plc自动配料系统.docx
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plc自动配料系统
摘要
PLC的定义有许多种。
国际电工委员会〔IEC〕对PLC的定义是:
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贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器与其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩大其功能的原如此设计。
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以与其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。
多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
配料工人收到每天的生产作业表后,将依次对每种原料进展称重。根据配料的多少,先计算每种成分的重量,然后在各种成分的料桶中取料,送到电子称上进展称重,最后进展包装。在这个过程中工人工作繁重,出错率高,称重重量无监测,生产数据无纪录等不能保证企业的生产工艺。文中以PC机编程,可编程逻辑控制器(PLC),现场总线技术等现代工控技术为根底,开发了以PC机为上位机,以PLC作为下位机的自动配料系统。在整个生产过程中,一旦生产计划制定完成,计算机将按照计划对每种原料进展称重,不再需要人工来干预。在这个过程中工人只是进展取料,由计算机通过电子称发来的数据校核重量,减轻了工人的工作负担,提高了工作效率。
关键词:
通信,传送,配料,故障
Abstract
There are many kinds of PLC definition. The international electrotechnical mission (IEC) is defined as of PLC programmable controller is a kind of digital puting operations, specially designed for the electronic system in industrial environment application and design. It USES programmable CunZhuQi, used in its internal storage to perform the logic operation, sequence control, timing, counting and arithmetic operation instruction, and through digital, analog input and output, the control various types of machinery or production process. Programmable controller and related equipment, should press easy and industrial control system as a whole, easy to extend its function principle design.
PLC with munication networking function, it makes PLC and PLC, between the PLC and the PC and other intelligent equipment to exchange information between, forming a unified whole, realize scattered centralized control. Most PLC has RS-232 interface, and some builtin have to support their munication protocol interfaces.
Ingredients workers receive daily production scheduling, will in turn for each feedstock. According to how much weighing ingredients, first calculated the weight of each ponent in various ponents, and then the material barrels material taking, to electronic says on packaging weighing and finally. In this process workers to work hard, and error rate is high, weighing weight without monitoring, the production data without records cannot guarantee the enterprise production process. Taking PC programming, the programmable logic controller (PLC), fieldbus technology, modern industrial technology as the foundation, developed with PC for PC, with PLC as the lower level puter automatic batching system. In the whole production process, once the production plan according to the plan, the puter will be pleted for each raw material for weighing, no longer need to artificially to intervention. In this process workers just picking by the puter through electronic says the data from checking weight and reduce the workload of workers, improve work efficiency
Keywords:
munication transmit ingredients fault
摘要 .................................................. 2
Abstract .............................................. 3
目录 .................................................. 4
第一章PLC控制系统简介.................................6
PLC的概述 ................................................ 6
PLC的主要功能与特点 ...................................... 6
PLC的主要功能 ..................................................... 6
PLC的特点 ......................................................... 7
PLC的开展趋势 ..................................................... 8
PLC的组成与根本结构 ...................................... 9
