拌膠機(jī)控制系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì).doc

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第I頁拌膠機(jī)控制系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì)摘要隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及國家與地方對高速公路、鐵路、及縣鄉(xiāng)公路、城市建設(shè)的投資力度進(jìn)一步加大，隨著通鄉(xiāng)達(dá)村公路的大規(guī)模修建、小城鎮(zhèn)建設(shè)大規(guī)模改造，各型混凝土攪拌機(jī)必將有廣闊的市場前景，為此作為設(shè)備制造單位如何提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉性能可靠，節(jié)能環(huán)保，維護(hù)方便的混凝土攪拌機(jī)，應(yīng)用了西門子S7-300系列PLC完成該系統(tǒng)的控制。攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的刨花由螺旋給料機(jī)供給，壓力傳感器檢測刨花量。膠由膠泵抽給，用電磁流量計(jì)檢測膠流量；刨花和膠要按一定的比率送到攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，然后將混料供給下一道工序蒸壓成型。刨花量和膠流量恒定，并有一定的比例關(guān)系。雙軸攪拌機(jī)采用雙軸對向攪拌，攪拌機(jī)的噴膠器使膠呈霧狀噴射到刨花中。該系統(tǒng)配備的混膠器可以使固化劑與膠在其中混合，而不是把固化劑加到調(diào)膠罐中。本系統(tǒng)具有攪拌均勻、施膠量低等功能。調(diào)膠系統(tǒng)采用PLC集中控制，PLC根據(jù)各部傳感器得到刨花的重量、含水率，來調(diào)整施膠量的固體含量。使施膠后的刨花含水率控制在理想的狀態(tài)上。這樣的優(yōu)點(diǎn)是在生產(chǎn)線臨時(shí)停機(jī)時(shí)，可以避免膠的浪費(fèi)。因此，為企業(yè)及國家節(jié)省了大量的資金和生產(chǎn)原料。關(guān)鍵詞：PLC；PID；S7-300；變頻器本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第II頁MixtheGumMachineControlSystemDesignBesedonPLCABSTRACTWithChinasinfrastructureconstructionandthenationalandlocaltothehighway,railway,highway,cityandcountyandtownshipgovernmentinvestmentintheconstructionofthetownshiptoincrease,withthelarge-scaleconstructionofvillagehighwayconstructionofsmalltowns,largescaletransformation,eachconcretemixerwillhavebroadmarketprospect,andthereforeasequipmentmanufacturingunithowtoprovidehighqualityandreasonablepricereliableperformance,energyconservationandenvironmentalprotection,maintenanceconvenienttheconcretemixer,theSiemensPLCapplicationseriess7-300seriestocompletethesystemcontrolPC.Mixercontrolsystembytwo-stagespiralfeedersupplypressuresensordetectionprocesses,quantity.Bygluepumpstoglue,gluewithelectromagneticflowmetertestflow；Particleandgluetoatacertainratetostirthemixer,andthenwillmixingsupplyaprocessunderautoclavetoshape.Paringquantityandplasticflow,andacertainconstantrelationshipofscale.Dualaxlemixerusedformixing,blendertofurtherthesprayadhesiveglueisanhazysprayintotheparticle.Therubbermixingsystemequippedwiththemachinecanmakecuringagentandtherubberinthemixof,ratherthanthecuringagentaddedtothegluetank.Thissystemhasastirwell,gluelowquantityfunction.AdjustablegluesystemUSESPLCcentralizedcontrol,PLCaccordingtogettheweightofeachsensorpre-press,moisturecontent,toadjusttheamountofgluesolidcontent.Makeglueofmoisturecontentinpre-pressaftercontrolidealstate.Suchadvantagesinproductionlineistemporary,canavoidgluewhenstopwaste.Therefore,theenterpriseandgovernmenttosavealotofmoneyanrawmaterial.keywords：PLC；PID；S7-300；FrequencyConverter本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第III頁目錄摘要.IAbstract.II1緒論.12拌膠機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案.42.1控制系統(tǒng)的工藝過程及控制要求.42.2系統(tǒng)的控制方案.52.3基于PLC的拌膠機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn).72.3.1施膠機(jī)具有如下主要特點(diǎn).72.3.2拌膠機(jī)對比傳統(tǒng)拌膠系統(tǒng)特點(diǎn).73PLC技術(shù)概述.83.1PLC的基礎(chǔ)知識.83.1.1可編程控制器.83.1.2PLC的結(jié)構(gòu).93.1.3PLC的特點(diǎn).103.1.4PLC的基本功能.113.1.5PLC軟件系統(tǒng).123.1.6PLC的發(fā)展趨勢.133.2西門子S7-300軟件概述.133.2.1西門子S7-300系列PLC的一般特性.133.2.2西門子S7-300系列PLC的基本硬件組成.153.2.3STEP7-V5.4(西門子S7-300編程軟件).174攪拌機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì).194.1PLC的選型.194.2控制系統(tǒng)的儀表選用.215攪拌控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).235.1可編程控制器在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用.235.1.1PID控制器的數(shù)字化.23本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第IV頁5.1.2回路輸入輸出變量的轉(zhuǎn)化與標(biāo)準(zhǔn)化.265.2攪拌機(jī)系統(tǒng)程序流程圖.27總結(jié).28致謝.29參考文獻(xiàn).30附錄:程序.31本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1頁1緒論刨花板又稱碎料板，是將木材加工剩余物、小徑木、木屑等物切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥，拌以膠料，硬化劑、防水劑等，在一定的溫度、壓力下壓制成的一種人造板。定向刨花板是刨花板新品種之一，刨花鋪裝成型時(shí)，將攪拌刨花板按其纖維方向縱行排列，從而壓制成的刨花板。這種刨花板的形狀要求長寬比較大，而厚度比普通刨花板的刨花略厚。定向鋪將的方法有機(jī)械定向和靜電定向。前者適用于大刨花定向鋪裝，后者適用于細(xì)小刨花定向鋪裝。定向刨花板表面覆以鋸末、碎屑等細(xì)料，芯部充以定向刨花的結(jié)構(gòu)板材。該板為五層結(jié)構(gòu)：上下兩表層細(xì)料，中間兩層縱向定向刨花，芯層橫向定向刨花。板坯可在連續(xù)式多頭成型機(jī)上一次鋪裝?？勺靼迨郊揖叩某休d構(gòu)件（側(cè)主板、擱板等）。由于定向刨花板在某一方向具有較高強(qiáng)度的特點(diǎn)，可以按照膠合板的構(gòu)成原理，使定向的表層刨花與定向的芯層刨花互相垂直交錯(cuò)，形成三層以至五層結(jié)構(gòu)定向刨花板。其性能與膠合板相似，常代替膠合板做結(jié)構(gòu)材使用。這是一種新型結(jié)構(gòu)板，在充分利用小徑材、速生材，提高木材利用率等方面，有其廣闊的前景1。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對自動(dòng)化程度的要求越來越高，對工業(yè)控制的方便性，高效性及準(zhǔn)確性提出了更高的要求。