基于PLC的飲料自動配料控制系統設計目錄第一章緒論 21.1課題來源和它的研究意義 21.2研究現狀 21.3本文的主要研究內容安排 3第二章基于PLC飲料自動配料系統總體方案設計 42.1自動配料系統設計概述 42.2飲料自動配料系統總體控制結構 5第三章系統硬件設計 93.1飲料自動配料系統組成結構 93.2飲料自動配料控制系統硬件型號的選擇 93.3飲料自動配料控制系統I/O地址分配以及硬件電路 第四章飲料自動配料系統軟件設計 4.1PLC簡介及要求 4.2編程語言簡介 4.3本次課題程序設計 4.4飲料自動配料系統程序編寫 第五章飲料自動配料系統監控組態軟件設計 205.1監控組態軟件組態王的介紹和應用 5.2自動配料系統的控制、監控界面所要實現內容的設計 21 24參考文獻 28 28 29第一章緒論配比控制合適的情況。本次課題打算采用PLC控制方式以及各種各樣的新穎的濟性的目的。自動配料生產線系統廣泛應用于食品等諸多行業，它起著合規方便的作用，者帶來實惠和經濟效益。第1章，緒論。這篇文章已經簡單地論述了本次的課題研究的各種的必要性，介紹第2章，基于PLC飲料自動配料系統方案設計。介紹了系統的設計任務。在深入了第3章，飲料自動配料系統硬件系統結構設計。介紹了本次研究和設計的課題的組要求去完成2種或2種以上的液體或固體的物料的自動配比的控制。第4章，飲料自動配料系統軟件設計。本文已經第一時間簡要介紹了可編程控制器PLC以及和它的各種的特點，然后介紹了西門子的SIMATICS7-200系列PLC的編程軟件STEP7micro/win,最后用STEP7micro/win編寫了PLC自動配料系統控制程序的梯第5章，飲料自動配料系統監控組態軟件設計。本次課題所設計的自動配料系統采用的是西門子SIMATICS7-200系列CPU226型號的PLC,而本次課題使用的監控系統控室實行系統的圖形顯示和運行故障的報警等功能，不僅可以實現裝車過程的現場監要求和功能，并使用KingView設計監控系統，能幫助實驗者實第二章基于PLC飲料自動配料系統總體方案設計產效率。因為從本次所研究和設計的課題的方面出發，自動化能夠保證生產的可靠能夠減少環境污染，還能降低社會的生產成本，同時要減輕勞動者的負擔去提高效自動化方案設計和設備提供商，他們能夠為許多想要引進自動化設備提高生產率的公道機會。者帶來實惠和經濟效益。但同時考慮到各行各業，可能他們對自己各自的工藝特點有不同的要求，從而對配料控制要求也就不一樣了。但是自動配料系統它的先進的效能和它的不用總是維護的效能和它的可以擴展的效能是現在生產中所追求的一致目標。本次課題的飲料配料系統的自動配料過程是將完成3種物料(水、食品添加劑、濃縮原液)的自動配比控制，生產出合格的產品，這就是本次課題所追求的方便和生產效益的最高化。本次課題的設計外觀如下圖：供應1驅動閥門1閥門2供應3原料供應2閥門32.2飲料自動配料系統總體控制結構本次課題的配料系統的項目中的設計采用了固定式單組分料斗規模，各式各樣的材料采用了對應1個料斗規模的構造。測量各成分原料后，通過傳輸帶上的料桶收集，并送到后續的工序進行攪拌混合。本次課題使用固定多成分料斗比例結構的優點就是能讓多個料斗可以對應n個料斗比例。各組件的組件原料通過批量傳送帶或批量傳送帶被集中在同一個跳躍標度上，經過累計計量后投入后續的過程中。自動分批處理系統是一種自動系統，用于實時監控和管理各種工業過程，將粉末或液體的材料以單一比例計量，并按照所選擇的方式攪拌。