PLC的硬件系统 ..................................................... 9
PLC的软件系统 .................................................... 10
PLC的工作原理 ...................................................... 10
PLC的工作原理 .................................................... 10
第二章监控系统的结构与功能........................... 12
监控系统的结构............................................12
监控系统的功能............................................12
第三章 监控系统控制过程 ...............................13
前配料监控系统的控制过程..................................13
自动称料...........................................................13
自动配料...........................................................13
监控系统报警控制过程......................................13
报警事件...........................................................13
切换报警.......................................................... 13
配料锅满报警...................................................... 13
急停.............................................................. 13
第四章 自动配料前后工艺 ............................... 14
前配工艺................................................14
后配工艺................................................14
第五章配料系统 ......................................15
控制要求................................................. 15
............................................. 15
............................... 15
5.4工作过程..................................................15
...........................................................15
.........................................................16
......................................................... 16
I/O接线图 ............................................... 16
系统流程设计图............................................17
装车过程.......................................................... 17
..........................................................18
PLC指令表 ............................................... 19
PLC控制梯形图 ........................................... 23
传送系统调试............................................. 28
结语 ................................................ 29
致谢 ................................................ 30
参考文献 ............................................ 31
第一章 PLC控制系统简介
可编程控制器〔Programmable Controller简称PLC〕。
PLC是在传统的顺序控制器的根底上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。
可编程控制器具有能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单等优点,是当代工业生产自动化的主要手段和重要的自动化控制设备。
由于PLC在自动化控制中的种种优势,因此被广泛的引用于自动门系统中。
1.1 PLC的概述
由于PLC在不断开展,因此,对它进展确切的定义是比拟困难的。
美国电气制造商协会(NEMA)经过四年的调查工作,于1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller),但为了与个人计算机PC〔Personal puter〕相区别,常将可编程序控制器简称为PLC,并给PLC作了定义:
可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入/输出接口,以位运算为主,能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能,用于控制机器或生产过程的 自动化控制装置。
1982年,国际电工委员会(International Electrical mittee,IEC)颁布了PLC标准草案第一稿,1985年提交了第2稿,并在1987年的第3稿中对PLC作了如下的定义:
“PLC是一种数字运算的电子系统,专为工业环境下应用而设计。
它采用可编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器与其有关的外围设备,都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原如此而设计。
〞
上述的定义明确,PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置,是以微处理器为根底,结合计算机技术、自动控制技术和通信技术,用面向控制过程、面向用户的“自然语言〞编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
1.2 PLC的主要功能与特点 1.2.1 PLC的主要功能
1.开关逻辑和顺序控制
这是PLC应用最广泛、最根本的场合。
它的主要功能是完成开关逻辑运算和进展顺序逻辑控制,从而可以实现各种控制要求。
2. 模拟控制 〔A/D和D/A控制〕
在工业生产过程中,许多连续变化的需要进展控制的物理量,如温度、压力、流量、液位等,这些都属于模拟量。
过去,PLC长于逻辑运算控制,对于模拟量的控制主要靠仪表或分布式控制系统,目前大局部PLC产品都具备处理这类模拟量的功能,而且编程和使用方便。
3. 定时/计数控制
PLC具有很强的定时、计数功能,它可以为用户提供数十甚至上百个定时器与计数器。
对于定时器,定时间隔可以由用户加以设定;对于计数器,如果需要对频率较高的信号进展计数,如此可以选择高速计数器。
4. 步进控制
