【正文】 原罐攪拌電機、氧化罐攪拌電機、混料罐 攪拌電機、造粒正轉(zhuǎn)和造粒風(fēng)機中的一個電機出現(xiàn)過載，熱繼電器就會對PLC 輸入信號，進(jìn)行報警并且全線停機，由于 GT Designer3 只能對中間繼電器進(jìn)行控制，無法對輸入繼電器進(jìn)行控制，所以在演示仿真程序中，將 X30→ X34輸入繼電器用 M330→ M334 進(jìn)行替代，所以當(dāng)模擬 還原罐攪拌電機、氧化罐攪拌電機、混料罐攪拌電機、造粒正轉(zhuǎn)和造粒風(fēng)機中的一個電機過載時，按下過載模擬開關(guān)，要進(jìn)行全線停機，除了驅(qū)動蜂鳴器的中間繼電器不需要置零外其余全部清零，此時過載模擬開關(guān)也會自動復(fù)位，如圖 34 所示。 圖 35 報警及急停 小車和擋板步進(jìn)運行仿真 由于 GX 不支持脈沖指令，所以小車和擋板步進(jìn)控制無法進(jìn)行仿真。 29 系統(tǒng)誤差及 缺陷分析 火藥造粒系統(tǒng)通過對蝶閥開啟時間的控制來控制儲料（還原劑和氧化劑）的加入的量，由于儲料的顆粒的大小可能影響加入量的比例，可能會產(chǎn)生一些原料配比的誤差，導(dǎo)致火藥的質(zhì)量不穩(wěn)定，所以還原罐和氧化罐攪拌電機運轉(zhuǎn)時間要盡可能長才能使儲料顆粒大小一致，減少誤差的產(chǎn)生，如果成本允許，可以在下料前通過一個稱重環(huán)節(jié)，就可以更好的對還原劑和氧化劑的比例進(jìn)行配 比，再進(jìn)入混料罐。 在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)中軟件仿真調(diào)試時必不可少的階段，軟件調(diào)試能夠大大減少現(xiàn)場調(diào)試所需的時間，火藥造粒系統(tǒng)的主要缺陷在于軟件仿真的進(jìn)行，軟件仿真只能實現(xiàn)一部分功能，無法將所需所有功能實現(xiàn)。蝶閥和氣動閥的開啟和關(guān)閉的控制雖然能夠根據(jù)動作情況將程序?qū)懗?，但是無法通過軟件仿真確定其正確性，需要現(xiàn)場調(diào)試時編寫程序，增加的了現(xiàn)場調(diào)試所需的時間。小車和擋板的步進(jìn)電機控制由于 GX 不支持脈沖指令，仿真程序只能演示完火藥造粒自動運行（點動運行）至流化床下料口，后面的工序無法進(jìn)行 進(jìn)行仿真，小車和擋板步進(jìn)控制程序只能在現(xiàn)場調(diào)試時，通過觸摸屏一遍遍輸入脈沖數(shù)量來確定小車和擋板運行的距離，現(xiàn)場調(diào)試難度比較大。 結(jié)論 經(jīng)過近一個學(xué)期多的學(xué)習(xí)和研究，我通過在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上設(shè)計了三菱PLC 控制的火藥造粒系統(tǒng)。通過軟硬件的設(shè)計和調(diào)試，對火藥造粒系統(tǒng)的梯形圖程序進(jìn)行了反復(fù)的仿真運行，其仿真結(jié)果顯示窗口的輸入輸出（ I/O）完全符合火藥造粒系統(tǒng)的正常運行規(guī)律，基本達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計目的，實現(xiàn)了火藥造粒的基本功能。論文中利用 PLC 控制的步進(jìn)電動機具有接線簡單、編程直觀、易擴展等特點。當(dāng)電氣設(shè)備 增加時，硬件接線上只需要增加相對應(yīng)的輸入信號，原來的接線不需要改變；軟件上需要增加相應(yīng)的互鎖，相比較繼電器系統(tǒng)需要改動的地方比較少，為以后火藥造粒的擴展功能打下了基礎(chǔ)。 