這個配料機械設計經濟又便利，對不太懂的很友好，可以很方便的進行自動配料。本次課題的飲料配料系統的設計包括了稱重方式、給料方式、生產線機械的結構、在各式各樣的飲料生產過程中，會經常使用到的而的常用的稱重方式就有兩種：進料式稱重和下料式稱重。進料式稱重能通過兩種方式來實行，第一種方式叫增量法，它們就是在稱重料斗收到好的物料后。使用的第二種方式就是會在它們稱重開始的時候通過它們下料設備把配料下到它們的稱重料斗，當稱重料斗所得到的稱重值到達到所需要的給定的它們的設定值的時候，設備它們就會停止給料，然后所研究并設計的系統就會打開它們的閘門排出所需要的物料，再從零也就是完全清空的狀態下開始稱重它們的下一種物料就被稱為零位法。顯然，零點法比增量法具有更高的稱重精度。會在給料式的稱重中發現，它們會因為這個物料本身的原因和料斗的原因可能會導致生產線中出現卸料不干凈的情況，當然這個影響會很大，它進而會導致本次的稱重誤差。生產的各個方面都需要加油，本次研究和設計的課題，就是為了把生產搞好。生產的各個方面都需要研究，增強外部故障的檢測與處理能力，要學會各種表達，用來加強生產的效率性。在這個社會的生產活動中，全自動的配料控制系統在社會生產中本來就是比較的常見的。他在金屬生產和建材和食品等行業中，就能夠直接影響到需要的產品的成品問題，它對企業所追求的最佳的經濟和環境保護效益的先行條件起著絕對的作用。有著合規方便的作用，極大的解放生產力，幫助生產廠商和工人節約時間，更加合規地生產產品，同時給消費者帶來實惠和經濟效益。這個下料式的稱重的方法也只是稱量從料斗中取出的物料量并計算出所需要的物料的重量，它們這個方法應該不會不會出現不能干凈地把生產所需要的物料給卸料的問題，所以說這個方法就特別適合于稱量各種各樣的難處理的物料，因此，一般來說，卸料式不如進料式準確。就目前來說的話，這個計算所需要的物料的重量的配料的系統最經常使用的下料裝置本就是被大量使用的電磁振動給料機和螺旋給料機，這兩個對本次課題的研究和設計發揮了特別大的作用呢!采用了特別普通的機械振動的共振原理是電磁振動下料的所使用的方式，它在生產活動中運行成本低，很適合加入本次研究和設計。在下料的過程中應該好好觀察到所用到的各種各樣的物料在它們的料槽中不斷地被拋來拋去，拋來拋去，所以這個物料它們對生產廠商的生產流水線的料槽的磨損就比較小了。它的缺點也不是沒有，缺點就是在生產廠商安裝之后的對它們的調試就比較復雜了，如果生產廠商對它們的調整不當的話就會產生各種的煩人的噪音，要是生產廠商在生產活動中一個操作不好，體驗會特別糟螺旋給料機也有它的優點，就要拿它跟電磁振動給料機相互做比較，他的生產活動受他的外部影響比較小，運行呢還比較平穩，受干擾也小，能夠做到粉料不分層，能夠把料攪得更加勻稱。它的機械振動也小，對生產工人的身心也有很大的好處，畢竟要做到以人為本，為了生產的效益也要考慮到人身的權益。要是生產廠商給螺旋給料機裝上了各種的特大號的減速器和特大號的電機，就會導致它們的重量特別的大，效率還特別的低。所以本次課題就使用的是螺旋給料機，因為在本次研究的設計的課題中，在設計的配料過程中的各種各樣的物料有所需要的液體和固體。3.生產線機械的結構(1)加料的部分：課題的加料部分就是用有裝料的料桶來向稱重的設備加料的使用設備。生產廠商能夠依據各種的物料的不同的特性，按照說明給他配上不同的給料設備，去達到生產的效益性。(2)稱量的部分：生產線的配料質量稱重環節有傳感器、連接器、接線盒和稱量斗，他們一起組成稱重部分。