自动配料控制系统设计

毕业设计（论文）设计题目：自动配料控制系统的设计

专业：机电一体化

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姓名：XXX

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摘要

在新的产业，为各种称量原料，配料与混合是新型材料在生产过程中是一个重要环节，将直接影响最终产品的质量。原PLC配料安全自动监测系统和配料精度和可靠性具有重要的作用，但仍存在一些问题，如数据处理能力弱，人机界面不够友好。

MCGS组态软件，具有友好，开发平台，功能丰富的特点，可显示直接现场的生产状况，并支持等重要数据的存储过程和事件。因此，基于组态软件MCGS开发和设计配料监控系统，可进一步改进存在的不足，提高配料系统的易用性和可靠性，更好地满足工业现场需要。

关键词：组态软件 PLC 自动监控

目录

摘要.................................. 错误！未定义书签。

1 绪论................................ 错误！未定义书签。

2 自动配料控制系统 ..................... 错误！未定义书签。

2.1 系统构成.......................... 错误！未定义书签。

2.2 系统控制要求...................... 错误！未定义书签。

2.3 系统控制画面设计.................. 错误！未定义书签。

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2.4 主菜单界面的设计.................. 错误！未定义书签。

2.5 自动运行界面设计.................. 错误！未定义书签。

2.6 运行策略设计...................... 错误！未定义书签。

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2.7 手动控制画面设计.................. 错误！未定义书签。

2.8 配方操作与显示画面设计............ 错误！未定义书签。

2.9 报警显示画面设计.................. 错误！未定义书签。

3 系统中PLC的使用 ..................... 错误！未定义书签。

3.1 PLC的选型........................ 错误！未定义书签。

3.2 PLC输入（I）/输出（O）地址划分... 错误！未定义书签。

3.3 PLC控制接线图.................... 错误！未定义书签。

3.4触摸屏数据对象与PLC寄存器划分.... 错误！未定义书签。

3.5 PLC流程图........................ 错误！未定义书签。

3.6 PLC程序梯形图.................... 错误！未定义书签。

4 MCGS设备组态、连机调试............... 错误！未定义书签。致谢.................................. 错误！未定义书签。参考文献............................... 错误！未定义书签。

1绪论

自动配料系统是一种在线测量动态计量的系统，有输送、计量、配料、定量

等等功能于一身，在冶金、建材、化工、饲料加工等行业中有着广泛应用。设计开发自动配料和优化控制系统，对改善劳动的条件、提高产品的质量和生产的效率具有很重要的意义。本文章针对当前配料生产企业工艺水平相对落后、自动化水平过低、生产效率很低的不足，设计了一个可以自动配料优化控制的系统，系统能全自动、远程手动以及本地手动三种模式下运行。在硬件的设计上，采用工控机与PLC相结合的总体控制结构，由工控制机来实现系统的管理和远程监控，PLC将数字信号转换成电信号来完成设备级的动作控制及相关信号的处理，通过以太网及RS-485总线实现与系统的联接与通信；改进了配料车的定位系统，利用设计的定位盒实现位置编码方案，一定程度上提高了定位的精度。在软件设计这方面我设计开发了画面实时监控和数据库管理(SCADA)等上位机应用软件，确定能够保存产品配方、料仓数据、实时数据等重要信息，也能实现历史数据的查询、报表的打印、实时数据和状态的显示、远程控制等等各方面功能。本文设计了PLC主控程序以及通信、配料精度控制和配料车行走子的程序。本文针对配料系统普遍存在的配料落差控制问题，采用了一种基于模糊自适应结合PID的复合型预测控制算法，当采用了PID控制器时，由于PID控制器的积分积累作用，会引起系统较大的超调甚至震荡。算法将模糊自适应控制宽范围快速调节和PID精确调节的特点有机结合起来，当系统的偏差大于某一设定值时，采用结合了人的经验的模糊自适应规则控制，当系统偏差小于设定值时采用PID控制，模糊控制器的两个输入分别为系统期望值和偏差，通过不同的期望值，预测不同的空中落差，并通过仿真实验证明了该方法的有效性；针对批量生产时的工作效率问题，通过对两台配料车工作时序的认真分析，建立了系统的数学模型，并利用遗传算法进行寻优，精心设计了遗传算子，求解出了最大工作效率所需的两台配料车的最佳行走路径，解决了配料车行走路径的优化问题。该课题研究开发成果，已投入不定形耐火材料实际生产，运行结果表明，系统运行稳定可靠、控制精度和生产效率高。