共頁第7頁自動配料機攪伴系統(tǒng)的硬件設計方案案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32523自動配料機攪伴系統(tǒng)的硬件設計方案案例 I298781.1電路設計 I111511.2PLC型號的選擇 II268501.3電磁閥選型 III202251.4電動機選型 IV141561.5稱重傳感器選型 V284961.6變頻器選型 VI2121.7PLCI/O表 VII1.1電路設計如圖1.1所示為本設計自動配料機攪伴系統(tǒng)的控制電路圖，系統(tǒng)啟動和停止的輸入為I0.0和I0.1，手動模式和自動模式輸入為I0.2和I0.3，手動閥門1，閥門2，閥門3輸入分別為I0.4、I0.5、I0.6，手動卸料閥門輸入為I1.0，攪拌故障輸入為I1.1，手動攪拌電機低速，中速，高速的輸入為I0.7、I1.2、I1.3。系統(tǒng)運行和停止輸出為Q0.0和Q0.1,手動運行燈和自動運行燈輸出為Q0.2和Q0.3，閥門1，閥門2，閥門3的輸出分別為Q0.4、Q0.5、Q0.6，攪拌電機輸出為Q0.7，卸料閥門輸出為Q1.0，系統(tǒng)報警輸出為Q1.1，電機低速運行，中速運行，高速運行輸出分別為Q1.2、Q1.3、Q1.4。圖1.1控制電路圖1.2PLC型號的選擇PLC也可以被稱為可編程控制板。它是由很多個微處理器組成。廣泛應用于許多電子計算機的數(shù)據信號輸入、自動控制系統(tǒng)的基本原理、軌道通信技術的基本構建的一種自動控制系統(tǒng)設備。因此它具有許多其他控制面板所沒有的優(yōu)點。一是安全系數(shù)和穩(wěn)定性強，安全性能高，常見故障頻率低，體積非常的小，只是繼電器的一小部分。正是由于其小巧的體積，在出現(xiàn)常見故障時也非常容易修復，有利于快速故障檢測和重新交付，它的優(yōu)勢不論在什么惡劣環(huán)境內，都能夠實現(xiàn)功能。如今，PLC已經廣泛引用于各個行業(yè)和應用領域，并且越來越受歡迎。早已成為當代產業(yè)鏈中控制面板應用的霸主之一?，F(xiàn)階段的自動化技術，市場上的PLC種類繁多，如西門子PLC、三菱、歐姆龍等。不同系列產品的PLC指令不同，在不同的操作場所各有優(yōu)勢。例如，德國西門子PLC在測試溫度、工作壓力等主要參數(shù)的地方尤為突出，如模擬量輸入數(shù)據處理方式。西門子PLCPLC的液體收集和調整功能可靠。例如，三菱系列產品的PLC在定位和操控精確的地方能力優(yōu)秀。說白了，運動控制系統(tǒng)就是為交流伺服電機、交流電機等電機開發(fā)邏輯或啟停技術。此外，三菱PLC還有許多分支可分為FX系列產品、Q系列產品、L系列產品和其他PLC。其中，F(xiàn)X系列產品為中小型行業(yè)PLC，Q、L系列產品為中、大型行業(yè)PLC。本設計的自動配料稱重控制系統(tǒng)使用的行業(yè)是中小型操作行業(yè)，主要是通過閘閥和攪拌電機完成平穩(wěn)運行，另外完成檢驗稱重數(shù)據信息，經比對，選用西門子PLCS7系列PLC為基礎，對系統(tǒng)軟件的進行精準的控制。我們需要用到12個I/O地址，根據分析，系統(tǒng)軟件有12個鍵入詳細地址分配，模擬量輸入需要3個，按鈕輸入需要9個，輸出地址一共需要13個，沒有模擬量輸出。S7-200PLC完全可以滿足系統(tǒng)軟件的所需要的I/O口，因此選擇了滿足接口要求的226型號的PLC，其由24個輸入，16個輸出。1.3電磁閥選型本次設計的閥門控制需要用到電磁閥的控制，使用此電磁閥是為了通過控制閥門來控制物料的使用的多少，查閱資料后發(fā)現(xiàn)電磁閥的種類有很多很多，原則上大致可分為直動式、分步直動式和先導式三種。其中，直動式是通過線圈的通電產生的電磁力來驅動的塞閥的運動，而分步直動式不僅有線圈，還利用壓差。先導式根據線圈控制活塞桿運動來控制流體運動，完成對閥門電源開關的控制。因此找到了多種型號的電磁閥，有單線圈輸出的電磁閥，有雙線圈輸出的電磁閥，而本設計選用單線圈的電磁閥，因為單線圈輸出的電磁閥操作簡單，當線圈得電后，彈簧閥塞在電磁力的作用下打開，開始進氣，在高壓氣體作用下物料閥門開啟，當電磁閥斷電后，彈簧閥塞失去電磁力的作用，受到彈簧的作用力，進氣口關閉，物料閥門失去高壓氣體的作用后關閉。