生产线自动称重控制系统设计毕业设计.docx
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生产线自动称重控制系统设计毕业设计.docx
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生产线自动称重控制系统设计毕业设计
摘要
自动生产线被应用到工业领域后,称重装置不仅是提供重量数据的简单仪表,而且是工业控制系统和管理系统的一个组成部分。
生产线自动称重技术水平的提高,可以推进工业生产的自动化和管理的现代化,缩短作业时间,改善操作条件,降低能源和材料的消耗,提高产品质量以及加强企业管理。
生产线自动称重控制系统设计,以PLC为控制核心,称重传感器采集现场重量信号,称重变送器将传感器的信号隔离放大,转换成0-10V的标准信号,EM235模块将这一标准信号转换为相对应的数值。
通过实际重量与变速重量、目标重量相比较,利用PWM脉冲控制舵机阀门旋转角度,从而控制下料流量大小。
利用电磁铁控制称重斗下料门开合,通过光电开关防止辅助斗物料溢出,利用报警器实现报警功能。
整个控制过程分手动操作和自动操作。
通过三维力控软件构建远程监控系统,现场情况可以实时显示,监控系统的控制级别高于现场控制的级别。
关键词:
PLC称重传感器报警器光电开关远程监控
ABSTRACT
Afterautomaticproductionlinewasappliedtoindustryregion,weighingdevicewasnotonlyatechniquesimplicityinstrumenttosupplyweightdata,butalsoapartofindustrialcontrolsystemandsupervisorysystem.Thedevelopmentoftheproductionlineofautomaticweighingcanadvancethemodernizationoftheautomationandmanagementofindustrialproduction,reduceoperatingtime,improvetheoperatingconditions,reducetheconsumptionofenergyandmaterials,improveproductqualityandstrengthenenterprisemanagement.Theproductionlineofautomaticweighingcontrolsystems,PLCforthecontrolofthecore,weighingsensortocollecttheliveweightofthesignal,theweightofthetransmittertothesensorsignalisolationamplifier,andconvertedintostandardsignalsof0-10V,theEM235moduletothestandardsignalisconvertedtocorrespondstothevalue.Byactualweightandvariablespeedweight,targetweight,comparedtothesizeofthePWMpulsestocontroltherotationangleofthesteeringgear,whichcontroltheflowofcutting.Thesystemuseelectromagnetstocontroltheweighingbucketcuttingdooropeningandclosing,usethephotoelectricswitchtopreventtheauxiliarybucketspillage,usethealarmtoachievealarmfunction.Theentirecontrolprocessisdividedintomanualoperationandautomaticoperation.Thesystemusethree-dimensionalforcecontrolsoftwaretobuildtheremotemonitoringsystems.itcandisplayreal-time,themonitoringsystemcontrollevelishigherthanthelevelofsitecontrol.
KEYWORDS:
PLCweighsensoralarmphotoelectricswitchremotemonitoring
目 录
前 言
1.课题研究的研究背景和意义
自动生产线被应用到工业领域后,对称重技术提出了新的要求。
称重装置不仅是提供重量数据的简单仪表,而且是工业控制系统和管理系统的一个组成部分。
生产线自动称重技术水平的提高,可以推进工业生产的自动化和管理的现代化,缩短作业时间,改善操作条件,降低能源和材料的消耗,提高产品质量以及加强企业管理。
目前,国内很多中小企业的生产线称重环节多采用磅秤、台秤和通用的电子秤。
生产线上的物料质量都由工人师傅手动控制。
这种称重系统存在很多缺陷。
缺陷一:
生产线的称重设备自动化程度较低,称重质量完全取决于人,称重精度低,并且操作复杂。
缺陷二:
在这样的称重系统中,若要提高称重精度,就要降低生产速度,大大阻碍了高速生产的实现。
缺陷三:
缺少对生产过程的实时监控,使得整个工作过程都需要操作人员在现场监督。
这样既浪费了人力,提高了企业的费用,又无法实现自动化生产管理。
根据以上内容,就两方面设计自动称重控制系统:
一是根据现有生产线的称重现状,相对提高生产线称重的自动化程度、称重速度和称重精度;二是建立组态监控系统,使其能监控现场事实情况。
这样的生产线自动称重控制系统,可以降低原料消耗,控制产品质量,提高生产速度,降低工人劳动强度,方便监控人员更好的了解工作现场情况,实现生产过程的科学现代化管理。
2.称重技术的发展概况和趋势
随着第二次世界大战后的经济繁荣,为了把称重技术引入到生产工艺过程中去,对称重技术提出了新的要求,希望称重过程自动化,为此电子技术渗入衡器制造业,产生了电子称。