PLC为用户提供了一定数量的移位存放器,用移位存放器可方便地完成步进控制功能。
5.运动控制
在机械加工行业,可编程序控制器与计算机数控〔C〕集成在一起,用以完成机床的运动控制。
6. 数据处理
大局部PLC都具有不同程度的数据处理能力,它不仅能进展算术运算、数据传送,而且还能进展数据比拟、数据转换、数据显示打印等操作,有些PLC还可以进展浮点运算和函数运算。
7. 通信联网
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以与其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。
8. 扩展功能
扩展功能是指通过连接输入输出扩展单元(即I/O扩展单元)模块来增加输入输出点数,也可通过附加各种智能单元与特殊功能单元来提高plc的控制功能。
1.2.2 PLC的特点
PLC能如此迅速开展的原因,除了工业自动化的客观需要外,还有许多独特的优点。
它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。
其主要特点如下:
1. 可靠性高
可靠性指的是可编程控制器平均无故障工作时间。
由于可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。
可编程序控制器已被广阔用户公认为是最可靠的工业控制设备之一。
2. 控制功能强
一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件,可以实现非常复杂的控制功能。
与一样功能的继电器系统相比,它具有很高的性能价格比。
可编程序控制器可以通过通信联网,实现分散控制与集中管理。
3.用户使用方便
可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便地进展系统配置,组成不同功能、不同规模的系统。
可编程序控
制器的安装接线也很方便,有较强的带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。
硬件配置确定后,可以通过修改用户程序,方便快速地适应工艺条件的变化。
4. 编程方便、简单
梯形图是可编程序控制器使用最多的编程语言,其电路符号、表达方式与继电器电路原理图相似。
梯形图语言形象、直观、简单、易学,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。
5. 设计、安装、调试周期短
可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少,缩短了施工周期。
可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试,模拟调试好后再将PLC控制系统在生产现场进展安装和接线,在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决,大大缩短了设计和投运周期。
6. 易于实现机电一体化
可编程序控制器体积小、重量轻、功耗低、抗振防潮和耐热能力强,使之易于安装在机器设备内部,制造出机电一体化产品。
目前以PLC作为控制器的C设备和机器人装置已成为典型。
1.2.3 PLC的开展趋势
PLC总的开展趋势是向高集成开展、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能方向开展。
具体表现在以下几个方面。
1. 向小型化、专用化、低本钱方向开展。
随着微电子技术的开展,新型器件大幅度的提高功能和降低价格,使得PLC结构更为紧凑,相当于一本精装本书的大小,操作使用十分方便。
PLC的功能不断增加,将原来大、中型PLC才有的功能局部移植到小型PLC上。
2. 向大容量、高速度方向开展
大型PLC采用多微处理系统,有的采用了32位微处理器,可同时进展多任务操作,处理速度提高,特别是增强了过程控制和数据处理功能。
另外,存储荣来那个大大增加。
3. 智能型I/O模块的开展
智能型I/O模块是以微处理器和存储器为根底的功能部件,它们的CPU与PLC的主CPU并行工作,占用主CPU 的时间很少,有利于提高PLC的扫描速度。
4. 基于PC的编程软件取代编程器
随着计算机的日益普与,越来越多的用户使用基于个人计算机上的编程软件。
编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态,即设置硬件的结构和参数,例如设置各框架各个插槽上模块的型号、模块的参数、各串行通行接口的参数等。
5. 与个人计算机相比,PLC的硬件、软件的体系结构都是封闭的而不是开放的。
在硬件
方面,各厂家的CPU模块和I/O模块互不通用。
PLC的编程语言和指令系统的功能和表达方式也不一致,因此各厂家的可编程控制器互不兼容。
为了解决这一问题,IEC制定了可编程控制器标准。
标准中共有5种编程语言,允许编程者在同一程序中使用多种语言,这种编程能够选择不同的语言来适应特殊的工作。
6. PLC通信的易于化
PLC的通信联网功能使它与个人计算机的其它智能控制设备交换数字信息,使系统形成一个统一的整体,实现分散控制和集中控制。
7. 组态软件与PLC的软件化
个人计算机(PC)的价格廉价,有很强的数学运算、数据处理、通信和人机交流的功能。
8. PLC与现场总线相结合
现场总线I/O与PLC可以组成功能强大的、廉价的DCS系统。
9. 开发新型特殊功能模块
I/O组建可以提高PLC的智能化、高密集度和增大处理能力。
10. CPU的处理速度进一步加快
目前,PLC的处理速度与计算机相比还比拟慢,其高的CPU也不过80486,将来会全面用64位的RISC芯片,采用多CPU进展处理、分时处理或分任务处理方式,将各种模块智能化,局部系统程序用门阵列电路固化,这样可使PLC的处理速度达到纳秒级。
1.3 PLC的组成与根本结构
PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物,从广义上讲,PLC也是一种计算机系统,只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口,具有更适用于控制要求的编程语言,具有更适应于工业环境的抗干扰性能。
因此,PLC是一种工业控制用的专用计算机,它的实际组成与一般微型计算机系统根本一样,也是由硬件系统和软件系统两大局部组成。
1.3.1 PLC的硬件系统
PLC的硬件系统由主机系统〔如图1-1〕、输入/输出扩展环节与外部设备组成。
图1-1 PLC的硬件系统
1.3.2 PLC的软件系统
PLC的软件系统主要包括系统程序和用户程序。
1.4 PLC的工作原理 1.4.1 PLC的工作原理
可编程控制器是一种专用的工业控制计算机,其工作原理与计算机控制系统的工作原理根本一样。
PLC是采用周期循环扫描的工作方式,CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。
CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描,并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。
一个扫描周期〔工作周期〕主要分为以下几个阶段:
1. 输入采样扫描阶段
这是第一个集中批处理过程,在这个阶段中,PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号,不论输入端子上是否接线,CPU顺序读取全部输入端,将所有采集到的一批输入信号写到输入映像存放器中,在当前的扫描周期内,用户程序用到的输入信号的状态〔ON或OFF〕均从输入映像存放器中去读取,不管此时外部输入信号的状态是否变化。
即使此时外部输入信号的状态发生了变化,也只能在下一个扫描周期的输入采样扫描阶段去读取,对于这种采集输入信号的批处理,虽然严格上说每个信号被采集的时间有
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