綜合以上幾點本設計選用了二位三通電磁閥，此次控制系統(tǒng)的選用的電磁閥為正泰的3V-210-08AC220V二位三通電磁閥，實物如圖1.2所示。其工作原理如圖1.3所示，當線圈通電后共頁第8頁產生電磁力，彈簧閥與線圈一體在電磁力的作用下向上移動，進氣口打開高壓氣體進入，在高壓氣體的作用下上料閥門打開，斷電時彈簧閥塞失去電磁力的作用，受到彈簧的作用力進氣口關閉，沒有高壓氣體作用上料閥門關閉。圖1.2二位三通電磁閥圖1.3二位三通電磁閥的工作原理1.4電動機選型本設計的物料混合攪拌是通過電機來傳動的，電機的轉動帶動攪拌設備的運行，實現(xiàn)混合攪拌。在網上查找工廠生產廣泛使用的電機為三相交流電機，交流電機在攪拌設備的運用上比較廣泛，該電機有高的安全性，體性能穩(wěn)定，工作運行速度平穩(wěn)，抗震性強，比直流電機要好。本設計由電機帶動攪拌設備實現(xiàn)物料的混合攪拌，通過電機的帶動，實現(xiàn)物料的自動攪拌，攪拌電機的啟?？梢员豢刂破骺刂?。所以綜上幾點，本設計選用了型號為C01-43B0的電機。共頁第9頁圖1.3C01-43B0型電機實物圖三相交流電機銘牌參數(shù)：（1）.型號C01-43B0；（2）.電壓380V；（3）.接法星型；（4）.功率1.5kw；（5）.電流3A；（6）.轉速1400r/min；（7）.頻率50hz1.5稱重傳感器選型如圖1.4所示本設計的全自動稱重系統(tǒng)中使用的稱重傳感器類型為應變片式壓力傳感器。這種傳感器是由美國技術工程師很久以前開發(fā)的壓力傳感器升級而來。產品開發(fā)的初衷是為了更好地用于工業(yè)生產中的原材料稱量。經過幾十年的技術升級，此類傳感器的技術已經逐步完善。因此這內傳感器也得到廣泛應用，其經久耐用，安裝簡單方便，精度高等優(yōu)點深受生產廠的喜愛。應變片式壓力傳感器的測量范圍比較大，可以檢測到被稱量原料質量的較大變化。最大工作壓力可達數(shù)百兆帕。非常適合稱量重的物體。此外，應變片式壓力傳感器特別適用于動態(tài)稱重，因為這種類型的稱重傳感器具有優(yōu)良的動態(tài)特性，可以在短時間內檢測快速變化物體的質量變化。盡管設計人員已經為應變式稱重傳感器設計了溫度補償結構，依舊無法解決應變片式壓力傳感器的溫度誤差和時間誤差。但由于本次稱重系統(tǒng)軟件的設計并沒有追求完善、高精度的設計規(guī)范，因此該類稱重傳感器適合在此處的系統(tǒng)軟件中應用，作為本次設計稱重傳感器的選型使用。其有0.5%-1.0%大概精度。共頁第10頁圖1.4應變片式壓力傳感器1.6變頻器選型本課題設計的攪拌過程需要用到電機，電機的轉速需要人來控制，那么就需要一個變頻器來控制電機的額定轉速，變頻器可以改變電源的頻率，以實現(xiàn)電動機的變速操作。在工業(yè)生產中變頻器需要有較寬的調速范圍，有足夠大的啟動轉矩，能夠平穩(wěn)啟動，保護生產設備，還要明顯的省電效果。綜合以上幾點，同時為了匹配所選的三相交流電機功率電壓頻率等，本設計選用了西門子MM440變頻器，因為這個變頻器的參數(shù)與電機參數(shù)匹配，如圖1.5所示。圖1.5西門子MM440變頻器共頁第11頁1.7PLCI/O表依據控制電路圖總結出輸入與輸出的地址。I/O分配表1.1：共頁第12頁1.1.1PLCIO接線圖PLC接線圖紙包括電源，輸入按照圖紙正確連接，輸出也按照圖紙正確連接，電氣圖紙如圖1.6所示：圖1.6PLC接線圖如圖1.6所示，PLC所接的元器件都在圖中全部展示了出來，本次使用的PLC是226的，在圖中的L1和N1接口接入AC220V電源，對應的輸入輸出接口依次接好，其中手動攪拌電機低速、中速、高速的輸入接口分別為I0.7、I1.2、I1.3，電機低速、中速、高速輸出分別為Q1.2、Q1.3、Q1.4。當中變頻器控制電機變速，變頻器中有三個繼電器Q1、Q2、Q3，當Q1繼電器動作控制電機30Hz低速運行，當Q2繼電器動作控制電機40Hz中速運行，當Q3繼電器動作控制電機50Hz高速運行。共頁第14頁圖1.7EM231模塊接線圖

如圖1.7所示，因為所選PLC的I/O接口不夠，所以需要加一個拓展模塊，增加的模塊為EM231,將稱重傳感器側得的數(shù)字量信號轉換成模擬量信號。圖中依次將閥門1閥門2閥門3稱重檢測的數(shù)字量接