. .
毕 业 设 计 中 文 摘 要
目前饲料厂发展日益壮大，由小型化向集团化发展，企业市场份额逐渐扩大，与此同时，市场对产品质量的要求也越来越严格，导致产量与精度的矛盾越来越突出，对软件界面的可操作性、容错性、可恢复性、智能性和稳定性也提出了更严格的要求。系统设计采用了西门子S7-200PLC，参考典型的饲料生产工艺流程，实现了饲料生产配料的自动控制。配料环节设计包括给料模块、称重模块、放料模块、混合模块和出料模块五个模块设计。通过称重传感器采集重量信号，由PLC控制电机起停实现定量给料。此饲料配料系统是一个多输入、多输出的系统，通过现代化的电子技术和自动控制技术等，实现了各条配料输送线的协调和实时控制，对料位、流量进行及时准确地监测和调节，有效降低了操作人员的劳动强度。 关键词 饲料配料 PLC 自动控制 重量检测 料位检测 . . . .
. .
毕 业 设 计 外 文 摘 要
Title Feed ingredients Automatic Control System Design Abstract At present,the development of feed plants are growing day after day, development of miniaturized to the group,gradually expand the market share of the enterprise,at the same time,the market is becoming more and more strict with the quality of products,the contradiction between production and precision is more and more prominent,for at the operability, fault tolerance, recoverability, intelligent and stability are also put forward the more strict requirements.System design adopted Siemens S-7200,refer to the typical feed production process,the feed production ingredients canbe automatically controlled.Ingredients link design including feeding module, weighing module, feeding module, mixing and discharge module five module design.By weighing sensor signal acquisition weight,by PLC control motor start-stop quantitative feeding.The feed ingredients system is a multi-input and multi-output system,with modern electronic technology and automatic control technology, etc,implement the various ingredients of conveyor line coordination and real-time control,for timely and accurate monitoring of material level, flow and regulation,effectively reduce the labor intensity of the operators. Key Words Feed ingredients PLC Automatic control Detection of weight Detection of material level . . . .
. .
目 录
1 绪论 ................................................................... 2
1.1 课题的研究背景和意义 ............................................. 2 1.2 配料控制系统的现状 ............................................... 2 2 饲料配料系统总体设计 ...................................................... 4
2.1 影响配料精度的因素 ............................................... 4 2.2 系统控制要求 ..................................................... 5 2.3 饲料配料的工艺流程 ............................................... 5 2.4 系统硬件构成 ..................................................... 6 3 系统硬件设计 ............................................................. 7
3.1 系统硬件选型 ..................................................... 8 3.2 称重模块设计 .................................................... 17 3.2 PLC选型 ......................................................... 21 3.3 系统电路设计 .................................................... 26 4 PLC程序设计 ............................................................ 31
4.1 PLC的编程语言特点 ............................................... 31 4.2 PLC的语言类型 ................................................... 31 4.3 PLC程序设计 ..................................................... 33 结 论 ................................................................... 42 致 ..................................................................... 43 参 考 文 献 .............................................................. 44
. . . .
. .
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
目前饲料厂发展日益壮大，由小型化向集团化发展，企业市场份额逐渐扩大，与此同时，市场对产品质量的要求也越来越严格,导致产量与精度的矛盾越来越突出，对软件界面的可操作性、容错性、可恢复性、智能性和稳定性提出了更严格的要求。过去以单片机为主的配料系统已经成为了企业日常生产管理,及进行信息化改造的制约因素,因此迫切需要一套全新的系统来满足企业需求[1]。PLC 是微型计算机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是一种以微处理器（CPU）为核心作为数字控制的专用工业控制机。PLC 在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术，是改造传统工业生产设备最理想的优选智能化控制器，现已成为现代工业控制的三大技术支柱（PLC、工业机器人、CAD/CAM）之一，在各行各业的工业控制中得到了广泛应用[2]。
自动化饲料生产系统是一个多输入、多输出的系统，通过采用现代化的电子技术、自动控制技术和计算机网络技术等，实现各条配料输送线的协调和实时控制，对料位、流量进行及时准确地监测和调节，有效降低了操作人员的劳动强度。
1.2 配料控制系统的现状
一套能够稳定连续生产的配料装置是靠一套高可靠性的控制系统来保证其正常工作的。工作中，此系统能够进行不同状态的切换，如：全自动，半自动，手动。生产过程中出现事故时，还应具有事故报警装置，并且能正常投用。总体来说，配料控制系统有下列几种：直接数字控制系统，集散型控制系统，现场型控制系统。 1）直接数字控制系统
直接数字控制系统(Direct Digital Control 简称 DDC)，DDC 能够提供诸如现场采集数据，逻辑运算，通过开关量发出指令信号等一系列功能。并且，DDC 是闭环控制系统，能够实现在线实时控制，分时方式控制，灵活和多功能控制等控制模式。DDC 系统的核心部件是计算机，并且要求配置较高[6]。
DDC 系统对于计算机的依赖程度是比较大的，一旦计算机系统出现故障，DDC 整体将失去作用，而导致整体系统的可靠性失灵。因而这种集中控制，集中管理的方式越来越无法满足用户的需要，这样就迫切需要一种分散控制系统的出现来改变这种局面。那
. . . .
. .
么这种系统就是后来的“信息集中，控制分散”的集散型控制系统[6]。 2）集散型控制系统
集散型控制系统(Distributed Control System，简称 DCS)又称分散式综合控制系统。它是利用微处理器来对整个的生产过程进行集中管理，分散控制的。包括操作，监视，报警，处理等等项目的实施，提高了控制系统的可靠性[6]。
DCS 系统中有上位机和下位机之分，两者的关系密切，它们通过信息交换和传输来实现监视，管理，及分散控制，这样就避免出现数据拥堵的现象从而导致的控制系统可靠性不高的弊病产生[6]。
DCS 控制系统主要分为信息管理层，控制层，现场设备层，指令由管理层发出，通过控制器进行数据传输和交换，再通过 I/O 执行器和现场执行装置，完成整个控制功能。
另外，现在的集散控制系统越来越多的与网络技术相结合，各厂家与网络运营研发机构的合作，使 DCS 系统的厂商互联性大大降低，从而影响到整个 DCS 的开放性和通用性。因而更高级的现场总线控制系统就孕育而生[6]。 3）现场总线控制系统
现场总线控制系统(Fieldbus Control System，简称 FCS)出现在上世纪八十年代的发达国家，PLC 与 DCS 的完美结合，便产生了具有革命性的 FCS 控制系统。 现场总线控制系统是将现场的网络设备和一些仪表以及各个控制器进行互联，在现场设备的层面上设置控制功能，这样就使得控制功能能够具有彻底分散的分布特征，从而实现设备的分散控制。
近些年来自动控制技术的不断发展，无论是PLC 系统还是 DCS 系统，甚至 FCS 系统都在不断完善着自己而发展，各系统之间既相互联系，又有本质的区别；各系统凭借自己独有的设计理念和方法，不断向前发展。现如今，随着大型网络控制系统的出现，使各个系统之间的差别也越来越小，相互配合，交互使用的围也大大提升[6]。
FCS 的关键特征：FCS 系统是以数字智能化的现场设备作为基础的。 FCS 系统的核心是总线协议。FCS 系统的实质是在工作现场处理信息。这种系统减少了现场接线、布线的次数，各个仪表之间能够实现一表多用，并且系统设备间具有了更好的兼容性，增强了控制能力，并简化了系统[6]。
. . . .
饲料配料自动控制系统设计说明
