自動(dòng)攪拌機(jī)控制系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)自動(dòng)攪拌機(jī)控制系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)AUTOMATIC MIXER CONTROL SYSTEM AND MONITORING SYSTEM DESIGN 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校

2、學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 摘要由PLC和計(jì)算機(jī)共同組成的控制系統(tǒng)是目前控制領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的控制模式,由PLC實(shí)現(xiàn)的控制系控制現(xiàn)混凝土攪拌的工作流程,相比于傳統(tǒng)的混凝土攪拌，擁有生產(chǎn)率高，不易發(fā)生故障，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。本論文對攪拌機(jī)的產(chǎn)生，發(fā)展歷史

3、，未來的發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析，自動(dòng)攪拌機(jī)在未來的社會(huì)建設(shè)中還會(huì)發(fā)揮著重要作用。本論文要設(shè)計(jì)自動(dòng)攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)，主要做了兩方面的工作，即攪拌機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一個(gè)是攪拌機(jī)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件方面，要了解有哪些控制對象，根據(jù)具體要求，進(jìn)行元器件的選型設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)出控制電路，畫出硬件電路圖，各種接線圖等。軟件方面，首先要明確控制要求，根據(jù)要求來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。利用西門子系列S7-200PLC作為控制器。利用梯形圖進(jìn)行程序的編寫，要有控制程序，同時(shí)還要有監(jiān)控程序。利用整個(gè)控制系統(tǒng)，對攪拌機(jī)攪拌混凝土的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本文針對PLC和配料控制器結(jié)合控制的攪拌站來設(shè)計(jì)其控制及監(jiān)控程序設(shè)計(jì)中

4、主要要完成的任務(wù)有系統(tǒng)構(gòu)造、PLC的I/O分配、工作流程圖及PLC程序的編寫。關(guān)鍵詞：混凝土攪拌機(jī) ； I/O分配 ；可編程控制器（PLC）；自動(dòng)控制AbstractThe control system consists of PLC and computer composed of field control mode is the most widely used, the control system implemented by the PLC control now concrete mixing workflows, compared to traditional concrete

5、 mixing, with high productivity, less prone to failure, high degree of automation, product quality advantages.In this paper, the generation of the mixer, history, future trends and other aspects of a detailed analysis, automatic mixer in society in the future will play an important role. In this pap

6、er, to design automated mixer control system, mainly to do the work of two aspects, namely mixer hardware system design, software system design a mixer. Hardware, to understand what the control object, depending on requirements, the selection and design of components and so on. Design a control circ

7、uit, draw a hardware circuit, various wiring diagrams. The software side, we must first clear control requirements, according to the requirements for software design. Siemens Series S7-200PLC use as a controller. Use a ladder diagram program preparation, to have control procedures, but also have mon

8、itoring programs. Use of the entire control system, the whole process of concrete mixer mixing to achieve automatic control.In this paper, and ingredients controllers combine PLC controlled mixing station designed for controlling and monitoring program design of the main tasks to be accomplished in

9、a systematic structure, PLCs I / O assignments, preparation of flow chart and PLC program.Keywords I / O assignment programmable logic controller (PLC) automatic control mixer目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 選題背景及意義11.2 攪拌機(jī)的現(xiàn)狀分析11.3本論文的主要的主要研究內(nèi)容22系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案32.1自動(dòng)攪拌機(jī)的組成32.2 電控系統(tǒng)的組成52.3系統(tǒng)器件的選型設(shè)計(jì)52.3.1 PLC的選型設(shè)計(jì)5

10、2.3.2 行程開關(guān)的選型72.3.3交流接觸器的選型92.3.4熱繼電器的選型102.3.5熔斷器的選型102.3.6斷路器選型112.3.7導(dǎo)線及開關(guān)按鈕的選用122.3.8電壓表頭，電流表頭的選型132.3.9傳感器的選型132.3.10變頻器的選型143 系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)163.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則及步驟163.2 硬件電路設(shè)計(jì)173.2.1 混凝土攪拌機(jī)主電路設(shè)計(jì)173.2.2 PLC外部接線圖173.2.3 I/O分配表184系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)214.1 軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)214.2 系統(tǒng)功能模塊化分析214.3 程序設(shè)計(jì)215程序的下載與調(diào)試255.1 調(diào)試準(zhǔn)備255.2 仿真調(diào)

