【正文】 令，開始下一輪的工作。步驟如下 :按照用戶控制要求編制好程序，并存于存儲器中，當(dāng) PLC運行時， CPU執(zhí)行命令，按指令序號 (或地址號 )順序地作周期性循環(huán)掃描工作。五是可再次使用并且能帶來附加價值等，從中可得到更大的回報。三是工作可靠，如停工損失也少 。一是因為它的體積小、所占空間小，輔助配套的設(shè)施投入少 。這也使得 PLC控制器系統(tǒng)在許多對程序設(shè)置靈活性要求較高的小產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)中得到更為廣泛的應(yīng)用。 (2)系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制法，梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖十分接近，避免了生產(chǎn)一線的技術(shù)工人學(xué)習(xí)匯編語言，使得可編程邏輯控制器實現(xiàn)方法更為簡單，容易被初學(xué)者掌握。例如，在硬件方面 :PLC的輸入輸出電路和內(nèi)部的 CPU 都是電隔離，而且 CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施，所以可確保 PLC程序的運行不受外界的電與磁干擾，這可使系統(tǒng)出故障的機(jī)率幾乎為零，做到 萬無一失。此外，很多 PLC 廠家擁有與之相應(yīng)的組態(tài)軟件及開發(fā)平臺，軟硬件的有效結(jié)合，一定程度上大大提高了系統(tǒng)的性能。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展比較快，用戶對開放性要求非常強(qiáng)烈，現(xiàn)場的總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。 圖 2— 2 PLC控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 PLC 的特點 PLC具有高可靠性 、容易掌握、體積小、價格便宜等特點，新一代的 PLC還具有PID 調(diào) 節(jié)功能，其應(yīng)用己經(jīng)從開關(guān)量控制擴(kuò)大到模擬量控制領(lǐng)域，己成功地應(yīng)用于航天、冶 金、輕工等行業(yè)。采用可以編程的存儲器，用于它內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行順序控制、邏輯運算、計數(shù)、定時與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC簡介 可編程控制器 (Programmable Logic controller，簡稱 PLC)，是以微處理器作為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)與自動化技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器。在進(jìn)行生產(chǎn)的同時，系統(tǒng)會判斷所有的原料是否下料結(jié)束，如果所有原料下料沒有結(jié)束，控制原料倉繼續(xù)下料。系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定值來檢測是否到達(dá)規(guī)定的誤差量，如果沒有到達(dá)規(guī)定的誤差量，繼續(xù)點動下料。系統(tǒng)首先根據(jù)設(shè)定好的序號控制原料倉全速下料，假如電子秤門己關(guān)閉，通過 PLC 的 A/D 轉(zhuǎn)換采集電子秤的重量，并判斷是否到達(dá)提 前量，如果沒到達(dá)提前量，繼續(xù)全速下料。當(dāng)給料量出現(xiàn)增大時，需要降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，反之，則提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，加快放料量，從而保證飼料生產(chǎn)配料量按照合理比例進(jìn)行配制。 本文設(shè)計的飼料生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)工作過程及原理描述如下 :飼料給料采用進(jìn)料式零位法，通過電子皮帶秤對圓盤給料機(jī)輸送的物料進(jìn)行計量，并且采用固定式多組份料斗秤的結(jié)構(gòu)。典型的配料控制系統(tǒng)在一些比較簡單的稱重配料系統(tǒng)中，也可以采用工業(yè)計算機(jī) (IPC)加數(shù)據(jù)采集板卡的形式進(jìn)行配料的控制。 飼料生產(chǎn)線結(jié)構(gòu) 本文研究的飼料生產(chǎn)配料方式采用 固定式多組份料斗秤的結(jié)構(gòu) :該稱量結(jié)構(gòu)類似固定式料斗秤結(jié)構(gòu)， 不過該結(jié)構(gòu)為了節(jié)省電子稱量裝置，采用固定幾個料倉對應(yīng) 1臺電子料斗秤，各組份原料通過皮帶傳送裝置混合在同一臺料斗秤內(nèi)累加稱量后再由集料帶或集料小車收集進(jìn)入攪拌倉進(jìn)行后續(xù)工序，該結(jié)構(gòu)有利于實現(xiàn)多種配料的精確控制。采用減量法稱量可以直接將傳感器安裝 在料倉上，通過傳感器檢測料倉中物料總重量減少的參數(shù)值計算飼料生產(chǎn)的實際配料量，但該方法稱量精度較低，因而在實際的配料控制過程中較少采用。