基于PLC的自動配料控制系統設計,PLC自動控制專業論文

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The Design of Automatic Batching Control System
Based on PLC
系（院）名稱： ________________________
專業班級： __________________________
學生姓名：________________________
學 號： ____________________
指導教師姓名： __________________
指導教師職稱：__________________

****年 ***月

畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明

原創性聲明
本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得*******及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。

作 者 簽 名：_____________　　 　 　　 日　 期：　　　 　
指導教師簽名：__________　　 　 　　 日　期：　　　 　 　

使用授權說明
本人完全了解************關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。

作者簽名：_________ 　　 日　 期：　　　

目? 錄
摘要
引言.
第一章? 緒論
1.1 課題來源..
1.2 飼料自動配料系統簡介
1.3 本文的主要任務
第二章? 系統設計
2.1 系統設計思路
2.2 設計方案比較
2.2.1 系統設計方案一
2.2.2 系統設計方案二
2.2.3 方案對比與選擇
第三章? 系統硬件設計
3.1 PLC選型..
3.2 PLC的I/O分配及外部接線
3.2.1 I/O分配..
3.2.2 外部接線圖..
3.3 變頻器及接線圖
3.3.1 變頻器的工作原理
3.3.2 三菱FR-A740系列變頻器..
3.4 電子皮帶秤..
3.4.1 電子皮帶秤的稱重原理
3.4.2 稱重傳感器的工作原理
3.5 電動機..
3.5.1 電動機的分類..
3.5.2 電動機的過載保護
3.5 FX0N-3A特殊功能模塊..
第四章? 軟件設計
4.1 三菱PLC的編程語言和編程軟件
4.2 流程圖..
4.5 系統程序..
第五章? 仿真測試
總? 結
致? 謝
參考文獻.

基于PLC的自動配料控制系統設計
摘要 ：基于PLC控制的飼料自動配料系統的主要功能是可根據主料的下料量以及設定的主輔料的配比自動調整輔料下料量，以達到在無人操作的狀態下保持主輔料比例基本恒定的目的。另外，還可以自動檢測料斗是否有料，電動機是否出故障，系統會根據編寫的程序有相應的動作。
系統硬件部分以三菱公司生產的FX2N系列PLC為核心，采用三菱公司生產的型號為FR-A740-22K-CHT的變頻器。通過電磁給料機給傳送帶裝料，用電子皮帶秤檢測主料和輔料傳送帶的下料量，將檢測到的信息經特殊功能模塊FX0N-3A的兩個模擬量輸入通道輸入，經模/數轉換后送給PLC，PLC運算處理后將運算結果經過FX0N-3A數/模轉換后從模擬量輸出通道輸出給變頻器，由變頻器去控制輔料傳送帶電動機的轉速，由此調整輔料的下料量，實現主、輔料配比基本恒定。

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關鍵詞：PLC；電子皮帶秤；變頻器；FX0N-3A；電動機

The Design of Automatic Batching Control System Based on PLC
Abstract:The main function of feed automatic batching control system based on the PLC is automatic adjustment accessories material quantity according to the material feeding amount and the setting of the main accessories matching in order to achieve unattended operation, in the state to maintain a substantially constant ratio to the main accessories. In addition,automatically detectting whether a material hopper, whether the motor is out of order, system will be corresponding action based on program.

引言

飼料的主要成份是玉米和豆粕，玉米占飼料合成原料的60%，而豆粕占飼料合成原料的20%。精確控制原料配比有利于飼料的營養搭配和動物的快速成長，這對養殖業具有重要的意義，因此本課題研究基于PLC控制的自動配料系統來精確的控制飼料配料過程中兩種主要原料的比例。

自動配料系統是一種用于工業（如混凝土配料）、農業（如飼料配料）生產中自動化的配料設備，是精細化工廠生產工藝過程中一道非常重要的工序，配料工序質量對整個產品的質量舉足輕重。自動配料控制過程是一個多輸入、多輸出系統，各條配料輸送生產線嚴格地協調控制，對料位、流量及時準確地

第一章 緒論

1.1 課題來源

自動配料系統是一個針對各種不同的物料（固體或液體）進行輸送、配比、加熱、混合以及成品包裝等全生產過程的自動化生產線。廣泛應用于化工、冶金、建材、食品、飼料加工等行業。
在配制飼料的過程中，經常會遇到各種飼料的配比控制的情況。原始的手動控制需要人工計算出各種物料的配比，根據各物料的配比計算出各物料理想狀態的下料量并對各臺設備分別設定，以滿足配比的要求。當生產情況發生變化，需要改變下料量時，則需要再次分別計算各物料的設定值，再次分別設定。這種人工操作方式計算操作時間長，且容易出錯，給生產帶來不良因素。

1.2飼料自動配料系統簡介

該自動配料系統主要完成玉米和豆粕兩種主要原料的配比和傳送。系統由2臺電子皮帶秤配料線組成，編號分別為1#、2#。1#為主料皮帶用于傳輸原料玉米，2#為輔料皮帶用于傳輸原料豆粕，兩條皮帶并行排列共同完成該系統的配料功能。飼料自動配料系統流程如圖1.1所示。

電磁振動給料機用于把物料從貯料倉或其它貯料設備中均勻或定量的

電磁給料機如圖1.2所示。

1.3本文的主要任務

（1）了解自動配料系統的系統組成和工作原理。
（2）設計系統控制方案。
（3）對硬件如PLC、變頻器等進行選型。
（4）采用PLC編程軟件“GX-Developer”對控制系統進行梯形圖編程，并用仿真軟件“GX-Simulator”進行仿真。