11、試26結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)30附錄31附錄1 主程序31附錄2 報(bào)警程序351 緒論1.1 選題背景及意義隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來越快，人們對于所建住宅或其他建筑的要求也越發(fā)的嚴(yán)格，只有上好的建筑材料才能保證建造出高質(zhì)量，滿足要求的建筑。原來那種在工地自己生產(chǎn)混凝土的情況下，由于攪拌時(shí)的認(rèn)為因素多，攪拌質(zhì)量很難得到保障。同時(shí)傳統(tǒng)攪拌機(jī)還攪拌時(shí)還具有噪音大，粉塵多的缺點(diǎn)，且生產(chǎn)效率也不高。而混凝土攪拌站則沒有上述缺點(diǎn)，必將取代傳統(tǒng)攪拌機(jī)成為主流生產(chǎn)方式?；炷翑嚢枵静捎每刂葡到y(tǒng)，由電腦控制整個(gè)的生產(chǎn)流程，并且對生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控、與傳統(tǒng)方式相比，具有生產(chǎn)效率高，

12、噪音小，粉塵少等特點(diǎn)，受到越來越多的生產(chǎn)企業(yè)的親睞。攪拌機(jī)作為核心部件，從上個(gè)世紀(jì)50年代興起后，因其穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，自動(dòng)控制，極高的生產(chǎn)效率得到了迅猛的發(fā)展。圓盤立軸式強(qiáng)制混凝土攪拌機(jī)作為最早出現(xiàn)的品類。圓盤立軸式擁有窩漿式和行星式兩種運(yùn)行方式。從1870年往后，輕骨料進(jìn)入人們視野并迅速得到應(yīng)用，從而又發(fā)展出了臥式強(qiáng)制式攪拌機(jī)，根據(jù)攪拌軸的多少又分為兩種，分別為單臥軸式和雙臥軸式，此種攪拌機(jī)具有自落的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有強(qiáng)制的優(yōu)點(diǎn)。臥式攪拌機(jī)攪拌葉片的線速度小，擁有較好的耐磨性能和耗能少的特點(diǎn)，得到快速發(fā)展。強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌葉片裝在拌筒內(nèi)的轉(zhuǎn)軸臂架上，待攪拌材料加入到攪拌罐內(nèi)之后，攪拌葉片

13、由攪拌電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，對物料進(jìn)行攪拌，臥式攪拌機(jī)的攪拌方式的攪拌效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于自落方式攪拌的混凝土，對攪拌干硬性混凝土，圓盤立軸式的攪拌效果不如臥式攪拌機(jī)。1.2 攪拌機(jī)的現(xiàn)狀分析從上個(gè)世紀(jì)世界上第一個(gè)混凝土攪拌站出現(xiàn)以來，混凝土的攪拌歷史已經(jīng)發(fā)展了一百多年。隨著生產(chǎn)要求的不斷提高，企業(yè)與科研單位也在不斷的改進(jìn)，通過吸收和借鑒國外先進(jìn)的混凝土攪拌技術(shù)，我國雖然在商品混凝土機(jī)械上面起步較晚，通過吸收學(xué)習(xí)外國的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，得到的長足的發(fā)展。生產(chǎn)的許多品種，甚至達(dá)到了世界領(lǐng)先。在“十五”乃至2010年期間，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來越快，還要建設(shè)一批高鐵，高速公路等重點(diǎn)工程。

14、在城市化進(jìn)程的道路上，住宅，道路等都需要大量地優(yōu)質(zhì)混凝土，所以得發(fā)展前景依然良好。雖然混凝土機(jī)械發(fā)展了很久，但仍舊面臨著許多的問題:過去的設(shè)備大多是自動(dòng)化不足，現(xiàn)在的設(shè)備要求自動(dòng)控制，向這方面轉(zhuǎn)化又困難重重。經(jīng)過企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)多年的努力，在混凝土攪拌設(shè)備方面型號與規(guī)格上已經(jīng)比較全面，所以企業(yè)的決策者們就理所當(dāng)然的認(rèn)為不再需要?jiǎng)?chuàng)新，已經(jīng)滿足需要了，不明白接下來的發(fā)展方向?，F(xiàn)在市場競爭激烈，科技發(fā)展日新月異，攪拌機(jī)械要想在如此激烈的市場下生存，應(yīng)該具有如下的幾個(gè)方面：（1）設(shè)計(jì)人員要具有獨(dú)特的理解和設(shè)計(jì)能力。進(jìn)行混凝土攪拌機(jī)械的生產(chǎn)企業(yè)必須要有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的人才儲備，要有一定的高水平高素養(yǎng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)人