在實際的給料控制模式中，一般采用雙速給料的方法，首先根據(jù)給料設(shè)定值，快速放料，當(dāng)放料量接近設(shè)定值的 90%左右，則減少閘門放料量，采取慢速給料，這種控制方式能夠在保證放料速度的同時增加稱量精度。 采用進(jìn)料式方法進(jìn)行物料稱量時，需要注意給料落差的計算，即當(dāng)給料設(shè)備停止給料后，部分物料尚未進(jìn)入攪拌倉的余料。增量法指的是稱量料斗接收、稱量好飼料后，在未放空料倉的情況下就開始加料，系統(tǒng)自動將電子秤內(nèi)部計數(shù)值清零。根據(jù)飼料生產(chǎn)工藝要求，常用稱量方式有進(jìn)料式稱量和卸料式稱量 2種，具有單斗單料、單斗多料、 多斗多料 等多種工作模式。對于液體物料，一般采用閥門控制給料量。飼料所需混料由旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片在螺旋管體內(nèi)連續(xù)推進(jìn)送料，在重力作用下進(jìn)入攪拌器，使得系統(tǒng)機(jī)械振動較小，能夠保持?jǐn)嚢鑲}運行平穩(wěn)，并且對稱量的干擾相對較小，能夠很好的避免飼料攪拌過程中飼料原材料分層或者攪拌不均的缺陷。但遺憾的是該種給料方式對安裝要求比較高，并且現(xiàn)場調(diào)試?yán)щy，調(diào)整不當(dāng)會產(chǎn)生噪聲且運行不好。其中應(yīng)用較為廣泛的分別是電磁振動給料機(jī)和螺旋給料機(jī)。 給料方式選擇 目前，在飼料生產(chǎn)及加工領(lǐng)域，其中飼料生產(chǎn)配料廣泛采用的給料系統(tǒng)一般有以下幾種：電磁震動給料系統(tǒng)、螺旋給料系統(tǒng)、螺旋給料系統(tǒng)、電磁閥給料系統(tǒng)等。 控制系統(tǒng)：飼料生產(chǎn)控制系統(tǒng)由稱量儀表、可編程控制器及其它控制元件組成。 稱量部分：在進(jìn)行飼料生產(chǎn)的同時，需要判斷飼料生產(chǎn)所需要的所有料是否下料結(jié)束，一般通過采集電子稱的重量，將重量模擬電壓信息送往電子稱，用來采集重量信號來判斷是否達(dá)到提前量。 給料部分：給料部分是從原料倉（或儲罐）向稱重設(shè)備中加料的執(zhí)行結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定好的序號控制原料倉（用于儲存各種飼料生產(chǎn)所需原料，如棉柏、豆柏、魚粉等）全速下料。 第 2 章 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 飼料 生產(chǎn)系統(tǒng)概述 飼料生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)是對飼料生產(chǎn)及加工過程中的各類碎玉米、配料、微量元素等粉?；蛞后w物料進(jìn)行稱重并按所選配的方式進(jìn)行混合攪拌，制成滿足一定要求，具有較高營養(yǎng)的飼料成品的實時監(jiān)控管理的自動化系統(tǒng)，具有廣闊的市場前景。本章還從系統(tǒng)數(shù)字濾波技術(shù)于 PID調(diào)節(jié)算法角度，研究了數(shù)字濾波器及 PID控制算法的設(shè)計方法和過程。 第 3章：本章主要進(jìn)行了飼料生產(chǎn)自動化控制配料系統(tǒng)的硬件設(shè)計部分，包括稱重方式選擇、給料方式選擇、生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)方式選擇、配料控制系統(tǒng)設(shè)計，給出了系統(tǒng)各個部分的硬件芯片 選型和硬件電路的設(shè)計，具體內(nèi)容由變頻器、感應(yīng)器、電動機(jī)、 PLC的選型及設(shè)計過程。給出了主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排。 課題研究內(nèi)容 論文內(nèi)容主要包括計算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選型和電氣設(shè)計及 PLC軟件設(shè)計： 1) 飼料加工自動控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計； 2) 飼料加工自動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計； 3) 粉碎機(jī)自動喂料系統(tǒng)設(shè)計； 4) 模塊式程序設(shè)計的應(yīng)用； 論文 的結(jié)構(gòu)安排 論文在結(jié)構(gòu)上分為五個章節(jié)，具體安排如下 ： 第 1章：本章簡單介紹了飼料生產(chǎn)自動化配料系統(tǒng)的概念以及論文的研究背景、目的和意義。 在總體上，我國在飼料加工控制系統(tǒng)上存在技術(shù)不夠先進(jìn)、企業(yè)平均規(guī)模小、綜合生產(chǎn)水平低等問題。飼料廠的管理和控制全部通過計算機(jī)進(jìn)行操作，管控系統(tǒng)采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)各部門的職能選擇不同的系統(tǒng)模塊。 隨著 21世紀(jì)飼料加工新技術(shù)的出現(xiàn)，特別是現(xiàn)場總線和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，飼料工業(yè)的自動化控制水平也在相應(yīng)提高。 