集散型可编程序控制器调速秤配料系统专业课程设计
目 录
前言…………………………………………………………………………3 一 集散型可编程序控制器调速秤配料系统概述......................................... 5 1.1调速秤的一般结构和工作原理 ........................................................... 5 1.2 调速秤配料系统的工艺流程 .............................................................. 6 1.3调速秤配料系统总体控制流程图 ....................................................... 7 二 系统的总体设计方案 ................................................................................. 8 三 硬件设计及各环节分析 ............................................................................. 9 3.1 可编程控制器（PLC）的选型与设计 .............................................. 9 3.2 拉力传感器的选型与信号调理 ........................................................ 13 3.3 测速传感器的设计与信号调理 ........................................................ 16 3.4 变频器的选型与电气设计 ................................................................ 18 四 STEP 7编程软件与梯形图设计 ............................................................. 20 4.1 STEP 7综述 ........................................................................................ 20 4.2 STEP 7的组成 .................................................................................... 21 4.3 硬件组态与参数设置 ........................................................................ 21 4.3.1 工程项目创建基本任务和步骤 ............................................... 21 4.3.2 硬件组态的步骤 ....................................................................... 22 4.3.3 调速秤配料系统PLC I/0端子选择 ........................................ 24 4.4 STEP7 PLC程序的基本结构 ............................................................ 27 4.5 系统各模块功能简介 ........................................................................ 28 4.6 梯形图设计 ........................................................................................ 29 4.6.1 PLC主循环程序OB1 ............................................................ 29 4.6.2 A/D转换、测重信号采集和累加数据 .................................... 34 4.6.3 速度信号采集和调速秤速度调节 ........................................... 39 4.7 PID 控制 ............................................................................................ 40 4.7.1 PID控制简介 ............................................................................ 40 4.7.2 PID控制模块输入输出变量设置 ............................................ 40
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4.8 报警、急停和停止配料 .................................................................... 44 五 调速秤配料系统的组态 ........................................................................... 47 5.1 WinCC工程的建立 ............................................................................ 47 5.1.1工程创建 .................................................................................... 47 5.1.2变量的建立 ................................................................................ 48 5.1.3组态画面的建立 ........................................................................ 53 5.1.4变量归档： ................................................................................ 57 六 模拟仿真 ................................................................................................. 58 6.1 S7-PLCSIM的主要功能 .................................................................... 58 6.2 S7-PLCSIM的主要组成部分 ............................................................ 59 6.3 上位机与下位机的模拟组态步骤 .................................................... 59 七、结束语…………………………………………………………………60 附：参考文献………………………………………………………………60 自我评价……………………………………………………………………61
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前言
配料系统是水泥，钢铁,化工,医药等行业在生产过程控制方面应用自动化设备起步最早的领域,早在90年代初,国家重点支持和推荐微机应用项目中的生料微机配料的开发 。配料系统主要由现场生产设备、单机皮带秤(包括输送机系统、皮带秤体、称重仪表、称重传感器、测速传感器设备)、调节器、变频控制器、PLC：S7-300、电器控制柜、上位机、系统软件以及料位检测装置等组成
配料系统在配料工序的合理性、稳定性、准确性以及快速性直接影响到以后各生产环节的顺利进行。
随着计算机、网络、数据库等相关技术的不断发展和完善，自动化系统得到极大的完善。本文根据配料生产的特点和要求，详细介绍了调速秤微机配料控制系统的设计方案及调试、使用方法。 系统完成了配料系统的设计要求，并对控制系统的主要控制功能以及结构作了详细的介绍。而且说明了调速秤硬件选型、安装、维修，软件选用、安装、设计及整体系统的调试等情况。WINCC和STEP7软件设计的画面监控系统，具有良好的人机界面，操作方便，实时数据显示，历史趋势显示，监控报警等特点，极大地提高了产品的质量和生产效率，具有广阔的应用前景。
我国很多冶金行业烧结厂皮带秤配料长期处于比较原始的状态，占用太多的人力物力资源，对企业来说是个不小的负担，而恶劣的工业现场环境对操作员的健康也有很大的伤害。因此，提高烧结厂皮带秤配料的自动化程度是当务之急。本文提出的中小型集散配料控制系统的设计方案，对采用皮带秤配料的工业现场有很高的实用价值。 本说明书的目的、要求、主要技术指标及基本数据： 掌握控制系统的一般设计方法； 掌握计算机控制系统的硬件设计； 掌握可编程序控制器的梯形图设计方法； 掌握监控组态软件的设计方法； 说明系统的总体方案； 分析各环节的工作原理；
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选择测速传感器、拉力传感器、变频器； 编制PLC的梯形图； 组态监控级软件； 调速秤2路； 台时1~20T/h；
采用二级分散型控制系统，控制级由Siemens S7-300 PLC实现；监控级由工业PC实现，由WinCC组态，由MPI实现网络通讯； 具有手动、自动两种控制方式； 调速秤 DT-650型； 拉力传感器 300Kg； 测速传感器 接近开关，12齿
频压转换板 8路，12V电源 输入频率 0~600 Hz 输出电压 0~5V； 变频器。
关键词：调速秤 组态 可编程序控制器 WINCC STEP7
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集散型可编程序控制器调速秤配料系统专业课程设计
一 集散型可编程序控制器调速秤配料系统概述
自动控制配料是一个多输入、多输出，且各条配料输送生产线严格协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节的过程。因此，系统由集散型可编程控制器与调速秤组成一个两级计算机控制系统。通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。
在调速秤自动控制配料生产工艺过程中，将不同配料按一定比例配合，由调速秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要实现对输送设备、称量系统的过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的功能。
1.1调速秤的一般结构和工作原理
调速皮带秤主要由机械秤体及检测及控制控制电路组成。机械部分主要包括：供料溜子、重量称量机构、皮带张力自动调整装置、传动及减速装置、称重传感器、速度传感器等。高精度荷重传感器，将物料的重量变化线性地转换为电信号，控制仪表则根据荷重传感器输出信号的变化自动改变皮带的速度，以保持给料量稳定。如图1-1所示：
图1-1调速秤的一般结构
配料系统的秤体选用变频控制的皮带秤，可用于对各种块、粒状物体(如石灰石、煤、铁粉）进行连续输送、动态计量，并已广泛应用于水泥、冶金、粮食等行业，作为动态连续计量自动化控制装置，为各种工业现场的生产控制、管理提供准确的计量数据和手段。DT-650型皮带秤是粒、块状物料连续计量与自动配料的理想设备。在自动运行的工作模式下，系统的基本工作原理是：系统根据料位仪反馈回来的高炉内实际料线的变化情况，结合预先设定的下料量、料物种类等参数，对高炉的供料要求作出实时的响应，及时完成配料、上料、装料的控制任务，从而达到系统的闭环控制。
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集散型可编程控制器调速秤配料系统设计 - 图文