4.研究和設計的本次課題的配料模式有：(1)靜態配料模式：生產廠商用這個模式的話，可以分批次在料桶里裝料，可以讓每個批次的空閑中間有一定的時間間隔，而且對時間要求也不怎么嚴，但同時他還能夠嚴肅的按照每個批次的物料組成比例來裝料。但是這個模式會對你的材料的組成比例要求比較高，如果拿他的物料的占比來說，它在一定時間內一定要是一定的。(2)動態配料模式：這種模式的話相比于靜態配料模式，他不準中間有什么停歇，中間不準發生停止配料的情況，這種比較適合對現場配料的連續性要求比較高的活。這個配料秤一般都會使用現場總線或者控制主機來通知生產廠商各種情況。這個對生產廠商來說很方便，對本次的研究和設計的課題很有幫助。本次課題的要達到對生產有特別的幫助，選這個方法，是因為它有高效、比較準、夠環保、能適應各種的環境溫度以及環境的清潔度等諸多優點。它會依據配料的技術，去進行生產廠商所需要的生產活動。生產的各個方面都需要加油，本次研究和設計的課題，就是為了把生產搞好。生產的各個方面都需要研究，增強外部故障的檢測與處理能力，要學會各種表達，用來加強生產的效率性。有著合規方便的作用，極大的解放生產力，幫助生產廠商和工人節約時間，更加合規地生產產品，同時給消費者帶來實惠和經濟效益。經過中央計算機集中控制系統對各種生產過程的自動控制，生產廠商就不需要總是勞煩生產工人在現場值班。只需要通過遠程監控所有的設備工作過程，配合各種各樣的故障報警檢測功能，就能達到安心生產，提高生產效率。根據生產飲料的配方計算所需的材料重量，利用稱重傳感器判斷進入皮帶的料桶中的材料是否符合要求。配合使用PLC,控制出料口和傳動帶進行生產。飲料自動配料系統的組成的結構如圖2-1所示。開關距離傳感器運行指示燈攪拌機電機出料口閥門傳送帶步進電機圖2-1飲料自動配料控制系統的組成的結構示意圖相對簡單便宜的攪拌機就行。圖3-8攪拌機3.3飲料自動配料控制系統I/O地址分配以及硬件電路根據系統設計所選定的PLC型號，可以確定系統的I/O地址分配如下表所示：輸出啟動按鈕方向位移出料□1的閥門出料□2的閥門出料□3的閥門運行指示燈3.要求能夠隨時隨地的為用戶程序提供密碼加管理處理、文檔管理等工具。4.要求能夠隨時隨地的這個會在組態PLC的工作模式和運行參數中，進行監控和強制操作。4.3本次課題程序設計在本次各地的系統中，當按下啟動按鈕，料桶就會在傳送帶的運轉下開始向前移動。在到達第1個出料口時，紅外線距離傳感器會檢測到料桶的位置看是否到達出料□1的正下方，如果合適傳送帶會停止料桶正好對在出料□1的正下方，出料□1的閥門打開，給料給料桶。當稱重傳感器檢測到所需的材料1已經填充完畢，傳送帶開始運轉先往第2個出料口。以此類推，直到到達攪拌桶跟前，倒進攪拌桶開始攪拌均勻。如果途中有什么意外情況發生，會報警指示燈會熄滅，提醒工人前去查看進行調試和維修。本次課題基于PLC的飲料自動配料控制系統設計的原理框圖如下：材料1稱量并打開閥門1運行材料2稱量圖4-1飲料自動配料控制系統流程圖4.4飲料自動配料系統程序編寫1.啟動運行SM0.0是系統運行標志位，Q0.4是系統運行指示燈，程序啟動時裝入系統內置脈沖控制的各種控制參數。檢測到料斗后在一定脈沖數后停止在第一原料供應口打開第一原料口原料閥，料斗裝料量達到預設值關閉第一原料口閥門檢測到料斗后在一定脈沖數后停止在第一原料供應口打開第一原料口原料閥，料斗裝料量達到預設值關閉第一原料口閥門3圖4-44.