第四階段，隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，基于工控機(jī)的飼料廠自控系統(tǒng)也開始出現(xiàn)。 第三階段，隨著大規(guī)模集成芯片技術(shù)的成熟，單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。 第一階段，飼料加工機(jī)械比較簡單，各機(jī)械之間基本上沒有邏輯聯(lián)系，現(xiàn)場操作人員一般只負(fù)責(zé)一到兩個設(shè)備的操作與監(jiān)控，并手工的記錄各項數(shù)據(jù)，產(chǎn)品質(zhì)量的人為因素很大。但是，飼料廠的配套自動控制系統(tǒng)和高精度配料控制系統(tǒng)還相對滯后，因此實現(xiàn)安全可靠的自動控制系統(tǒng)和高精度配料系統(tǒng)就顯得十分的迫切和必要。 飼料加工發(fā)展 現(xiàn)狀 飼料工業(yè)時畜牧養(yǎng)殖業(yè)的 基礎(chǔ)。它以微處理器為核心，有機(jī)的將微處計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體。配料精度的高低和配料速度的大小制約著整個生產(chǎn)過程的質(zhì)量和產(chǎn)量，而飼料生產(chǎn)的自動控制對提高配料生產(chǎn)的質(zhì)量起著舉足輕重的作用，飼料自動控制系統(tǒng)有助 于實時掌握和了解配料生產(chǎn)工藝流程的運行狀況和參數(shù)變化，優(yōu)化生產(chǎn)，保證質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本的同時提高管理水平，使生產(chǎn)長期穩(wěn)定的運行，取得最佳效益。本論文正是在這樣一個大的背景條件下產(chǎn)生的 。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對飼料的需求量迅猛增加，采用傳統(tǒng) 的飼料生產(chǎn)工藝流程早已不 滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。我國的飼料工業(yè)從改革開放開始起步，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)完成了從家庭手工作坊式的生產(chǎn)到世界第二大飼料生產(chǎn)大國的飛躍，已經(jīng)發(fā)展成為我國國民經(jīng)濟(jì)的當(dāng)中的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 PLC 主要承擔(dān)對輸送設(shè)備進(jìn)行實時控制，并完成對系統(tǒng)故障檢測、顯示及報警。系統(tǒng)現(xiàn)場控制部分采用了 PLC來控制生產(chǎn)過程，通過 PLC來采集生產(chǎn)信息，通過PLC開關(guān)量輸入采集生產(chǎn)線的狀態(tài)及報警信息，并通過 PLC開關(guān)量輸出實現(xiàn)對 艙門 開關(guān)的控制。自動配料控制過程是一個多輸入、多輸出系統(tǒng)，各條配料輸送生產(chǎn)線嚴(yán)格的協(xié)調(diào)控制，對料位、流量及時準(zhǔn)確的進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。 PLC 自問世以來，經(jīng)過多年的發(fā)展，早已取代繼電器控制系統(tǒng)在工控行業(yè)的絕對統(tǒng)治地位，在全世界發(fā)達(dá)國家中已經(jīng)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)推動作用。 摘 要 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，許多城市的工廠、事業(yè)單位都能看到各種形式的基于 PLC的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。與此同時，工業(yè)經(jīng)濟(jì)在大踏步的前進(jìn)后，越來越需要提升生產(chǎn)效率，而生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化、自動化程度起著決定性的作用。飼料生產(chǎn)線自動化 控制系 統(tǒng) 是精細(xì)化工廠生產(chǎn)工藝過程中一道非常重要的工序，其中的配料工序質(zhì)量對 整個產(chǎn)品的質(zhì)量舉足輕重。 本文依據(jù)飼料生產(chǎn)系配料系統(tǒng)的工藝流程介紹了飼料生產(chǎn)配料系統(tǒng) 控制過程，詳細(xì)講述了 PLC的選型及 PLC 飼料生產(chǎn)系統(tǒng)變頻控制中的硬件設(shè)置、參數(shù)設(shè)定和軟件設(shè)計過程。在自動配料生產(chǎn)工藝過程中，將主料與輔料按一定比例配合， 由皮帶稱完成對皮帶輸送的物料計量。 關(guān)鍵詞：飼料生產(chǎn)； PLC；工藝流程； 第 1 章 緒論 來源、目的和意義 論文研究的來源 作為一個農(nóng)業(yè)大國 ，畜牧業(yè)養(yǎng)殖在我國具有十分重要的基礎(chǔ)地位，而飼料工業(yè)又是為畜牧養(yǎng)殖業(yè)提供原材料供給的基礎(chǔ)。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 飼料產(chǎn)業(yè)己成為一個方興未艾的朝陽產(chǎn)業(yè)，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，服務(wù)“三農(nóng)”具有越來越重要的作用。