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1、基于基于 PLCPLC 控制的自动配料系统控制的自动配料系统 一一- Page 1-大连理工大学 硕士学位论文 基于 PLC 控制的自动配料系统 姓名：何瑞 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：张晓丽;吴丽 20060601 - Page 2-大连理工大学硕士学位论文 摘 要 随着电力电子技术及控制技术的发展，使得交流变频调速在工业电机拖动领域得到 了广泛应用。由于 PLC 的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据 的采集和设备的控制。组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在 PC 机上 可开发出友好人机界面，通过 PLC 可以对自动化设备进行“智能”控制。
2、 经过研究分析确定在本系统中采用通用变频器三菱 FR-A540，对电机进行转速调 节，实现了能源的充分利用和生产的需要。此变频器的 S 型加减速功能和转矩提升功能， 能很好的解决转速之间的切换。系统中 PLC 完成数据的采集和对变频器、电机等设备 的控制任务。基于 s7300 PLC 的编程软件 STEP 7，采用模块化的程序设计方法，减少 了软件的开发和维护。利用组态软件良好的人机界面和通信能力，使工作人员可以在中 央控制室的 PC 机上就可以方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障 诊断及电机的启动和停止。 本文首先介绍了课题的意义，综述了组态软件、PLC 技术、变频调速技术的
3、概况。 分析了电子皮带秤的称重原理和流量控制原理，变频调速的基本原理、变频器的结构及 其控制算法等变频调速技术。经过调研分析合理地确定系统实现方案，根据系统功能选 择西门子公司$7-300PLC 的产品，结合该产品及其编程特点编制软件实现自动控制。 本文还对系统中三菱 FR-A540 变频器的应用，系统的结构，硬件配置，组态软件应用 进行了阐述。 关键词：PLC，变频器，变频调速，组态软件 - Page 3-基于 PLC 控制的自动配料系统 Abstract With the development of electric power and electronic technology and
4、 control technology，AC frequency conversion velocity modulation technology is widely used in the industry motor dragging fieldsBecause of the characteristics with powerful function，easy operation and high dependability，PLC is usually used for the field of data gathering and equipment contr01Configur
5、ation software technology is one software platform tool that with CUStOmmade function，friendly humanmachine windows，which can be developed on the PC machine，used the PLC to intelligently control the automatic eqmpment Through the rigorouse research and analysis，this system adjusts general transducer
6、 Mitsubishi FRA540 to control the speed of motor,consequently actualizes the full use of energy and the need of productionThe transducers functions of adding or decreasing speed in S form and promoting torque can solve the adjustment of speeds wellIn this system，PLC is used to collect data and contr
7、ol equipments such as electromotor and transducerBased on S7-300 PLCs programming software STEP 7which adopts the modularization method in programming design，can reduce the software exploitation and maintenanceBy the virtue of HMl with nice configuration software and strong communication ability，the
8、 staff can conveniently browse the industry flowFig on the locale，set the parameter of the transducer, diagnose the fault，and start or stop the electromotor on the PC machine in the contr01center r00m This paper introduces the meaning of the subjects firstly，summarizes the configuration software tec
9、hnology，PLC technology and AC frequency conversion for speed adjustment technologyBesides that this paper analyse the principle of electronical strap steelyard，flow control，frequency conversion and so onMoreover it researches the structure and control algorithms of transducerAccording to the system
10、function and after reasonable investigation， we confirm therealization programme of the system and choose Siemens S7300 Plc product Combining features of the product and its preparation software programming to achieve automatic contr01The system also elaborates the Mitsubishi FRA540 transducer appli
11、cation the structure of the system，its hardware configuration and the application of software configuration Key words：PLC，Transducer,Frequency conversion velocity modulation，Configuration soflware - Page 4-独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 乍及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 仑文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不
12、包含为获得大连理 大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 寸本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：兰盈亟堑日期：型茎么丑 - Page 5-大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定” ，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： 生亟盗 导
13、师签名： 猛垫圣 邕!年月旦日 - Page 6-大连理工大学硕士学位论文 1引 言 11 概论 配料是精细化工厂生产工艺过程中的一道非常重要的工序，配料工序质量对整个 产品的质量举足轻重，落后的配料系统不仅效率低而且配料不准，手工操作又将人为因 素引入配料环节，使工艺配方难以在生产中实现，严重影响产品质量的稳定及进一步提 高，因此实现高精度自动配料对工业企业生产有极为重要的意义。 配料系统一般由多台皮带枫组成，系统可以同时控制多台皮带机，进行各种散装物 料的连续称量、自动配料和流量控制。 12 问题的提出及解决方案 由于生产的需要，要求在某些时候可以实现各种物料的不同比例搭配，在生产任务 繁
14、重的时候加快生产速度，要求能够集中控制电机的启动、浏览生产工业流程图、作出 事故报警响应、可调节电机运行速度等。原配料系统的配料皮带秤采用模拟电路控制滑 差调速电机的方法进行速度控制，只是采用 PLC 作为联锁控制，采用 VC 开发工具进 行控制界面和控制算法的开发。由于滑差电机调速方式在低速时特性差、效率低，现场 外部工作环境又很恶劣，工业粉尘很多，这些粉尘很容易进入滑差电机内部而出现磨损、 卡死等现象，维修、维护麻烦，造成工作故障多，影响正常生产：另外由于采用模拟电 路控制方式，控制不稳定，精度低，调试烦琐，使用极不方便。再者，采用 VC 开发工 具进行开发软件的控制界面和控制算法功能是靠
15、软件工作人员通过编程从底层来实现 的，工作量大且设计的软件通用性差，软件功能可靠性也低。 随着计算机技术的飞速发展，对原有配料系统进行技术改造，提出数据采集、自动 控制、运行监视、报警、运行管理、变频调速等多方面要求。根据所掌握的资料，结合 现代先进控制技术，拟采用 PLC 技术、变频调速技术、组态软件技术来对原配料系统 进行改造。采用可编程序控制器控制变频器拖动密封式鼠笼电机方案，以计算机数字处 理技术取代传统的模拟控制方式，以无级变速的变频器控制封闭式鼠笼电机转速方式取 代老式的滑差式调速方式，组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在 PC 机上可开发出友好人机界面，配料系统将生产所需的原料和辅料等按照一定的比例通过 传送带依次传送。 - Page 7-基于 PLC 控制的自动配料系统 13 相关技术概况 131 变频调速技术概况 变频调速技术是近十几年来迅速发展起来的比以往任何调速方
