PLC在配料生产线上的应用.doc
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PLC在配料生产线上的应用.doc
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本科生毕业设计说明书(毕业论文)
题目:
PLC在配料生产线上的应用
学生姓名:
学号:
096
专业:
电气工程及其自动化
班级:
02班
指导教师:
教授
PLC在玻璃配料生产上的应用
摘要
现有的配料控制系统普遍配料精度不高、稳定性差,随着控制理论、电子通信技术的发展,传统的配料控制系统也面临信息化、自动化的变革。
本设计分析了玻璃配料的工艺流程,用PLC的控制系统代替原由单片机、继电器和称重仪表等组成的控制系统。
该配料系统由PLC、上位工控机、称重传感器等组成,针对控制要求对一些元器件进行了设计和选型。
传统的PLC控制系统通过I/O设备与PLC的I/O模块相连,PLC通过模拟量或开关量控制和监测现场设备,传输信号易受现场环境干扰。
因此,引入现场总线控制系统,建立分布式的PLC控制系统,实现传输信号的数字化。
本设计主要内容包括以下部分:
1、介绍玻璃的发展过程及玻璃配料现状。
2、分析玻璃配料系统的工艺流程。
3、配料系统软件设计。
4、利用PLC编程软件STEP7进行程序设计实现玻璃配料过程,利用组态界面表示玻璃配料生产过程。
关键词:
PLC;配料系统;组态;
TheapplicationofPLCinglassbatchproduction
Abstract
Nowcommoningredientsexistingbatchingcontrolsystemprecisionisn’thigh,andpoorstability,withthedevelopmentofcontroltheory,electroniccommunicationtechnology,Thetraditionalingredientsalsofacesthechangeofinformatization,automationcontrolsystem.Thisdesignanalysisoftheglassbatchprocess,withPLCcontrolsysteminsteadofpreviousMCU,relayandcontrolsystemiscomposedofweighinginstrumentandsoon.ThebatchingsystemconsistsofPLC,industrialcontrol,weighingsensorandsoon,forsomecomponentstocontrolthedesignandtypeselection.TraditionalPLCcontrolsystemviaI/OdevicesareconnectedtotheI/OmoduleofPLC,PLCwithanalogandswitchquantitycontrolandmonitoringoffieldequipment,transmissioninterferencesignalisvulnerabletotheenvironment.Therefore,thefieldbuscontrolsystemisintroducedtosetupadistributedPLCcontrolsystem,realizethetransmissionofdigitalsignal.Thisdesignmaincontentincludesthefollowingparts:
1,introducethedevelopmentprocessoftheglassandglassindustrystatusquo.2,analysisofglassingredientssystemprocessflow.3,batchingsystemsoftwaredesign.4,theuseofPLCprogrammingsoftwareSTEP7programmingrealizationofglassbatchprocess.Usingtheconfigurationinterfacesaidglassbatchproductionprocess.
Keywords:
PLC;Batchingsystem;Theconfiguration
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章绪论 1
1.1课题背景及意义 1
1.2玻璃配料工业现状 1
1.2.1配料系统的现状 2
1.2.2直接数字控制系统 2
1.2.3监督控制系统 3
1.2.4集散型控制系统 4
1.2.5现场总线控制系统 5
第二章玻璃配料控制总体设计 7
2.1玻璃配料工艺分析 7
2.2玻璃配料系统的组成设计 8
2.2.1给料系统 8
2.2.2称重计量控制系统 9
2.2.3混合控制系统 11
2.2.4碎玻璃控制系统 11
2.2.5输送控制系统 12
2.2.6排料系统 12
2.2.7中心控制系统 12
2.3变频器 13
2.3.1通用变频器 13
2.3.2MM440特点 14
第三章设备选型 16
3.1称重传感器 16
3.1.1称重传感器技术 16
3.1.2称重传感器选型 17
3.2给料设备选型 17
3.3各元器件选型 18
3.3.1低压断路器 18
3.3.2熔断器 19
3.3.3中间继电器 19
3.3.4接触器 20
3.3.5热继电器 20
第四章配料系统控制软件 21
4.1可编程控制器 21
4.1.1可编程序控制器的产生 21
4.1.2可编程序控制器的发展趋势 22
4.2PLC的特点 26
4.3PLC的工作原理 27
第五章PLC的硬件设计 29
5.1扩展模块 30
5.1.1数字量模块 31
5.1.2数字量模块的特点 31
5.2玻璃配料系统图 34
5.2.1玻璃配料系统流程图 34
5.2.2玻璃配料控制系统主回路图 37
5.2.3玻璃配料系统控制回路图 38
5.2.4PLCI/O口分布图 39
5.3PLC软件设计 41
5.3.1编程语言 41
5.3.2STEP7编程软件 42
5.3.3组态软件 43
总结 48
参考文献 49
附录A:
程序 50
致谢 58
58
内蒙古科技大学毕业设计说明书(毕业论文)
第一章绪论
1.1课题背景及意义
在生产过程中,有的产品是将几种原料按一定比例混合,通过配置加工而成。
所以配料过程就是按一定比例混合原料的过程。
其中是否按预先设定的混合比例进行混合,直接关系最终产品的质量。
配料质量控制的优劣直接影响生产能否顺利进行1.黄钉劲,李卫.电石生产的自动称重配料系统.工业仪表与自动化装置,2001,2;15-17.
