【導(dǎo)讀】表，而且是工業(yè)控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。生產(chǎn)線自動(dòng)稱重技術(shù)水。操作條件，降低能源和材料的消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理。重量信號(hào)，稱重變送器將傳感器的信號(hào)隔離放大，轉(zhuǎn)換成0-10V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，EM235模塊將這一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的數(shù)值。通過實(shí)際重量與變速重量、利用電磁鐵控制稱重斗下料門開合，通過光電開關(guān)防止輔助斗物料溢出，利用報(bào)警器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。整個(gè)控制過程分手動(dòng)操作和自動(dòng)操作?，F(xiàn)場(chǎng)控制的級(jí)別。

　　

【正文】 （ 2）相鄰設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)； 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （ 3）輸入 /輸出 I/O 地址分開； （ 4）每一框架 I/O 地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會(huì)增加系統(tǒng)成本； （ 5）充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號(hào)聯(lián)系，合理地安排 I/O 地址，減少它們之間的內(nèi)部連線。 I/O 分配表如表28 所示。 表 28 I/O 分配表 輸入設(shè)備 對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)號(hào) 輸出設(shè)備 對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)號(hào) 手動(dòng)去皮按鈕 SB1 舵機(jī)脈沖信號(hào) 自動(dòng)運(yùn)行按鈕 SB2 自動(dòng)運(yùn)行指示燈 HA1 手動(dòng)運(yùn)行按鈕 SB 3 手動(dòng)運(yùn)行指示燈 HA2 停止按鈕 SB 4 M1 中間繼電器 KA1 進(jìn)料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB 5 M2 中間繼電器 KA2 進(jìn)料電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB6 放料指示燈 HA3 出料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB7 電磁鐵 YA1 出料電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB8 報(bào)警器中間繼電器 KA3 電磁鐵得電按鈕 SB9 大流量指示燈 HA4 電磁鐵失電按鈕 SB10 小流量指示燈 HA5 取消報(bào)警按鈕 SA1 光電開關(guān)信號(hào) 2．繪制控制部分電路設(shè)計(jì) 根據(jù)表 210 繪制 PLC 硬件連接圖，從而完成整個(gè)控制部分電路設(shè)計(jì)。圖23 為 PLC 硬件連接圖，圖 24 為 PLC 外圍擴(kuò)展電路圖。 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 23 PLC 硬件連接圖 詳圖見大圖。 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 24 PLC 外圍擴(kuò)展電路 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 S7200 PLC 的編程 軟件 PLC 控制軟件使用西門子 STEP7 軟件開發(fā)。 STEP7 中集成的 SIMATIC 編程語言和語言表達(dá)式符合 EN611313 或 IEC 11313 標(biāo)準(zhǔn)。軟件支持自動(dòng)任務(wù)創(chuàng)建過程的各個(gè)階段。基于以上內(nèi)容，本設(shè)計(jì)選用 STEP7 進(jìn)行程序開發(fā)。 資源分配 在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)之前，要首先對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行分配。表 31,32,33,34， 35，36 分別為輸入繼電器，輸出繼電器，中間繼電器，變量存儲(chǔ)器，寄存器和定時(shí)器的分配。 表 31 輸入繼電器分配 輸入繼電器 對(duì)應(yīng)輸入設(shè)備 手動(dòng)去皮按鈕 SB1 自動(dòng)運(yùn)行按鈕 SB2 手動(dòng)運(yùn)行按鈕 SB3 停止按鈕 SB 4 進(jìn)料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB 5 進(jìn)料電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB6 出料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB7 出料電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB8 電磁鐵得電按鈕 SB9 電磁鐵失電按鈕 SB10 取消報(bào)警按鈕 SA 光電開關(guān)信號(hào) 表 32 輸出繼電器分配 輸出繼電器 對(duì)應(yīng)輸出設(shè)備 舵機(jī)脈沖信號(hào) 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 自動(dòng)運(yùn)行指示燈 HA1 手動(dòng)運(yùn)行指示燈 HA2 M1 中間繼電器 KA1 M2 中間繼電器 KA2 放料指示燈 HA3 電磁鐵 YA1 報(bào)警器中間繼電器 KA3 大流量指示燈 HA4 小流量指示燈 HA5 表 33 中間繼電器分配 中間繼電器 功能 去皮狀態(tài) 自動(dòng)狀態(tài) 手動(dòng)狀態(tài) 進(jìn)料狀態(tài) 出料狀態(tài) 電磁閥狀態(tài) 大流量狀態(tài) 小流量狀態(tài) 放料狀態(tài) 表 34 變量存儲(chǔ)器分配 變量存儲(chǔ)器 功能 VD0 目標(biāo)重量地址 VD4 變速重量地址 續(xù)表 變量存儲(chǔ)器 功能 VD8 超限重量地址 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 VD12 皮重重量地址 VD16 物料重量地址 VB20~VB60 中間轉(zhuǎn)換值地址 表 35 寄存器分配 寄存器 功能 SMB67 控制 PWM 脈沖輸出的基本功能 SMW68 PWM 的周期值 SMW70 PWM 的脈寬值 表 36 定時(shí)器分配 寄存器 功能 T37 下料口開啟時(shí)間 編寫程序 程序由主程序、初始化子程序、手動(dòng)運(yùn)行子程序、自動(dòng)運(yùn)行子程序、大流量子程序、小流量子程序、停止進(jìn)料子程序組成。 