放大器電子稱的設(shè)計(jì) [J]. 信息技術(shù)， 2020. [11]周志敏，紀(jì)愛華 . 觸摸式人機(jī)界面工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M]. 中國(guó)電力出版社， 2020. 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