隨動(dòng)系統(tǒng)是生產(chǎn)過程中重要的控制環(huán)節(jié)，所謂的隨動(dòng)系統(tǒng)是指當(dāng)某參數(shù)量的變化規(guī)律為無法預(yù)先確定的時(shí)間函數(shù)時(shí)，其被控量能夠以一定的精度跟隨參量變化的控制系統(tǒng)，它在化工、冶金、輕工等行業(yè)的控制系統(tǒng)中廣泛存在。PC或PLC即可編程序控制器，是在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備，具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快，除許多從國外引進(jìn)的設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越多的采用PC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。國產(chǎn)化的小型PC性能也基本達(dá)到同類國外產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。目前PC已廣泛用于冶金、化工、輕工、電力、建筑、交通、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)。隨著PLC功能模塊及控制指令的完善，在隨動(dòng)控制系統(tǒng)中替代了常規(guī)的繼電器件及儀表控制，使隨動(dòng)系統(tǒng)更加準(zhǔn)確，靈活，且故障率低，因此以PLC為核心的隨動(dòng)系統(tǒng)到了越來越廣泛的應(yīng)用。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第2頁工剩余物、小徑木、木屑等切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥、拌以膠料、硬化劑、防水劑，在一定的溫度下壓制而成的一種人造板材。論文在簡單介紹PLC的基礎(chǔ)上，通過分析控制系統(tǒng)的要求，采用了PLC的功能模塊，設(shè)計(jì)了以PLC為核心的隨動(dòng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制均采用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的PLC控制的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)2。普通刨花板的強(qiáng)度沒有同規(guī)格的膠合板強(qiáng)度高，但制造膠合板所使用的原木質(zhì)量要求較高，并且木材利用率較低。因此，在刨花板生產(chǎn)中開辟了一個(gè)新的分支，這就是采用特殊的加工工藝，用細(xì)徑劣質(zhì)材制造出具有定向結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度新型刨花板，即定向刨花板。定向刨花板（OrientedStrandBoard,縮寫OSB）是20世紀(jì)70年代在歐美發(fā)展起來的一種新型木質(zhì)人造板材，它以小徑材、間伐材、木芯等為原料，通過專用設(shè)備加工成長40mm100mm、寬5mm20mm、厚0.3mm0.7mm的長條刨花，再經(jīng)干燥、施膠、鋪裝、熱壓成型的一種人造板。定向刨花板在我國生產(chǎn)和銷售約有十年時(shí)間，但發(fā)展速度比較緩慢，而在歐洲、北美、韓國、日本等地發(fā)展迅速，具有較大的市場。OSB的生產(chǎn)工藝過程為：小徑木運(yùn)入工廠貯存于楞場圓筒式剝皮機(jī)金屬探測沖洗刨片濕刨花料倉氣流式圓筒干燥機(jī)圓綱篩選機(jī)面層和芯層干料倉定量秤滾筒式攪拌機(jī)定向鋪裝線（截?cái)啵z測熱壓（截?cái)啵?鋸邊)冷卻(砂光)檢驗(yàn)包裝入庫。定向刨花板的特點(diǎn)：1、原料來源廣，價(jià)格低定向刨花板的原料主要為軟質(zhì)針葉材、闊葉材的小徑木、撫育間伐材等，如桉樹、杉木、楊木間伐材等，來源廣泛，價(jià)格一般在每立方米250-350元。在天然林資源日益匱乏、大徑材減少的情況下，人造板的原料將逐漸轉(zhuǎn)向依靠人工速生林以及對小徑材的充分利用，定向刨花板符合這種趨勢。2、產(chǎn)品性能優(yōu)良定向刨花板保持了木材縱向強(qiáng)度大、尺寸穩(wěn)定性高的天然優(yōu)越性，同時(shí)克服了木材的某些先天不足，如幅面小、有節(jié)疤缺陷等。定向結(jié)構(gòu)刨花板線膨脹系數(shù)小，穩(wěn)定性好，握釘力較高，縱向抗彎強(qiáng)度比橫向抗彎強(qiáng)度高得多，可用作結(jié)構(gòu)材料。