配料與控制論文(鄒翔)

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1、配料與控制分析論文趙飛自動(dòng)化0701200740067一．摘要調(diào)速配料自動(dòng)控制系統(tǒng)是指運(yùn)用各種自動(dòng)控制技術(shù)完成多種原料的稱重、配比、混合、運(yùn)送等相--------應(yīng)工藝要求的控制系統(tǒng)。穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性是系統(tǒng)必備的要素。該系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中常以單片機(jī)或者可編程控制器（PLC）來完成控制功能。然而，以單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)在安全、可靠及抗干擾的性能上要稍遜色于PLC。為此，在工業(yè)生產(chǎn)中大力開發(fā)使用PLC完成控制功能的調(diào)速配料系統(tǒng)是非常必要的。本設(shè)計(jì)正是完成以PLC為控制器的調(diào)速配料系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。在該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)上，我們主要進(jìn)行了硬件的選型和電氣原理設(shè)計(jì)，在硬件的選型方面，我們選用西

2、門子S7-300作為我們的核心控制器，其中我們又詳細(xì)對(duì)PLC的CPU模塊，各種功能模塊進(jìn)行了選型。硬件的選型還包括稱重傳感器、測速傳感器和變頻器的選型，在電氣原理設(shè)計(jì)方面，我們完成了系統(tǒng)整體的電氣連接圖和稱重傳感器的外圍變送放大電路的設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了簡單介紹，分析了系統(tǒng)工作原理，確定了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。然后，分別對(duì)可編程控制器、傳感器、變頻器和調(diào)速秤的秤體進(jìn)行了詳細(xì)的選型和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：配料，自動(dòng)控制，系統(tǒng)二．配料系統(tǒng)的概念及其發(fā)展1）.配料系統(tǒng)的概念配料系統(tǒng)：一種用于工業(yè)（如混凝土配料），農(nóng)業(yè)（如飼料配料）生產(chǎn)上自動(dòng)化的配料設(shè)備，通常是由帶有自動(dòng)配料算法軟件的電

3、腦（微機(jī)）作為其自動(dòng)配料的控制系統(tǒng)。2）.配料系統(tǒng)發(fā)展至20世紀(jì)70年代至80年代，美、日、歐等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家與地區(qū)的飼料生產(chǎn)迅速壯大，工廠規(guī)模擴(kuò)大，與此同時(shí)，電子，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的快速發(fā)展，促進(jìn)了粉、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效率、生態(tài)效益的重要體配料混合機(jī)電裝備系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新，是粉體制造企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最強(qiáng)大的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，是降低執(zhí)照企業(yè)資源與能源消耗，提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量（品質(zhì)）、生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效率、生態(tài)效益的重要手段；是企業(yè)走高效、低耗、安全與可持續(xù)發(fā)展之路的載體與必要條件，經(jīng)過20余年的女郎，我國（飼料）粉體配料秤的性能有了很大的提高和發(fā)展，與進(jìn)口產(chǎn)品差距正在縮小，粉體配料混合工程

4、技術(shù)的進(jìn)步，可優(yōu)化生產(chǎn)配方與生產(chǎn)運(yùn)行條件、提高粉體生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和保障產(chǎn)品的安全和無公害，節(jié)約原料與能耗，降低生產(chǎn)成本，以獲得更大的社會(huì)效益，生態(tài)效益，經(jīng)濟(jì)效益，因而備受關(guān)注。三．配料系統(tǒng)的組成及原理。配料系統(tǒng)組成：常規(guī)的配料系統(tǒng)軟件部分是針對(duì)配料工段進(jìn)行監(jiān)控和自動(dòng)化配料而設(shè)計(jì)開發(fā)的可視化電腦操作系統(tǒng)。具有操作簡單方便、可靠性強(qiáng)、人機(jī)界面友好、功能完備等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于飼料、糧食、制藥、冶金、化工等需要電腦自動(dòng)配料的行業(yè),智能化信息化水平高：上位機(jī)具有配方庫管理功能；智能報(bào)表軟件為生產(chǎn)管理提供大量數(shù)據(jù)信息，如配料結(jié)果列表、原材料消耗列表、生產(chǎn)量列表、配方使

5、用結(jié)果記錄等，可按時(shí)間、配方等生產(chǎn)班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)等統(tǒng)計(jì)及打印功能。同時(shí)提供兩種用戶自定義報(bào)表組件，一種是采用水晶報(bào)表進(jìn)行二次設(shè)計(jì)；另外一種是把數(shù)據(jù)無縫嵌入到EXCEL報(bào)表中。另外，系統(tǒng)可與其他管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，滿足深層次的數(shù)據(jù)分析要求。上位將每次運(yùn)行各路的累計(jì)量、配比、運(yùn)行起止時(shí)間等參數(shù)存儲(chǔ)，以便查詢。配料系統(tǒng)的軟件部分可自動(dòng)完成系統(tǒng)配料工藝流程，計(jì)算機(jī)畫面實(shí)時(shí)顯示配料系統(tǒng)(工作流程，軟件操作簡單，畫面逼真。同時(shí)具有如下特點(diǎn)：上位機(jī)軟件設(shè)置運(yùn)行密碼和重要參數(shù)密碼修改保護(hù)，且用戶實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，可任意定義人員的權(quán)限。配料系統(tǒng)的原理是恒流量控制采用PID調(diào)節(jié)，流量計(jì)量控

6、制是計(jì)量偏差與變頻調(diào)速的結(jié)合。依據(jù)系統(tǒng)工藝流程介紹了配料系統(tǒng)的流量控制方式和系統(tǒng)控制過程，詳細(xì)講述了PLC的選型及PLC配料系統(tǒng)變頻控制中的硬件設(shè)置、參數(shù)設(shè)定和軟件設(shè)計(jì)過程。配料系統(tǒng)的原理：上位機(jī)：對(duì)整個(gè)配料系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，畫面顯示和報(bào)表打印。PLC：實(shí)現(xiàn)配料的自動(dòng)控制。配料儀表：用于配料的PID調(diào)節(jié)及瞬時(shí)流量和累計(jì)流量等參數(shù)的顯示?？刂乒瘢河糜谂淞舷到y(tǒng)的邏輯控制和供配電?，F(xiàn)場手操箱：用于現(xiàn)場單臺(tái)設(shè)備的啟?？刂啤Ｋ?分析動(dòng)態(tài)配料原理帶式物料流的動(dòng)態(tài)計(jì)量是在物料傳輸過程中連續(xù)自動(dòng)完成的，為了測量帶式物料流在一段時(shí)間內(nèi)的累積重量，可以用累加法或積分法兩種。1）累加法的稱重計(jì)量原

7、理當(dāng)物料通過圖1所示的稱重計(jì)量段時(shí)，輸送帶每運(yùn)行一段距離L=kl是，就測一次稱重傳感器的力F,進(jìn)行累加。2）積分法的稱重計(jì)量原理當(dāng)物料通過圖1的觀察面A時(shí)，若測得t時(shí)刻A截面處物料的重量分布q（t），并與輸送帶在同一時(shí)刻的速度v（t）相乘，其結(jié)果及為物料的瞬時(shí)重量Q（t）。3）.電子皮帶秤的稱重原理：電子皮帶秤是機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是利用皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)將其上物料進(jìn)行稱重，并根據(jù)流量設(shè)定的要求調(diào)整皮帶速度，使出料口物流達(dá)到設(shè)定流量。電子皮帶秤不僅用于各種規(guī)則物體稱量，還可稱量各種散裝的連續(xù)物料。4).電子皮帶秤