初始化程序的功能是將目標(biāo)重量、變速重量等參數(shù)寫入相應(yīng)內(nèi)存中，并且使脈沖初始化，讓舵機(jī)處于 0 度位置。自動(dòng)運(yùn)行子程序的功能是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)運(yùn)行子程序的功能是實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。大流量子程序的功能是使舵機(jī)一直處在 0 度位置，實(shí)現(xiàn)大流量進(jìn)料。小流量子程序的功能是通過改變脈沖寬度使舵機(jī)旋轉(zhuǎn)到 90 度位置，實(shí)現(xiàn)小流量進(jìn)料。停止進(jìn)料子程序的功能是通過改變脈沖寬度使舵 機(jī)旋轉(zhuǎn)到 180 度，將小料門全部關(guān)閉，停止進(jìn)料。 程序見附錄。河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第 4 章 系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì) 選擇組態(tài)軟件 隨著管理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的大量應(yīng)用，在 1995 年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。常見的組態(tài)軟件有： InTouch、 Fix、 Citech、WinCC、組態(tài)王、 Controx（開物）、 ForceControl（力控）。 選擇三維力控 軟件作為系統(tǒng)組態(tài)軟件。 構(gòu)建組態(tài)系統(tǒng) 基于力控組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要包括以下幾個(gè)步驟： I/O 口設(shè)備設(shè)置、創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、創(chuàng)建畫面、動(dòng) 畫連接。 1．定義 I/O 設(shè)備 在力控中，把需要與力控組態(tài)軟件之間交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為 I/O設(shè)備， I/O 設(shè)備一般通過串口和以太網(wǎng)等方式與上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；只有定義了I/O 設(shè)備后，力控才能通過數(shù)據(jù)庫(kù)變量和 I/O 設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在此工程中，I/O 設(shè)備使用西門子 S7200（ PPI）。圖 41 為 I/O 設(shè)備的選擇，圖 42 圖 43 圖44 分別為設(shè)備配置的第一步、第二步、第三步。 2．創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 點(diǎn)類型是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) DB 對(duì)具有相同特征的一類點(diǎn)的抽象。 DB 預(yù)定義了一些標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)類型，利用這些標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)類型創(chuàng)建的點(diǎn)能夠滿 足各種常規(guī)的需要。對(duì)于較為特殊的應(yīng)用，可以創(chuàng)建用戶自定義點(diǎn)類型。 DB 提供的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)類型有：模擬 I/O 點(diǎn)、數(shù)字 I/O 點(diǎn)、累計(jì)點(diǎn)、控制點(diǎn)、運(yùn)算點(diǎn)等。本方案創(chuàng)建的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)如圖 45 所示。 3．創(chuàng)建畫面 根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)主界面。主界面主要包括系統(tǒng)開關(guān)，進(jìn)料電動(dòng)機(jī)模型，出料電動(dòng)機(jī)模型，各種狀態(tài)的指示燈。圖 46 為監(jiān)控系統(tǒng)主界面。 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 41 I/O 設(shè)備的選擇 圖 42 設(shè)備配置第一步 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 43 設(shè)備配置第二步 圖 44 設(shè)備配置的第三步 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 4．動(dòng)畫連接 動(dòng) 畫連接是指畫面中圖形對(duì)象與變量或表達(dá)式的對(duì)應(yīng)關(guān)系。建立關(guān)聯(lián)后，在監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行是，根據(jù)變量或表達(dá)式的數(shù)據(jù)變化，圖像對(duì)象會(huì)發(fā)生顏色變化、大小改變、文本刷新等。這樣就將現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的數(shù)據(jù)投影到計(jì)算機(jī)的監(jiān)控畫面中，從而達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。 此系統(tǒng)中分別對(duì)開關(guān)精靈、紅綠燈、轉(zhuǎn)向指示進(jìn)行了相關(guān)的動(dòng)畫連接，從而可以動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 46 監(jiān)控系統(tǒng)主界面 河北工程大學(xué)科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)通過對(duì)生產(chǎn)線自動(dòng)稱重系統(tǒng)的工作方式和工作要求的分析，我選擇了使用 PLC 來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)稱重控制。 