皮带秤控制系统PLC软件设计方案

皮带秤控制系统
第一章 总体设计方案
1.1
通过产臂上皮带装置及料的重量测定流量，由电磁振动给料机控制给料量，连续计 量秤。优点连续计量，缺点动态计量影响精度。称重给料机将经过皮带上的物料，通过 称重秤架下的称重传感器进行检测重量，以确定皮带上的物料重量；重量信号送入皮带 给料机控制器，产生并显示累计量/瞬时量。给料控制器将该量与设定量进行比较,由控 制器输出信号控制变频器，实现定量给料的要求。可由上位P（机设定各种相关参数，并 与PLC实现系统的自动控制。它可以采用两种运行方式：自动方式和半自动/手动方式。
I/O模块是CPU与现场I/O装置或其它外部设备之间的连接部件。将外部输入信号
变换成CPU能接受的信号，或将CPU勺输出信号变换成需要的控制信号去驱动控制对象,
以确保整个系统正常工作
5.编程器
编程器适用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视，还可以通过其键盘去调用 和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通讯端口与CPU联系，完成人机对话连
接。
6.外部设备
一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPA写入器、高分辨率屏幕彩色图形监控系 统等外部设备。
2.1.2
PLC采用了一种不同于一般计算机的运行方式，即扫描方式。
1.工作过程
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行 和输出刷新三个阶段，如下图所示。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行 期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
采集模块，选用合适的变频器。
(2)控制室
由一台控制计算机(PC)以及打印机、组态软件等组成。上位PC接受PLC采集的信 息，对监控对象进行故障报警以及参数显示，向下属PLC发送控制信息。在本系统中，
它具有生产工艺流程图显示、电机启动停止控制、变频器工作状态显示、事故报警显示、 变频器运行参数设置和显示等功能。
整个配料混合系统由料仓、混合机、称重模块、电磁振动给料机、放料闸门等装置 及控制系统构成。控制系统采用PLC控制、上位机管理的方式设计。
（1）工业现场 工业现场包括驱动皮带的电动机，皮带秤秤体，称重传感器、控制电振给料机的变 频器，料斗料位传感器，各种电磁阀，西门子可编程控制器及其扩展模块等。
PLC采集电机、电磁阀、变频器等有关的控制对象的信息，经过对输入信息的处理， 反馈控制监控对象，将信息送入上一级监控机（上位机）。另一方面接受监控机（上位机）的控制指令，通过对输入和操作指令的分析、判断，进行综合处理，输出控制信号，控 制变频系统的工作，完成监控机对监控对象的实际控制。
1）输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据， 并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两 个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中相应单元的状态和数据也不会 改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能 保证在任何情况下，该输入均能被读入。
图1-1系统控制流程图
1.2系统的基本功能监控功能：对皮带称配料过程的瞬时流量、日累计、月累计、年累计等参数进行检 测和监视；
画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数的运行状况，以及显 示实时配料曲线和表格；
通讯功能：工控机与PLC和仪表之间进行可进行双向数据及信息交换； 数据处理：配料系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应的控制量； 控制功能：根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括PID调节；
本系统中，实行一台变频器对一台电振给料机控制。用PLC输出的数字量信号作为 变频器的控制端输入信号，通过接受PLC的信号控制电机转速大小，并且向PLC反馈自 身工作状态信号；当发生故障时，向PLC及上位机发出报警信号。变频器对电振给料机
的控制具有完善的自我保护和电机保护功能
为了保证系统的可靠性，应采用较高性能的PLC选择合适的工业现场应用的数据
报警功能： 上位机以画面方式和声光信号方式对各种参数超限或设备状态异常进行 报警。
1.3
自动配料系统中， 设置上位机进行配料、 料流计量控制，建立配料模型， 统计打印， 下位机采用PLC进行皮带顺序控制、电磁振动给料机变频控制。皮带输送机用变频器驱 动控制，确保系统配料误差<0.5 %。配料系统由8条皮带秤配料线组成，8台皮带秤分 别编号为1#, 2#, 3#、4#、5#、6#、7#、8#，每台秤上分别输送不同的料。系统中每台 秤均由可编程控制器（PLC）和上位机（主机）实现两级控制。
图1-2系统结构示意图
第二章相关内容简介
2.1
2.1.1
PLC的实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上是与微型计算机相 同的，如下图所示。
编程器
图2-1 PLC的结构
1.中央处理单元（（CPU）
中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存 储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，
并能诊断用户程序中的语法错误。
2.存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序 存储器。
3.电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。 一般交流电压波动在10%--15%范围 内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
4.输入输出元件（I/O模块）
2）用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。 构成的控制线路，并按先 左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的
结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在 用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他 输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而