。
如果配料的质量不能达到要求,不仅会造成原料和能源的浪费,还可能会影响产品的质量、产量,甚至会因配料失误造成整个生产事故。
所以,要保证配料的速度,提高配料过程中的精度,以便产品质量和生产的顺利进行,
原料配料是玻璃生产的首道工序。
所以在生产玻璃过程中原料配料的准确、均匀和稳定是生产优质玻璃的主要条件。
尤其是配料的设备,需要同时对不同种原料进行准确的称量、混合、输送和投料,一旦出现事故就会造成重大的经济损失2.薛之光.玻璃生产线精密配料控制技术的研究:
[硕士学位论文].西安:
西安交通大学,2002.
。
一个现代化的大、中型玻璃池窑里有着一两千吨玻璃液,每天要投入上百吨配合料,而且在生产过程中各工序之间是连续作业,环环相扣,彼此影响很大,尤其是原料的配合,需要对好几种原料进行精确的称量混合、输送和投料,若出事将造成严重事故,在短时间内难以清除其影响,会造成重大的损失。
因此原料的制备对玻璃生产具有非常重要的作用。
称量部分是原料配料工艺的核心,合理的称重配料方式对实现原料的自动配料非常重要。
因此,人们对称量配料过程提出了“快速、准确、连续、自动”的要求3.张峰,张立勇.玻璃窑炉配料系统自动控制的设计与实现.控制系统,2002,5;32-33.
。
无论是人为因素还是设备因素都容易造成配料错料,而引起玻璃质量的下降。
若采用人工配料,因为现场的粉尘较大,所以很容易造成对人身体的危害。
因此,提高配料系统的称量精度、系统的自动化水平和可靠性,对保障玻璃生产线优质且稳定的生产、改善工作环境和提高劳动生产有很重要的意义。
因此,原料的配料自动化是现代玻璃工业发展的趋势。
此外,饲料、食品、化工、等行业也离不开配料生产过程,需要通过自动配料控制系统实现生产的自动化4.徐文强,华演.经轴染色机自动配料系统的研制.纺织科技进展,2004,6;45-46.
。
虽然各个行业所用的物料和生产工艺不同,但配料控制系统所需要完成的任务基本相同,所以研究和开发一种自动配料控制系统具有一定的实际意义。
1.2玻璃配料工业现状
玻璃工业在我国产业中不仅是一个重要的行业,也在经济建设中起着非常重要的作用。
随着经济的快速发展,玻璃配料行业也得到了相应的发展。
20世纪80年代后期,我国浮法玻璃出现了第一次发展的高峰,以年增长35%的速度快速发展,远远高于当时我国经济发展10%的增长速度,玻璃工业的发展极为引人注目。
近年来,玻璃生产行业的竞争日益激烈。
所以,稳定并提高产品的质量、产量和增强竞争力成为玻璃生产发展的主要目标。
因此,玻璃生产中的称重配料系统必须具有高性能、高速度、高可靠性和稳定性等特点,以满足现代化生产的要求5.Harold,Dave.Newchallengesariseinbatching,dosingandweighing.Control(Chicago,Ill),ConcreteProducer,2006,7;53-57.
5】。
目前我国玻璃工业中存在的主要问题与国际先进水平的差距主要表现在:
①资源和能源的消耗高,综合利用水平低,②整体技术、装备和管理水平与国际先进水平相比仍有很大的差距。
③因为产品结构不够合理,导致优质浮法和深加工率偏低。
④企业规模小、数量多、国际竞争力差。
⑤企业创新和自主开发能力较差,缺少具有驱动力的技术创新机制和能力。
⑥无序竞争现象比较突出6.张平安.用科学发展观分析中国浮法玻璃工业现状.ArchitecturalandIndustrialGlass,2005,6;2-12.
。
我国在玻璃配料技术方面,仍然存在着设备装备不合理、工艺落后、产品单一和自动化程度低等方面的弊端,难以满足现代化玻璃工业发展的需要。
随着计算机技术和控制技术的发展,以可编程控制器为基础的集散控制系统成为了当今浮法玻璃生产线控制系统的主流,日益成熟,它不仅解决了配料控制系统中存在的配料精度低,机电控制部分可靠性差的问题,而且还加强了数据库管理生产以及对生产过程的实时动态监控。
同时随着信息技术化、网络化向自动化领域的渗透,使自动化系统的体系结构面临一场大的变革7.继春明.自动化控制技术在玻璃工业中的现状及发展方向.玻璃,2006,1;18-21.
7】。
1.2.1配料系统的现状
通常情况下在配料生产过程中,要求不仅能够实现全自动、半自动和手动
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