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是各元件的選擇，控制程序 的設(shè)計(jì)和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過仔細(xì)的分析和查閱資料，最終確定了本次設(shè)計(jì)中所用元件的型號(hào)，合適的程序設(shè)計(jì)和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了稱重系統(tǒng)的自動(dòng)生產(chǎn)，使稱重效率、可靠性、自動(dòng)化程度、安全性大大提高。 在本課題的進(jìn)展過程中，查閱的大多參考文獻(xiàn)采用的方法是用變頻器控制進(jìn)料電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)剛開始稱重時(shí)，采用大進(jìn)料，提高生產(chǎn)速度。當(dāng)快要達(dá)到目標(biāo)重量時(shí)，采用小進(jìn)料，提高稱重精度。這種控制系統(tǒng)的稱重精度較低。本法案采用 PWM 脈沖控制舵機(jī)閥門，從而控制進(jìn)料流量大小，控制精度較高。另外本課題的物料有一定粘性，除了在料斗的內(nèi)壁涂抹特 殊的化學(xué)材料，應(yīng)該編寫去皮程序。本方案中，每次上電，自動(dòng)執(zhí)行去皮指令。在工作過程中，也可以通過去皮按鈕再次去皮，比較適合實(shí)際情況。 由于客觀條件的限制，在本設(shè)計(jì)中沒有將指令送入 PLC 進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試，也無法對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)。若以后條件允許，可以對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步完善。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 謝 辭 本論文是在楊海軍老師和張賽珍老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他們嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選題、資料的收集到論文的撰寫編排，楊老師和張老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和熱 心的幫助。感謝楊老師和張老師對(duì)我的課題提出了很多寶貴的意見，使我的研究方向更加明確，使我的想法更加的貼合實(shí)際。 在此，我還要感謝在一起共同進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的另外四名同學(xué)，在這半年時(shí)間里，正是由于他們的幫助和陪伴，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 最后我還要感謝養(yǎng)育我的父母。 參考文獻(xiàn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 [1]郭湘君，李振亮，李亞 . PLC 在稱重式自動(dòng)定量包裝機(jī)上的應(yīng)用， 20xx [2]李雄，李青，劉立業(yè) . 基于可編程放大器的動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 20xx [3]趙廣平，孫雯 萍，孫建軍 . 電子稱重技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)， 20xx [4]胡春海，張金泉 . 淀粉稱重包裝控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)， 20xx [5]韓勇 . 基于 PLC 的粉料包裝稱重系統(tǒng)， 20xx [6]孫旺， 劉秀麗，王云民 . 淺談數(shù)字式稱重傳感器的原理與應(yīng)用， 20xx [7]胡紅梅，陳亮 . 新型稱重式粉粒狀物料充填機(jī)， 20xx [8]蔣靜瑚，歐陽名三 . 面粉廠定量稱重系統(tǒng)監(jiān)控的研究與實(shí)現(xiàn)， 20xx [9]付君，郭超，孫海霞，鄭超 . 基于 PLC 的掛面稱重控制的設(shè)計(jì)， 20xx [10]張鳳濱，王健 . 淺析高精度自動(dòng)稱重系統(tǒng)在包裝機(jī)的應(yīng)用 ， 20xx [11]但斌斌，周鼎，林又紅等 . 粉狀物料動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置的研制， 20xx [12]李南，陳奇 . 碳粉糊生產(chǎn)線自動(dòng)稱重系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)， 20xx [13]張麟 . 稱重式包裝機(jī)粉料給料裝置的研究， 20xx [14]顧金梅，欒振輝 . 粉體物料定量給料系統(tǒng)的研究與應(yīng)用， 20xx [15]劉九卿 . 應(yīng)變式稱重傳感器及其相關(guān)技術(shù)的新發(fā)展， 20xx 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 附 錄 生產(chǎn)線自動(dòng)稱重控制系統(tǒng)程序 1．主程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 2．初始化程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 3．去皮子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 4．物料重程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 4．自動(dòng)運(yùn) 行子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 5．手動(dòng)運(yùn)行子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 6．大流量子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 7．小流量子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 47 8．放料子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 48 9．報(bào)警子程序 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 49