飼料生產(chǎn)企業(yè)如何應(yīng)對挑戰(zhàn)，在激烈的市場競爭中擴(kuò)大產(chǎn)品產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，這是擺在飼料生產(chǎn)企業(yè)面前的一個非常嚴(yán)峻的課題。 論文研究的目的和意義 飼料生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的作用，不但是生產(chǎn)過程中 的一個重要環(huán)節(jié)，更是源頭工序，直接關(guān)系著下游生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。 PLC是一種新型的具有極高可能性的通用工業(yè)自動化控制裝置。其特點由： 專為工業(yè)控制設(shè)計，采取了精選元器件及多層次抗干擾等措施，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高；采用易于理解和掌握的梯形圖語言，以及面向工業(yè)控制的簡單指令，編程方便；不僅具有先進(jìn)的通訊和輸入、輸出能力，而且其模 塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、靈活的配置能力，使用戶可以靈活組成各種規(guī)模和不同要求的控制系統(tǒng)，使用方便；模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使操作人員在維修時只需要更換插入式模板或其他易損部件即可完成，既方便又減少了影響生產(chǎn)的時間；維護(hù)方便、硬件軟件齊全，設(shè)計和施工可同時進(jìn)行，縮短了設(shè)計、施工、調(diào)試周期；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，可靠性高，抗震防潮和耐熱能力強(qiáng)，使之易于 安裝在機(jī)器設(shè)備內(nèi)部，易于實現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品。我國飼料工業(yè)開始于 70年代中后期，經(jīng)過短短二十多年的發(fā)展，從無到有，從小到大，走過了許多發(fā)達(dá)國家數(shù)十年才走完的歷程，飼料工業(yè)已成為我國工業(yè)體系中重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，我國已躍居為世界第二大飼料生產(chǎn)國。 飼料廠自動控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了人工手動控制、機(jī)械電氣控制、單片機(jī)控制、工業(yè)計算機(jī)集中控制等幾個階段。 第二階段，繼電器手動控制在很大程度上降低了工人的勞動強(qiáng)度，但是大量的中間繼電器和時間繼電器組成的電控系統(tǒng)非常復(fù)雜，可靠性極低，特別是在調(diào)試和改造時的難度很大。單片機(jī)配料控制系統(tǒng)較之前兩種系統(tǒng)設(shè)計電路復(fù)雜程度降低，可靠性大大提高，但其抗干擾能力比較差也局限了它的應(yīng)用。這種系統(tǒng) 大多采用集中控制方式，計算機(jī)除具有工藝流程控制、工況實時顯示、提供數(shù)據(jù)存儲、報表打印等功能外，還要完成對各對象的直接控制和數(shù)據(jù)采集任 。美國及歐洲的一些國家的飼料廠從火車、汽車進(jìn)料，到成品散裝出料，全部為計算機(jī)自動控制，整廠單班操作人員只需要兩個人。通過對人員管理系統(tǒng)、財務(wù)核算系統(tǒng)、原料接收系統(tǒng)、成品發(fā)放系統(tǒng)和生產(chǎn)加工系統(tǒng)共 5個子計算機(jī)系統(tǒng)的管理，全部掌控整個飼料廠營運 。因此，進(jìn)一步提高飼料加工廠的自動化程度，仍然十分緊迫，設(shè)計出高性能自動控制系統(tǒng)和高精度自動配料系統(tǒng)意義重大。通過論述飼料生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)相關(guān)概念及 PLC在 國內(nèi)外發(fā)展趨勢，對飼料生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)的技術(shù)特點進(jìn)行了簡單的比較分析。 第 2章：本章簡單介紹了 PLC以及局域網(wǎng)控制基礎(chǔ)知識，然后對飼料生產(chǎn)工藝流程控制系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，針對飼料生產(chǎn)自動化配料系統(tǒng)的功能設(shè)計要求提出了系統(tǒng)總體 框 架 設(shè)計，最后給出了系統(tǒng)的的要求，提出了硬件、軟件系統(tǒng)構(gòu)造方案，包 括硬件設(shè)計要點和軟件設(shè)計要點。 第 4 章：本章主要完成闡述飼料生產(chǎn)自動化配料系統(tǒng)部分的軟件解決方案及其實現(xiàn)，并對系統(tǒng)軟件的設(shè)計過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 第 5章：本章的內(nèi)容時文章的總結(jié)和展望，總結(jié)了論文所完成的主要工作內(nèi)容，為了更好的實驗網(wǎng)絡(luò)化只能飼料生產(chǎn)系統(tǒng)，展望了基于 PLC技術(shù)的飼料自動化控制管理信