发布时间 : 星期二 文章集散型可编程序控制器调速秤配料系统 - 图文更新完毕开始阅读
图1-2 调速秤控制系统
第二章 调速秤配料系统的总体设计
2.1系统工作原理及工作过程
我们要实现的是八路调速秤配料的控制系统。该系统共有八路上料，每一路的上料都是有一定的配比，受到各个参数的约束。 它的基本工作原理是：当系统开始运行，八路上料系统根据需要开始上料，每一路的上料与否以及根据产品配比的要求下料多少，是受PLC控制的。每一路上料的实际多少是由称重传感器测量，皮带传送速度由接近开关测出，将测得的数据送到PLC由预先使用STEP7编写好的程序进行处理，其中速度和重量是相乘的关系，这样可以得到每一路每一个小时下料的吨位。这个每小时的吨位与要求的吨位对比形成负反馈，反馈到PLC，经过预置程序的控制以及使用PID控制算法处理调节执行机构变频器控制电动机，使整个系统达到预先的要求，从而生产出合格的产品。这就是整个皮带秤配料系统的工作原理的简单介绍。
2.2 系统整体工作框图
如图２所示，由上位机通过Wincc组态软件或者可编程控制器控制整个系统的启停。主体“调速秤”通过线路与三样设备连接：称重传感器、测速传感器、变频器。
其中前两个设备的主要功能是信号采集，称重传感器采集各路皮带秤的数据，转换
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成相应的电信号，反映到可编程序控制器中，由其中的CPU按照事先编制的程序进行计算，从而得到各路配料的实际情况和给定值之间的差距。这中算法是根据PID算法控制进行控制，PID 控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。本系统的核心控制算法也是基于PID控制算法。实现该系统控制流程的方式主要分两种：
(1)通过STEP7编写好的程序由PLC按照设定的值进行PID控制。完成8路的自动配料。
(2)通过手动控制，在变频器上输入PID参数，完成8路的自动配料。
变频器的功能则是按照信息指令调节圆盘给料机电机的频率，达到对单路原料进行控制配比的目的。对各路皮带秤进行总体调节，即可完成按工业要求进行配比工作。
这时，PLC要完成两个工作：第一，要通过线路将各信号上传到上位机，由上位机的组态软件WinCC接收，从而使工作人员可以完成组态监控工作；第二，PLC向下将控制信号传送到各路变频器，变频器经过信号转换来控制皮带秤的圆盘给料机电机转速，实现各路配料按要求配比。在此过程中，工作人员可以通过上位机的组态画面实时监控系统的运行情况，一旦系统发生意外!异常的公式结尾情况，或进行定期不定期维护，即可由上位机对PLC进行控制。
2.3 系统整体电气连接图
变频器手动或自动控制选择1#--8#1#2#3#4#5#6#7#8#变频器停止或启动选择1#--8#1#2#3#4#5#6#7#8#振动下料停止或启动选择1#--8#1#2#3#4#5#6#7#8#24V DC手自手自手自手自手自手自手自手自启停动动动动动动动动动动动动动动动动动止启停动止启动停止启停动止启动停止启停动止启停启停启动止动止动停启止动停止启停启动止动停止启停启动止动停启停启止动止动停止CPU模块SM323模块1#2#3#4#5#6#7#8#1#电变运行指示灯报警铃频器启停变频器启停变频器启停变频器启停变频器启停变频器启停变频器启停变频器启停振给料机启停2#电振给料机启停3#电振给料机启停4#电振给料机启停测压模块SM323模块5#电振给料机启停6#电振给料机启停7#电振给料机启停8#电振给料机启停测速模块SM321模块输出模块变频器1变频器2变频器3变频器424V DC1GND2GND3GND4GND5GND6GND7GND8GND101112131415161718192021222324输出AFV输出AF变频器5变频器6变频器7变频器8压力放大板1011121314151617181920212223242526272829303132速度调理板1011121314151617181920212223242526272829303132重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源重量传感器电源重量传感器电源重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源重量传感器信号重量传感器信号重量传感器电源重量传感器电源速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源重量传感器信号重量传感器信号速度传感器信号速度传感器信号速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源
图2-1 系统整体电器连接图
如图2-1所示，为系统的总体硬件连接图，其中最左部分为工控机，通过上位机软
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速度传感器信号速度传感器信号速度传感器电源速度传感器电源
件Win-cc可以控制控制器PLC,同时系统的一些信息可以及时的反映在上位机的画面中，中间为PLC，它由CPU模块，模拟量输入输出模块和测速模块组成，最右边为变频器，通过变频器来控制各路电机，从而控制速度。
第三章 调速秤配料系统中的PLC硬件选型与设计
由于可编程序控制器在工业控制领域中所占的核心地位和日趋重要的发展态势。本章对配料系统中的可编程控制器进行了详细的介绍，并对可编程控制器S7-300的各个模块进行了细致的选型及设计。
3.1 PLC的基本知识
PLC即可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。分为：小型 PLC、中型PLC、大型PLC。
（1）PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同如图3所示。
编程器
图3-1 PLC的结构
系统程序存储器系统程序存储器电源输入点中央处理单元CPU输出点①中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、1/0以及警戒定时器的状态，并
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能诊断用户程序中的语法错误。
②存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器
③电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
④输入输出元件 (1/O模块)
1/O模块是CPU与现场UO装置或其它外部设备之间的连接部件。将外部输入信号变换成CPU能接受的信号，或将CPU的输出信号变换成需要的控制信号去驱动控制对象，以确保整个系统正常工作。
⑤编程器和外部设备 （2）PLC的工作原理
PLC采用了一种不同于一般计算机的运行方式即扫描方式。 ①工作过程
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段，如图4所示。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段
第（n-1）个扫 描周期 第（n+1）个第N个扫描周期扫描周期 出刷新输输入采样用户程序执行输出刷新输入采样 图 3.2 PLC的工作过程图3-2 PLC的工作过程
②扫描周期
PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如图5所示。一个周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间之和。
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