在畢業(yè)設(shè)計制作的過程中主要完成了下列幾個方面的內(nèi)容： (1)了解了火藥的起源和發(fā)展的各個階段，并且加深了對火藥造粒的工藝流程、控制系統(tǒng)的認(rèn)識，掌握了可編程序控制器（ PLC）在火藥造粒系統(tǒng)中的運用原理。 (2)介紹了火藥造粒控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，設(shè)計了各電機的主電路圖、步進(jìn)電機控制電路圖、 PLC 外部接線圖 、并且闡述了每個電路圖的工作原理及過 程。 (3)重點研究了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，依據(jù)主程序流程圖以及火藥造粒系統(tǒng)要實現(xiàn)的基本功能用三菱 FX3U 系列 PLC 對輸入輸出（ I/O）進(jìn)行了定義和分配。 30 并詳細(xì)地用模塊化編程思想設(shè)計了 初始化、自動運行、手動運行、小車自動往返、擋板自動控制、生產(chǎn)線急停、生產(chǎn)線報警 等 七 個環(huán)節(jié)的梯形圖程序。 (4)利用 GX 和 GX 相結(jié)合 對火藥造粒系統(tǒng)運行時高低液位顯示仿真、火藥造粒自動運行、手動運行仿真以及報警急停仿真四種情況進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明：所設(shè)計的梯形圖程序正確， 符合火藥造粒實際的工藝流程。 論文中僅設(shè)計了火藥造粒控制系統(tǒng)，通過軟件的調(diào)試和自動的仿真運行基本實現(xiàn)了火藥造粒的功能，在火藥生產(chǎn)過程中，除了需要人為的加入原料和收取火藥成品，其他環(huán)節(jié)基本不需要人的參與，提高了安全性。但還存在一些不足之處，例如：設(shè)計時未考慮溫度對成品火藥的影響，火藥制作現(xiàn)場屬于危險環(huán)境設(shè)計時未考慮視頻話監(jiān)控，由于實際條件的限制，本設(shè)計只進(jìn)行了軟件的調(diào)試和火藥造粒系統(tǒng)的仿真運行，沒有進(jìn)行 PLC 外部的 硬件連接和電氣設(shè)備的安裝調(diào)試。當(dāng)然，該設(shè)計中肯定還有其他不足之處，懇請各位老師批評指正。 31 結(jié)束語 畢業(yè) 設(shè)計課題為 火藥造粒 系統(tǒng)設(shè)計， 在確定課題后 ，通過圖書館查找 火藥造粒的 資料， 在中國知網(wǎng)上看以前火藥造粒流水線的設(shè)計， 然后制定了設(shè)計計劃。通過老師的指導(dǎo)， 逐漸了解火藥制造工藝， 先后完成了課題設(shè)計任務(wù)書的內(nèi)容，課題開題報告的編寫、外文翻譯的書寫、對 火藥造粒 系統(tǒng)的設(shè)計方案等進(jìn)行了確定。通過 GX 和 GT Designer3 軟件進(jìn)行設(shè)計和制作，然后進(jìn)行調(diào)試 仿真 ，編寫設(shè)計論文說明書等。 整 個過程，雖然 耗費了很多時間 ，但 很值得，收獲很多 東西 ，對 PLC 以及 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計 的 有了更加深入的探究和了解，同時 學(xué)習(xí)能力、編程能力以及各種相關(guān)軟件的使用能力有了明顯提高。 火藥造粒 系統(tǒng)的設(shè)計主要 是通過工藝流程 進(jìn)行設(shè)計、制作的。 