I摘要隨著傳感器、電子技術(shù)和微機技術(shù)的崛起，稱重技術(shù)得到了迅速發(fā)展，稱重在數(shù)字化，智能化等方面有長足的進步，稱重裝置的研究與開發(fā)也進入了一個段。皮帶秤等衡器更是作為一種新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)而受到世界各國的普遍關(guān)注，用新技術(shù)，開發(fā)各種自動稱重系統(tǒng)，提高動態(tài)稱重的準確度，加強網(wǎng)絡(luò)功能是發(fā)展的重點。我國的衡器產(chǎn)業(yè)己初具規(guī)模，但高檔次衡器產(chǎn)品技術(shù)水平落后，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高檔次衡器產(chǎn)品對發(fā)展我國的衡器產(chǎn)業(yè)具有重要意義。隨著傳感器技術(shù)、電子儀表技術(shù)的發(fā)展，可以輸出電信號的速度傳感器及稱重傳感器迅速取代了機械式皮帶秤的相應(yīng)機構(gòu)，而對速度、重量信號進行放大處理及實現(xiàn)各種運算都可以放在電子儀表中完成，稱量精確度提高了，秤架結(jié)構(gòu)簡化了，因此電子皮帶秤迅速全面地取代了機械式皮帶秤。但機械式皮帶秤在其長達六十年左右的發(fā)展過程中也為皮帶秤的使用積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗，沒有機械式皮帶秤的昨天，就沒有電子皮帶秤的今天。關(guān)鍵詞可編程控制器；傳感器；皮帶秤IIAbstractAlongwithspreadafeelingmachine,electronicstechniquetechnicalwithtinymachineofrising,weighedatechniquetogetaquickdevelopment,weighatthenumeralturn,theintelligenceturnetc.containsubstantialprogressandresearchanddevelopmentwhichweighdevicealsogotintoasegment.BeltweightHengmachineisalsoconductandactionsakindofnewlyarisenandhightechniqueindustrybutbesubjectedtoaninternationalcommunityofwidespreadconcern,useanewtechnique,developvariousautoweighsystem,raisetheaccuratedegreethatdynamicstateweigh,strengthenthenetworkfunctionisthepointofdevelopment.Hengmachinetheindustrypersonalbeginningofourcountryhasscale,butupscaletimetheHengmachineproducttechniquethelevelfallbehind,haveanindependentintelligentpropertyrightofupscaletimeHengmachineproducttodevelopmentourcountryoftheHengmachineindustryhaveimportantmeaning.Alongwithspreadafeelingmachinetechnique,thetechnicaldevelopmentoftheelectronicsappearance,canoutputtedthespeedoftelecommunicationnumbertospreadafeelingmachineandweighedtospreadafeelingmachinetoquicklyreplacecorrespondofthemachinetypeleatherbeltsteelyardorganization,buttothespeed,weightsignalcarryonenlargingaprocessingandcarryoutvariousoperationscanputintheelectronicsappearancecompletion,measuredaccuracytoraise,thesteelyardstructuresimplified,soelectronicsleatherbeltsteelyardquicklyandcompletelyreplacedthemachinetypeleatherbeltsteelyard.Butthemachinetypeleatherbeltsteelyardwasalsotheusagebacklogofleatherbeltsteelyardinitaslongasaround60yearsofthedevelopmentprocessabundantofappliedexperience,thereisnoyesterdayofmachinetypeleatherbeltsteelyard,havenotodayofelectronicsleatherbeltsteelyard.KeywordsPLC；spreadafeelingmachine；transducer；leatherbeltsteelyard第I頁共42頁目錄摘要.IAbstract.II引言.11緒論.21.1皮帶秤配料自動控制系統(tǒng)簡介.21.2問題的提出及解決方案.32皮帶秤配料系統(tǒng)的整體設(shè)計.52.1系統(tǒng)工作原理及工作過程.52.2系統(tǒng)整體工作框圖.53皮帶秤配料系統(tǒng)中的PLC硬件選型與設(shè)計.73.1PLC的基本知識.73.2S7-300簡介.103.3PLC的選型要點.123.4PLC的中央處理器CPU的選型.133.5PLC數(shù)字量輸入/輸出模塊的選型與線路連接.143.6PLC的模擬量輸入模塊的選型與線路連接.153.7模擬量輸出模塊的選型與線路連接.163.8PS307電源模塊容量計算及選型.164皮帶秤配料系統(tǒng)中的工業(yè)控制計算機.184.1工業(yè)控制計算機簡介.184.2IPC的技術(shù)特點.184.3IPC的主要結(jié)構(gòu).184.4IPC的硬件組成.194.5工控機與PLC的通訊.204.6皮帶秤配料系統(tǒng)中工控機的選型與配置設(shè)計.215皮帶秤配料系統(tǒng)中的傳感器和變頻器的設(shè)計與選型.245.1傳感器.245.2接觸器.305.3變頻器.34結(jié)束語.40參考文獻.41謝辭.42河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第1頁共42頁引言本次設(shè)計為皮帶秤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，該系統(tǒng)的基本功能是實現(xiàn)八路皮帶自動配料，最終生產(chǎn)出具有配料精確，快速產(chǎn)品的系統(tǒng)。該系統(tǒng)廣泛使用在水泥、冶金、陶瓷等工業(yè)生產(chǎn)中。本設(shè)計我們用到了研華IPC-610-H作為系統(tǒng)上位機，S7-300的PLC和各個模擬或數(shù)字量輸入輸出模塊，控制圓盤給料機的變頻器以及稱重傳感器等，以下幾個章節(jié)對系統(tǒng)硬件配置，硬件鏈接，硬件選型以及個別模塊容量計算進行將詳細具體地介紹。河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第2頁共42頁1緒論1.1皮帶秤配料自動控制系統(tǒng)簡介皮帶秤配料自動控制系統(tǒng)總起來說就是運用各種自動控制技術(shù)完成各種原料的稱重、配比、混合、運送等相應(yīng)工藝操作的控制系統(tǒng)。皮帶秤配料系統(tǒng)在水泥、冶金、化工等許多生產(chǎn)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。1908年，美國一個年輕人赫爾伯特梅里克發(fā)明了一種皮帶輸送機使用的城中設(shè)備，那是根據(jù)皮帶速度和重量用機械方法運行無聊舒服量計算的世界上第一胎動態(tài)稱重設(shè)備，這一發(fā)明完全改變了原有測量固體物料流量的方法。這是根據(jù)重力測量固體物料流量的設(shè)備后來被稱為梅里克型機械式皮帶秤。滾輪皮帶秤由重力傳遞系統(tǒng)、滾輪、計數(shù)器和速度盤組成。速度盤轉(zhuǎn)速正比于皮帶速度。滾輪滾動的角速度正比于皮帶上通過的物料量。滾輪在速度盤上滾動的位置由物料的重力大小來調(diào)整。當皮帶上沒有物料時，滾輪靠近速度盤中心，轉(zhuǎn)速為零，計數(shù)器不累計；當皮帶上有物料時，滾輪隨著重力變大向周邊移動，并帶動計數(shù)器記下皮帶上通過的物料總量。電子皮帶秤使用最廣泛的皮帶秤。由承重裝置、稱重傳感器、速度傳感器和稱重顯示器組成。稱重時，承重裝置將皮帶上物料的重力傳遞到稱重傳感器上，稱重傳感器即輸出正比于物料重力的電壓(mV)信號，經(jīng)放大器放大后送模數(shù)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量A，送到運算器；物料速度輸入速度傳感器后，速度傳感器即輸出脈沖數(shù)B，也送到運算器；運算器對A、B進行運算后，即得到這一測量周期的物料量。對每一測量周期進行累計，即可得到皮帶上連續(xù)通過的物料總量。電子皮帶秤承重裝置的秤架結(jié)構(gòu)主要有雙杠桿多托輥式、單托輥式、懸臂式和懸浮式4種。雙杠桿多托輥式和懸浮式秤架的電子皮帶秤計量段較長，一般為28組托輥，計量準確度高，適用于流量較大、計量準確度要求高的地方。單托輥式和懸臂式秤架的電子皮帶秤的皮帶速度可由制造廠確定，適用于流量較小的地方或控制流量配料用的地方。稱重顯示器主要有數(shù)字顯示和漢字顯示兩種，漢字顯示為數(shù)字顯示的升級產(chǎn)品。稱重顯示器有累計和瞬時流量顯示，具有自動調(diào)零、半自動調(diào)零、自檢故障、數(shù)字標定、流量控制、打印等功能。