15、才。顯而易見，混凝土攪拌機(jī)械的入門標(biāo)準(zhǔn)較低，要有一定的閑散資金，再擁有專業(yè)技術(shù)人才，此行業(yè)經(jīng)過這么多年的發(fā)展有效的驗(yàn)證了上述理論的真實(shí)性。同時(shí)，這也是這類企業(yè)不可回避的重要條件，是混凝土攪拌機(jī)械企業(yè)的生存要素。（2）不光具有設(shè)計(jì)能力，還要有生產(chǎn)能力。自動(dòng)攪拌機(jī)是整個(gè)混凝土攪拌站的核心部件，攪拌機(jī)的好壞決定了整個(gè)攪拌站的好壞，進(jìn)而直接影響生產(chǎn)出混凝土的質(zhì)量好壞，也就是說，商品混凝土的質(zhì)量好壞，取決于攪拌機(jī)的質(zhì)量，一旦攪拌機(jī)的質(zhì)量差，肯定也生產(chǎn)不出高品質(zhì)的混凝土。攪拌機(jī)的價(jià)值就體現(xiàn)在這里。企業(yè)就是通過生產(chǎn)，服務(wù)等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)賺錢的組織。所以，混凝土攪拌機(jī)械也是要賺錢來貢獻(xiàn)社會(huì)，維持企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)，攪拌機(jī)作為

16、核心部件，無疑是利潤最為豐厚的一部分。由此看來，加入一個(gè)混凝土攪拌企業(yè)放棄了攪拌機(jī)這一塊，就相當(dāng)于放棄了生存下去的機(jī)會(huì)。（3）不光要能生產(chǎn)攪拌機(jī)，還要能夠設(shè)計(jì)并制作配套的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)作為混凝土攪拌站的另一個(gè)核心，地位與攪拌機(jī)是一樣的，作為整個(gè)系統(tǒng)的大腦，控制系統(tǒng)根據(jù)不同要求控制著不同的機(jī)構(gòu)，什么時(shí)間做什么事，有條不紊的進(jìn)行生產(chǎn)。源源不斷的生產(chǎn)出高品質(zhì)的混凝土?？刂葡到y(tǒng)的利潤同樣也不必?cái)嚢铏C(jī)差?，F(xiàn)在市場競爭如此激烈，很大程度上已經(jīng)不是產(chǎn)品的競爭，而是售后服務(wù)的競爭，一個(gè)好的控制系統(tǒng)，是占領(lǐng)市場的制勝法寶。此類企業(yè)也只有在擁有了設(shè)計(jì)與制作控制系統(tǒng)的能力之后，才能說具有了完善的售后服務(wù)體系，有

17、了對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，升級改造的能力，這樣在市場競爭中，才有了競爭力。1.3本論文的主要的主要研究內(nèi)容 （1） 自動(dòng)攪拌機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)此控制系統(tǒng)要求對整個(gè)混凝土的攪拌過程就是控制并監(jiān)控?cái)嚢韪鳈C(jī)構(gòu)狀態(tài)。首先要對整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)施有一個(gè)清晰的了解和認(rèn)識，然后對不同的各個(gè)方面，如PLC，攪拌機(jī)的各個(gè)組成部件，按鈕開關(guān)等進(jìn)行分析。根據(jù)要求設(shè)計(jì)出控制電路，對電路中需要的各個(gè)元器件進(jìn)行選型。 （2） 自動(dòng)攪拌機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照混凝土攪拌機(jī)生產(chǎn)混凝土的工藝流程畫出程序設(shè)計(jì)流程圖，合理的分配I/O端口以及寫出梯形圖程序，用PLC，通過交流接觸器控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)，控制混凝土的生產(chǎn)過程，并對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。2

18、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案2.1自動(dòng)攪拌機(jī)的組成 5.2 仿真調(diào)試第一步：從做基本的開始測試，測試程序啟動(dòng)和停止是否符合要求。程序下載完成后，找到工具欄上的有一個(gè)綠色的小三角形按鈕，點(diǎn)擊，就可以轉(zhuǎn)換到RUN模式了。在RUN模式下，點(diǎn)擊I0.0(啟動(dòng)按鈕)，則Q0.0（循環(huán)開始指示燈）的LED亮；點(diǎn)擊I0.1（手動(dòng)開始），各電機(jī)啟動(dòng)信號燈亮，這是因?yàn)榫邆溟_始條件：點(diǎn)擊I0.3（緊急停止按鈕），所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)都要停止工作，代表各輸出的信號燈要全部滅掉。就可以看出是否符合要求。符合，進(jìn)行下一步測試，不符合，改進(jìn)。第二步：開始測各個(gè)單元，測試各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否符合要求。再點(diǎn)擊手動(dòng)開始按鈕后，然后點(diǎn)擊各個(gè)行程開關(guān)，測