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第3頁3、產(chǎn)品用途廣泛從加工性能、加工質(zhì)量、使用壽命、經(jīng)濟(jì)效益等方面衡量，定向結(jié)構(gòu)刨花板是家具制造、室內(nèi)裝修的理想材料；在車船制造等方面，定向刨花板也能得到很好的使用，可用于車廂壁板、地板、隔板等；定向刨花板還可用于包裝板、音箱、箱包的內(nèi)襯板、工藝品等3。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第4頁2攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2.1控制系統(tǒng)的工藝過程及控制要求定向刨花板生產(chǎn)工藝：普通刨花板是以小徑木、枝椏材、木材加工剩余物、非木質(zhì)農(nóng)作物剩余物等為原料，經(jīng)刨花制備、干燥、鋪裝成型熱壓等工段而制成的一種人造板。產(chǎn)品可用于家具、建筑、包裝、車輛和船舶內(nèi)部裝修，以及經(jīng)二次加工可制作飾面刨花板等等。以下是各工段工藝流程的簡單說明：1、備料工段刨花板生產(chǎn)線原料經(jīng)削片、篩選后送到木片料倉進(jìn)行過渡儲存。木片經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送到刨片機(jī)中進(jìn)行刨花制備，制備后的刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送到濕刨花料倉中進(jìn)行過渡儲存。2、干燥分選打磨工段濕刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送到轉(zhuǎn)子式刨花干燥機(jī)進(jìn)行干燥，經(jīng)過干燥的刨花通過刨花分選（篩選）合格的芯層干刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)被送往芯層干刨花料倉過渡儲存。過大的刨花經(jīng)打磨機(jī)打磨后被送往表層干刨花料倉過渡儲存。3、調(diào)膠樹膠施膠工段合格的表芯層干刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)、刨花計(jì)量料倉分別計(jì)量后送到拌膠機(jī)中，同時(shí)調(diào)供膠工段將工藝所要求的膠液送到拌膠機(jī)中，刨花和膠液在表芯層拌膠機(jī)的充分?jǐn)嚢柘拢_(dá)到均勻混合充分施膠的效果。4、鋪裝熱壓成型工段(年產(chǎn)3萬以上生產(chǎn)線）施膠后的刨花經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至機(jī)械分級鋪裝機(jī)，由機(jī)械分級鋪裝機(jī)組鋪裝出均勻平整的板坯。板坯經(jīng)永磁除鐵器、預(yù)壓機(jī)、縱向鋸邊機(jī)、橫截鋸、加速運(yùn)輸機(jī)、稱重運(yùn)輸機(jī)和儲存運(yùn)輸機(jī)、裝板運(yùn)輸機(jī)等工序送到裝板機(jī)的裝機(jī)吊籠中，由裝機(jī)吊籠將板坯送到多層熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓成型，經(jīng)多層熱壓機(jī)熱壓成型的毛板同時(shí)由裝板小車托盤推到卸板機(jī)中。5、后處理工段停留在卸板機(jī)中的毛板經(jīng)卸板運(yùn)輸機(jī)送至冷卻進(jìn)板運(yùn)輸機(jī)，由冷卻進(jìn)板運(yùn)輸機(jī)送到?jīng)霭鍣C(jī)中進(jìn)行冷卻。在涼板機(jī)中停留（冷卻）后的毛板由冷卻出板運(yùn)輸機(jī)送到縱橫裁邊截?cái)鄼C(jī)進(jìn)行裁邊分割，最后經(jīng)干板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至升降臺堆垛。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第5頁6、后期加工主要包括對從熱壓機(jī)中取出的板材進(jìn)行冷卻、裁邊、砂光、檢驗(yàn)、分等、修補(bǔ)等加工。冷卻處理可在封閉的裝置內(nèi)采用強(qiáng)制通風(fēng)的方法，也可用自然通風(fēng)冷卻。目前常用的冷卻設(shè)備是星形冷卻器。裁邊就是將毛邊板鋸成符合尺寸要求的成品，使用的設(shè)備多為縱橫聯(lián)合鋸邊機(jī)。砂光能夠減少板的厚度公差，消除板面缺陷，使板面光潔，便于使用和進(jìn)行表面裝飾。目前多用寬帶式砂光機(jī)進(jìn)行砂光處理。砂光后的板材經(jīng)過分等、檢驗(yàn)，對裂縫、鼓泡等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)后，就可送入成品倉庫。刨花由螺旋給料機(jī)供給，壓力傳感器檢測刨花量。膠由膠泵抽給，用電磁流量計(jì)檢測膠流量；刨花和膠要按一定的比率送到攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，然后將混料供給下一道工序蒸壓成型。