河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第3頁共42頁漢字顯示除此之外還能顯示速度。漢字顯示在操作時有功能顯示，能更好的幫助使用人員操作。電子皮帶秤，由秤架，測速傳感器，高精度測重傳感器，電子皮帶秤控制顯示儀表等組成，能對固體物料進行連續(xù)動態(tài)計量皮帶秤配料控制系統(tǒng)可以分為三種實現(xiàn)形式：（1）以繼電器，接觸器等電器設(shè)備來完成每一步的順序控制。這種控制系統(tǒng)的自動化程度低，而且許多地方都需要人來手動完成，不僅工作效率低控制精度也難以提高。現(xiàn)已經(jīng)基本被淘汰。（2）以單片機控制皮帶秤配料自動控制系統(tǒng)。它具有價格便宜功能強大。既可以用于價格低廉的民用產(chǎn)品也可用于昂貴復(fù)雜的特殊應(yīng)用系統(tǒng)。自帶完善的外圍接口，可直接連接各種外設(shè)，有強大的模擬量和數(shù)據(jù)處理能力。體積小，功耗低可用于電池供電的便攜式產(chǎn)品。有高級語言支持，編程效率高，可移植性好的優(yōu)點。但是它編程方法復(fù)雜，不容易上手。抗干擾能力差。（3）以可編程控制器（PLC）技術(shù)取代繼電器，接觸器等電器設(shè)備來完成控制。PLC具有容易開發(fā)，編程較簡單，可靠性高，穩(wěn)定、安全，功能強大，抗干擾能力強，有豐富的擴展模塊和聯(lián)網(wǎng)能力，可以做成大型復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)的優(yōu)點。但是PLC的造價過高，體積大，功能擴展需要較多的模塊，不適合大批量重復(fù)生產(chǎn)。1.2問題的提出及解決方案本課題的提出是由于：皮帶秤配料系統(tǒng)在諸多行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)過程中占有及其重要的地位，皮帶秤配料工序的合理性、穩(wěn)定性、準確性以及快速性直接影響到生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量。除此之外，我們還要求能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，這就要求我們對以往的系統(tǒng)進行改進。落后的配料設(shè)備不僅效率低，而且配料不準，手工操作又將人的因素引入配料環(huán)節(jié)，使工藝配方難以在生產(chǎn)中實現(xiàn)，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進一步提高。因此實現(xiàn)高精度、大規(guī)模的快速的皮帶秤配料對工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)有極為重要的意義。以前在這類控制中大多是以繼電器，接觸器等電器設(shè)備來或是用單片機來完成控制，自動化程度低，規(guī)模小，穩(wěn)定性和安全性也小?，F(xiàn)在，隨著可編程控制器（PLC），組態(tài)軟件以及變頻皮帶秤技術(shù)的發(fā)展迫切的要求我們要能夠使用PLC實現(xiàn)皮帶秤配料系統(tǒng)的自動控制。首先PLC技術(shù)的具有很多優(yōu)點如可靠性高，抗干擾能力強，適應(yīng)性強，應(yīng)用靈活。多數(shù)采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)，組合和擴展方便。編程方便，易于使用。梯形圖語言和順控流程圖語言使編程簡單方便?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便。維修方便，工作量小。河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第4頁共42頁功能完善。除基本的邏輯控制、定時、計數(shù)、算術(shù)運算等功能外，配合特殊功能塊，還可以實現(xiàn)點位控制、PID運算、過程控制、數(shù)字控制等功能，既方便工廠管理又可與上位機通信，通過遠程模塊還可以控制遠方設(shè)備。組態(tài)軟件技術(shù)具有直觀，實時控制的特點廣為使用。變頻皮帶秤技術(shù)優(yōu)點變頻皮帶秤技術(shù)是近十幾年來迅速發(fā)展起來的比以往任何皮帶秤方法更加優(yōu)越的新技術(shù)，具有節(jié)能效果明顯、皮帶秤曲線平滑、皮帶秤過程簡單、安全可靠、保護功能齊全、起動性能優(yōu)越、自動化程度高等特點，被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)控制過程中的任何場合，顯著的節(jié)能效果也給眾多的企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益，變頻器現(xiàn)已形成了與電機相配合的不同功率、不同用途的系列化產(chǎn)品，具有多種速度切換、加減速時間的外部設(shè)定、V/F曲線設(shè)定