19、試各個(gè)執(zhí)行電機(jī)是否能夠正常起動(dòng)和停止。第三步：產(chǎn)生“加水完成”信號的程序調(diào)試。加水完成信號對整個(gè)控制系統(tǒng)來說至關(guān)重要，用內(nèi)存監(jiān)視來調(diào)試此信號。報(bào)警程序的調(diào)試：第一步：點(diǎn)擊I1.1（試燈、試鈴按鈕），而后Q1.0、Q1.1Q1.4都是輸出狀態(tài)，即報(bào)警鈴聲，所有表示故障的指示燈都由熄滅狀態(tài)變?yōu)榱翣顟B(tài)，否則程序就有錯(cuò)誤，需要進(jìn)行修改。第二步：承接著第一步，點(diǎn)擊各個(gè)故障按鈕，而后Q1.0為亮，且與該故障對應(yīng)的故障指示燈閃爍，說明程序正確，不然程序?yàn)殄e(cuò)誤，需要進(jìn)一步修改。第三步：承接第二步，點(diǎn)擊I1.1，Q1.0為輸出狀態(tài)，燈由亮轉(zhuǎn)為熄滅狀態(tài)，所有的故障指示燈轉(zhuǎn)為常亮，程序就是正確的，不然程序有錯(cuò)，需要

20、進(jìn)行修改。第四步：承接第三步，第三步完成以后，各個(gè)故障觸點(diǎn)都處于閉合狀態(tài)，挨個(gè)的斷開這些故障觸點(diǎn)，步該故障對應(yīng)的指示燈就由常亮轉(zhuǎn)為熄滅狀態(tài)。程序就是正確的，否則為錯(cuò)誤。需要進(jìn)行修改。結(jié)論 由PLC和計(jì)算機(jī)共同組成的控制系統(tǒng)是目前控制領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的控制模式,由PLC實(shí)現(xiàn)的控制系控制現(xiàn)混凝土攪拌的工作流程,相比于傳統(tǒng)的混凝土攪拌，擁有生產(chǎn)率高，不易發(fā)生故障，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。本論文對攪拌機(jī)的產(chǎn)生，發(fā)展歷史，未來的發(fā)展趨勢等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析，自動(dòng)攪拌機(jī)在未來的社會(huì)建設(shè)中還會(huì)發(fā)揮著重要作用。本論文要設(shè)計(jì)自動(dòng)攪拌機(jī)的控制系統(tǒng)，主要做了兩方面的工作，即攪拌機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一個(gè)是攪拌機(jī)

21、的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件方面，要了解有哪些控制對象，根據(jù)具體要求，進(jìn)行元器件的選型設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)出控制電路，畫出硬件電路圖，各種接線圖等。軟件方面，首先要明確控制要求，根據(jù)要求來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。利用西門子系列S7-200PLC作為控制器。利用梯形圖進(jìn)行程序的編寫，要有控制程序，同時(shí)還要有監(jiān)控程序。利用整個(gè)控制系統(tǒng)，對攪拌機(jī)攪拌混凝土的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 通過這次設(shè)計(jì),大大增強(qiáng)了自己獨(dú)立發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題的能力,提高了自己的動(dòng)手能力,學(xué)會(huì)了把所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中去,加深了對理論知識的理解和運(yùn)用。對PLC各系列有了更深的了解,能夠獨(dú)立的編寫一些PLC程序。還有就是最后的測試,雖然這個(gè)測試與真正的項(xiàng)目相比還有很大差別,但是它讓我了解到做一個(gè)項(xiàng)目,付出的汗水固然重要，但細(xì)心在以后的工作生活中尤為重要。致謝參考文獻(xiàn)1焦予民.混凝土攪拌機(jī)械企業(yè)核心競爭力與走出國門之路J ,建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理 2009.12 New trends in European ready-mixed concrete production,United States Patent, Appl. No.:, May 15, 1996,1143高佳珍.混凝土攪拌站(樓)綜述(三)J，建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2000.3.4高佳珍.混凝土攪拌站(樓)綜述(四)J，建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2000