第二章 系統設計

2.1 系統設計思路

本設計FX2N系列PLC為核心，配以FX0N-3A特殊功能模塊以及變頻器、電磁給料機、電子皮帶秤等外圍器件，各部分共同組成一個自動配料系統。通過電磁給料機給傳送帶裝料，用電子皮帶秤檢測主料和輔料傳送帶的下料量，將檢測到的信息經特殊功能模塊FX0N-3A的兩個模擬量輸入通道輸入

2.2 設計方案比較

采用不同的控制系統對于自動配料系統各原料的精確配置是有一定的影響的。

2.2.1 系統設計方案一

本系統是研究飼料中玉米和豆粕兩種主要原料的配比，此方案假設一定時間流過主皮帶的主要原料和輔皮帶的輔助原料的量是一定的，并且主料是輔料的3倍。

2.2.2 系統設計方案二

本系統是研究飼料中玉米和豆粕兩種主要原料的配比，此方案假設主皮帶轉速一定，利用電子皮帶秤秤量主皮帶上料的量，采用PLC控制方式以及變頻調速系統，實現物料傳送、配料控制、配方設計、生產數據管理等功能，單閉環比值控制系統如圖2.1所示。

第三章? 系統硬件設計

3.1 PLC 選型

PLC主要承擔對輸送設備、秤量過程進行實時控制，并完成對系統故障檢測、顯示及報警，同時向變頻器輸出信號調節皮帶機轉速的作用。
目前，國內外生產的PLC種類很多，在選用PLC時應考慮以下幾個方面：規模要適當；功能要相當，結構要合理；輸入，輸出功能及負載能力的選擇要正確；環境條件要適中。隨著PLC的推廣普及，PLC產品的種類越來越多，而且功能也日趨完善。PLC的品種繁多，其結構形式、性能、容量、指令系統、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側重。因此，合理選擇PLC，對于提高PLC控制系統的技術經濟指標起著重要的作用。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出16～25點

三菱PLC的容量包括I/O點數和用戶存儲容量兩個方面。
（1）I/O點數的選擇
三菱PLC平均的I/O點的價格還比較高，因此應該合理選用三菱PLC的I/O點的數量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的I/O點最少，但必須留有一定的裕量。通常I/O點數是根據被控對象的輸入、輸出信

（2）三菱PLC存儲容量的選擇

用戶程序所需的存儲容量大小不僅與三菱PLC系統的功能有關，而且還與功能實現的方法、程序編寫水平有關。一個有經驗的程序員和一個初學

三菱FX2N系列PLC的特點：

在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊，可進行16-256點的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點的主機，可以采用最小8點的擴展模塊進行擴展。可根據電源及輸出形式，自由選擇。程序容量：內置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲盒，最大可擴充至16K步。豐富的軟元件應用指令中有多個可使用的簡單指令、高速處理指令、輸入過濾常數可變，

輸入設備	輸入端子	輸出設備	輸出端子
輔料電動機手動啟動按鈕SB0	X0	輔料電動機KM1	Y0
兩臺電動機手動停止按鈕SB1	X1	主料電動機KM2	Y1
主料電動機手動啟動按鈕SB2	X2	輔料給料機KM3	Y2
輔料給料機有無料標志按鈕SB3	X3	主料給料機KM4	Y3
輔料給料機手動打開按鈕SB4	X4	?	?
輔料給料機手動閉合按鈕SB5	X5	?	?
主料給料機有無料標志按鈕SB6	X6	?	?
主料給料機手動打開按鈕SB7	X7	?	?
主料給料機手動閉合按鈕SB8	X10	?	?

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3.4 電子皮帶秤

電子皮帶秤，由秤架、測速傳感器、高精度測重傳感器和電子皮帶秤控制顯示儀表等組成，能對固體物料進行連續動態計量。

電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機架上，當物料經過時，計量托輥檢測到皮帶機上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產生一個正比于皮帶載荷的電壓信號。速度傳感器直接連在大直徑測速滾筒上，提供一系列脈沖，每個脈沖表示一個皮帶運動單元，脈沖的頻率正比于皮帶速度。稱重儀

第四章? 軟件設計

4.1 三菱PLC的編程語言和編程軟件

PLC與微機一樣，是以指令程序的形式進行工作的，各種型號的PLC一般均以梯形國語言為主，同時也兼顧一些其它形式的編程語言，如指令語句表（STL），邏輯功能圖（FBD）等。
編程所用的軟件為GX-Developer ，這個軟件主要支持FX系列PLC編程，支持梯形圖編程、指令表編程和順序功能圖編程。是三菱第二代PLC編程軟件，支持窗口操作系統。

4.2 流程圖

按照系統所實現的功能，依據系統中各設備的啟動過程以及遇到故障時各設備所應做出的反應，編制系統的程序流程圖。首先，啟動

第五章 仿真測試

程序的仿真在GX-Simulator仿真環境中進行。GX-Simulator為GX-Developer編程軟件的配套仿真軟件，功能強大，使用方便。

總? 結

畢業設計是畢業前的重要環節，也是我們畢業生對于大學所學知識的一次自我檢驗。因此，它要求我們從最初的選題，開題、構思、繪圖、編寫程序直到完成設計等過程都必須認認真真，踏踏實實地對待。畢業設計過程中查找資料，導師指導，同學交流，編寫程序流程圖，編寫程序等，都是對自己知識庫的一次補充，一次自我提升的機會。

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本論文題目是“基于PLC的自動配料控制系統設計方案”，主要是利用PLC的控制功能實現自動配料的過程。自動配料系統加電后，皮帶驅動電機開始旋轉，微處理機根據當前操作控制電機轉速。料斗中的物料落在.........

總結

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