火藥造粒 系統(tǒng)與其他系統(tǒng) （繼電器控制系統(tǒng)） 相比較， 雖然 成本低 比較高，但是 操作簡單、 工作穩(wěn)定 、 安裝 維護(hù)方便、系統(tǒng) 更改工藝流程 容易等優(yōu)點， 能實現(xiàn)高效、可靠、連續(xù)的自動化生產(chǎn)，并且極大限度減少了現(xiàn)場人員的數(shù)量，降低勞動強度，保障了人身安全，并且有效的提高造粒的成粒率，提高造粒效率。 在 畢業(yè)設(shè)計制作 的這段 時間 里 面 ，通過 自己 不斷努力學(xué)習(xí)和分析 火藥造粒的案例 ， 老師不斷講解火藥工 藝流程與自動化生產(chǎn)方面的知識并對我的程序進(jìn)行修改 ， 讓火藥造粒 系統(tǒng)設(shè) 計 實現(xiàn)了預(yù)想的功能。但是有些 環(huán)節(jié)無法通過仿真軟件進(jìn)行仿真 ，比如 蝶閥氣動閥的控制和步進(jìn)環(huán)節(jié)的控制 。在以后的 工作 學(xué)習(xí)中，對于給 火藥造粒 系統(tǒng)的設(shè)計， 不斷改進(jìn)和優(yōu)化使其能夠直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中 。 32 參考文獻(xiàn) [1] 雷鳴 .煙花爆竹自動化生產(chǎn)的可行性 [J]. 花炮科技與市場， 2021， 03:1213. 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Particuology, 2021, 04:397427. 33 附 錄 附錄 A 控制電路圖 34 附錄 B 主電路 35 附錄 C 步進(jìn)驅(qū)動電路圖 36 附錄 D I/O 分配表 輸入點 定義 輸出點 定義 XO 脈沖編碼器 A 相 Y0、 Y1 包裝桶步進(jìn)電機脈沖輸出和方向 X1 脈沖編碼器 B 相 X2 輸送步進(jìn)包裝點 Y Y3 混藥至造粒步進(jìn)電機脈沖輸出和方向 X3 輸送步進(jìn)左極限 X4 輸送步進(jìn)右極限 Y4 還原劑低液位燈 X5 下料步進(jìn)左 極限 Y5 還原劑高液位燈 X6 下料步進(jìn)右極限 Y6 氧化劑低液位燈 X7 下料步進(jìn)原點 Y7 氧化劑高液位燈 X10 還原罐低液位傳感器 Y10 造粒電機正轉(zhuǎn) X11 還原罐高液位傳感器 Y11 放料振動 X12 氧化罐低液位傳感器 Y12 還原劑下料振動器 X13 氧化罐高液位傳感器 Y13 氧化劑下料振動器 X14 還原罐蝶閥伸到位 Y14 造粒電機風(fēng)機 X15 還原罐蝶閥縮到位 Y15 混藥電機 X16 氧化罐蝶閥伸到位 Y16 X17 氧化罐蝶閥縮到位 Y17 X20 Y20 氧化罐蝶閥伸出 X21 Y21 氧化罐蝶閥縮回 X22 Y22 還原罐蝶閥伸出 X23 Y23 還原罐蝶閥縮回 X24 流化床下料氣缸工位 Y24 流化床下料氣缸伸出 X25 流化床下料氣缸原位 Y25 流化床下料氣缸縮回 X26 混藥下料氣缸工位 Y26 混藥下料氣缸伸出 X27 混藥下料氣缸原位 Y27 混藥下料氣缸縮回 X30 還原混料電機熱繼電器 Y30 氧化混料電機 X31 氧化混料電機熱繼電器 Y31 還原混料電機 X32 混藥電機熱繼電器 Y32 氣動泵 X33 造粒電機熱繼電器 Y33 蜂鳴器 X34 造粒電機風(fēng)機熱繼電器 Y34 加氧化燈 X35 鑰匙開關(guān) Y35 球閥 X36 稱重儀 1 Y36 加還原燈 X37 稱重儀 2 Y37 37 附錄 E 程序清單 38 39 40 41 42 43 44 45