料斗移動到第二出料口打開第二出料閥，料斗裝料量達到預設值關閉第二原料口/VD134-脈沖~Done-1693圖4-55.料斗移動到第三出料口打開第三出料閥，料斗裝料量達到預設值關閉第三原料口閥門，傳送帶繼續恒速運動第五章飲料自動配料系統監控組態軟件設計5.1監控組態軟件組態王的介紹和應用依據本次的課題---飲料自動配料系統設計要求，利用了國內最廣泛應用的組態監控軟件組態王，來對系統進行監控。組態王可以對飲料自動配料系統進行全面監控，能夠在軟件監控室實行系統的圖形顯示和運行故障的報警等功能，具備scada功能，還具備設定、開發、開放的功能，它廣泛應用于工業、農業、建筑、辦公自動化系統。而且可以隨時隨地顯示系統運行的狀態，對我來說很方便。監控軟件是它們與自動化系統集成不可或缺的部分之間的橋梁和鏈接。產品旨在構建戰略性的產業應用服務平臺，整合亞洲控制技術獨自開發的游標游標系統支持，為企業提供有效的平臺來收集、分析、管理整個生產過程數據，企業有效獲取信息我會及時對應，爭取得到最好的結果。它提供各種圖形元素和庫向導，具有廣泛而簡單且易于使用的配置界面。它還為用戶提供簡單且易于使用的接口，以創建庫向導。產品歷史曲線，報告和網絡釋放功能得到了大大提高，軟件功能和可用性也得到了顯著的改善。課題要求有歷史數據庫和工業數據庫數據存儲，而它就擁有一個很好的數據庫，可以滿足各種客戶的各種要求，比如客戶的存儲容量請求，并實時顯示歷史操作數據，并滿足客戶的搜索請求。它擁有完整的設施，完美的功能和強大的適用性。我們特別喜歡這種方式，它對我們的研究和設計主題特別有用。5.2自動配料系統的控制、監控界面所要實現內容的設計1.能夠在屏幕上看到整個生產線運行的時間、給料的多少的歷史記錄。2.要做到足夠簡潔美觀，讓人能夠一目了然，能夠明白生產線工作的整個過程。整個設計如下圖的頁面，給出了給料的時間和多少的歷史記錄，人們通過曲線圖就可以得知整個生產過程。本設計采用的組態監控軟件是組態王，運用組態王軟件打開工程管理器，如圖5-1文件(F視圖(V工具(D幫助(HYc:lprogramflesikingviewlexample完成圖5-1工程管理器新建新工程，建立新畫面，名稱為“主畫面”。如圖5-2所示。主畫面主畫面畫面高度768畫面高度768顯示高度768二確定取消圖5-2新建畫面00一一2022年03..一一我監2022年03..低一 低低一一低圖5-3原料1給料畫面原料2給料畫面如下：11.0二0原料3攪拌桶2022年032022年032022年032022年02022年03.理14第高高高高原料2 二二 二二一原料3給料畫面如下：操作員一一一一2022年03. 2022年03.低 2022年03.低一2022年03.高一高2022年03.2022年03.一2022年03.一原料1原料2原料3攪拌桶料斗翻轉傾倒畫面如下：p.0圖5-6配料完成料斗傾倒畫面經過上面的組態畫面設計系統的組態畫面就設計完成。本次課題所設計的飲料自動配料系統是將PLC與組態軟件相結合的自動化操作系統。我在設計中所編寫的程序通過我們的計算機網絡去生產出生產廠商所想要的合規的產品，有著合規方便的作用，極大的解放生產力，幫助生產廠商和工人節約時間，更加合規地生產產品，同時給消費者帶來實惠和經濟效益。隨著科技技術的飛快發展，我們的生產就應該做到越來越高的自動化去更好的提高生產效率。因為自動化能夠保證生產的可靠性，能夠降低我們的生產成本，還能減少環境污染，同時要減輕勞動者的負擔去提高效率。