电子称的发展过程与其他事物一样,也经历了由简单到复杂,由粗糙到精密,由机械到机电结合再到全电子化,由单一功能到多功能的过程。
特别是近30年以来,工艺流程中的现场称重、配料定量称重以及产品质量的监测等工作,都离不开能输出信号的电子衡器。
这是由于电子衡器不仅给出质量或重量信号,而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能,从而推进工业生产的自动化和合理化。
近年来电子称已愈来愈多地参与到数据的处理和控制过程中。
现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可或缺的组成部分。
随着称重传感器各项性能的不断突破,为电子称的发展奠定了基础,国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称,并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。
我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的,40年代开始发展了机电结合式的衡器。
50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。
80年代以来,我国通过自行研究、引进消化吸收和技术改造,已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段。
目前,由于电子衡器具有称量快,读数方便,能在恶劣条件下工作,便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化特点,已被广泛应用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门。
随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展,电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展,并被人们越来越重视。
电子衡器产品量大面广、种类繁多,从通用的各种规格的电子称到大型的电子称重系统,从单纯的称重、计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元,其应用领域不断地扩大。
根据近些年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求,称重技术的发展动向为:
小型化、模块化、智能化、集成化;其技术性能趋向于速率高、准确度高、可靠性高;其应用性趋向综合性、组合性。
第1章生产线自动称重系统总体设计
1.1控制方案的选择
系统方案选择的原则是在满足生产要求,确保产品质量的前提下,力求投资少,效益高和操作方便。
根据课题的要求,本课题的控制系统方案有两种方案可供选择:
单片机控制方案、PLC控制方案。
(1)单片机控制方案。
单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机,通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。
单片机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。
随着技术的发展,单片机片内集成的功能越来越强大,并朝着SOC(片上系统)方向发展。
单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点,所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域,使产品小型化、智能化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。
但是单片机对环境要求较高,一般要在干扰小的场地使用,指令复杂,对编程能力要求较高,可读性差。
(2)PLC控制方案。
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的生产过程。
可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
同时可编程序控制器具有可靠性高、抗干扰能力强,适应性强、应用灵活,编程方便、易于使用,控制系统设计、安装、调试方便,维修方便、维修工作量小,功能完善等特点。
相对于单片机来说,PLC本身固有的稳定性和可靠性特点决定了它在自动化行业内不可取代的地位。
PLC相比单片机具有高可靠性,易于开发,扩展性好,通讯简单的,这些优点促使很多的设备生产厂家在设计时选用PLC作为设备的控制器。
总之,现代的工业自动化生产线中,多数产家都采用PLC作为自动化生产线的控制。
在未来的工业生产中,PLC仍然能够引导自动化行业的发展。
综上所述,该控制系统的控制方案应选PLC控制方案为宜。
1.2系统的组成
系统由进料电动机、出料电动机、PLC、称重传感器、称重变送器、电磁铁、舵机、指示灯、报警器、光电开关等组成。
图1-1为系统框图。
图1-1系统框图
1.3称重系统的功能和工作过程
1.系统的功能
(1)自动运行功能
点击自动运行按钮后,系统自动运行。
(2)手动运行功能
在手动运行情况下,各功能的实现有对应的按钮控制。
(3)报警功能
若实际重量大于称重误差最大值,则报警器开始报警,系统自动停止运行。
报警器需要按动停止按钮将其复位。
若辅助斗中物料溢出,则安装在辅助斗上的光电开关会发出信号,系统自动报警。
(4)远程监控功能
使用组态软件,构建组态画面,使现场真实运行情况事实显示,并且能够在远程操作现场设备。
2.系统的工作过程
(1)大流量进料阶段
按下相应按钮后,进料电动机启动,电磁铁得电使称重斗下料门闭合。
PLC发出指令使舵机阀门始终保持在0度,辅助斗下料门全部开启,大流量指示灯亮。
实现大流量进给。
大流量进料用于提高整体速度。
(2)小流量进料阶段
当数字量信号转换的实际重量等于提前重量值时,PLC发出指令使舵机阀门
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