企業的職責就是要為社會提供作用，效果講究成敗。通過上述說法可以發現，總體而言，設計較為實用，目前使用的軟硬件，這是一個相對流行的項目，通過培訓和應用，它將對未來的工作產生重大影響。現在的生產廠家企業，有的工藝水平相對的落后，效率也比較低，自動化也比較不足。其中本應該可以通過自動化進行各種預警和調試的場景，那些生產廠家一直使用人力去進行預警和調試，這大大的增加了企業的負擔，不能夠給消費者帶來切實的實惠和應該有的經濟效益。認真分析我所構想的飲料自動配料系統的硬件和軟件的設計要求，羅列出其中所必須的軟件和硬件的素質要求。然后分別進行裝配和實驗，得出最好的結果。PLC完成設備的動作控制和其他相關信號的處理，通過網絡的便利，去實現系統和硬件的連通與通信。提高，我國對各種自動生產設備的需求增加，不得不對自動生產設備的制造產生興趣。好。為了打開這樣的困難局面，只有靠自己致力于科學研究，尊重客觀且實踐的法律。(2)王亞民.【組態軟件設計與開發】.西安：【西安電子科技大學出版社，2003】.(3)徐世國，張全貴.【組態軟件中串口設備通信方法(4)曾慶波，孫華，周衛宏.【監控組態軟件及其應用技術】.【哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2005】.(5)廖常初.【可編程序控制器基礎及應用】.【北京.機械工業出版社.2007年6月第二版】.(6)余雷聲.【電氣控制與PLC應用】.【北京.機械工業出版社.1996年10月第一版】.(7)鄧則名.鄺穗芳.【電器與可編程序控制器應用技術】.【機械工業出版社.1997年3月】.(8)崔亞軍.【可編程序控制器原理及程序設計】.【北京：電子工業出版社.1999年3月】.(8)段梅.李新.【PLC在混料控制系統的應用[J]】.【控制系統，2003,(4):50~54】.(9)洪鎮南，李鐵，王旭東.【PLC與計算機通信的實現[J]】.【電氣時代，2003,(2):69-70】.(10)熊志奇.【微機自動化配料控制系統.【電子技術應用.1997,23(10):30-32,41】.(13)秦健.國海東.譚雪峰.【基于組態王的液位PLC控制系統的設計.第三版】,【吉林化工學院學報.2006:23-1,56-58】.(14)廖常初.【可編程序控制器基礎及應用】.【北京.機械工業出版社.2007年6月第二版】.(15)余雷聲.【電氣控制與PLC應用】.【北京.機械工業出版社.1996年10月第一版】.(13)鄧則名.鄺穗芳.【電器與可編程序控制器應用技術】.【機械工業出版社.1997年3月】.(14)崔亞軍.【可編程序控制器原理及程序設計】.【北京：電子工業出版社.1999年3月】.(15)張燕賓.【SPWM變頻調速應用技術】.【機械工業出版社.2002年5月】.(16)西門子(中國)有限公司.【深入淺出西門子Winccv6】.【北京航空航天大學出版社.2004年5月】.(17)段梅.李新.【PLC在混料控制系統的應用[J]】.【控制系統，2003,(4):50~54】.(17)洪鎮南，李鐵，王旭東.【PLC與計算機通信的實現[J]】.【電氣時代，2003,(2):69-70】.(18)熊志奇.【微機自動化配料控制系統】.【電子技術應用.1997,23(10):30-32,41】.(20)趙進奎.【失重秤及其在水泥熟料配料系統中的應用】.【自動化儀表，1999(4):23-25】.(21)