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基于三菱PLC的三皮带机均匀铺料控制系统设计

基于三菱PLC的三皮带机均匀铺料控制系统设计

本课题为企业承接均匀铺料系统课题,粉料、块料输送、均匀铺料系统被广泛应用于冶金、矿山等行业,在教学中可采用PLC、变频器、步进电机及控制器、HMI和其他自动化控制器件及设备,自行组合设计综合实训系统,涵盖了自动化系统中的逻辑控制对象和运动控制对象

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  • 详细描述

    基于三菱PLC的三皮带机均匀铺料控制系统设计
    一、选题简介、意义
    人类与动物之间最大的区别在于智慧,在从古至今的历史中,人类发明了各种各
    样的工具,使得人类在生活中愈加便利,随着人们对于解放劳动力的需要,于是出现了自动化生产设备,该设备对于人类解放多余劳动力的作用是无可置疑的。
         现代企业生产和科学技术的发展,对于自动化技术的要求越来越高,由此同时也为自动化技术的革新创造了条件。七十年代以来,自动化开始向复杂的电气自动化设备系统控制和智能控制,自动化控制广泛的运用在各个领域,实现更大的自动化。
         自动化的应用正在从工程领域向非工程领域进军,例如医疗、经济自动化等等。由于自动化对于人工智能方面的发展,出现了机器人。在工业生产中得到了广泛应用。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新代技术革新的重要内容,并得到迅速发展。
          输送机受到机械制造、点击、化工和冶金工业技术进步的影响,不断完善,逐步由车间内部的传送,发展到完成在企业内部、企业之间甚至是城市之间的搬运,成为物料搬运系统自动化不可缺少的组成部分。
    二、课题综述
    (一)主要内容:
    本课题以电气自动化控制为依据,以PLC、变频器、步进电机及控制器、HMI和其他自动化控制器件及设备为基础开发三皮带机均匀铺料系统。
    (二)拟解决的主要问题:
    1. 三皮带机均匀铺料系统的总体结构设计;
    2. 三皮带机均匀铺料系统的硬件构成及控制板电路扩展设计;
    3. 三皮带机均匀铺料系统控制系统的软件设计;
    4. 完成变频器常规多段速度控制模式的PLC程序编制及调试;;
    5. 实现模块与模块互联、自动化系统与设备载体互联。
    (三)预期目标:
    根据项目需求,三皮带机均匀铺料系统,必须实现变频器常规多段速度控制功能等。
    (四)研究步骤
    本课题的工作步骤分为五个阶段:
    第一阶段:熟悉课题,查阅文献并了解相关技术国内外发展现状,确定课题方案,
    完成调研报告与开题报告;
    第二阶段:根据企业要求,进行系统整体软硬件架构;
    第三阶段:编写程序,实现变频器常规多段速度控制模式控制;
    第四阶段:系统集成,进行整机功能调整与测试;
    第五阶段: 整理技术资料,完成毕业设计论文,准备毕业答辩。 
    (五)工作方法及措施:
    工作方法:本课题主要采用实验法。
    措施:基于工作单位所获得的实践经验,在教师指导下,以PLC和变频器为基础,设计开发三皮带机均匀铺料系统。
    三、设计(论文)体系、结构(大纲)
    第一部分  引言
    1.1课题来源及研究意义
    1.2国内外研究与应用概况
    1.3本文的主要内容
    第二部分 三皮带机均匀铺料系统的总体设计
    2.1三皮带机均匀铺料系统概述
    2.2 三皮带机均匀铺料系统结构设计
    第三部分  三皮带机均匀铺料系统的硬件设计
    3.1 PLC
    3.2 变频器
    3.3 通信
    3.4 皮带机
    第四部分  三皮带机均匀皮铺料系统的电路设计
    4.1 三皮带机均匀铺料系统设计
    4.2 电路连接
    第五部分 三皮带机均匀铺料系统的软件设计
    5.1 编程语言简介
    5.2 三皮带机均匀铺料系统编程
    第六部分 致谢
     
    一、引言
    1.1课题来源及研究意义
    自动化的应用发展正在从工程领域走向医疗等非工业领域。由于自动化对于人工智能发展方面的帮助,于是出现了机器人代替人类进行高危生产活动,并且在工业生产中的应用日益见广。高速发展的自动化生产领域将成为在工业生产中新代革命技术的重要组成部分之一。输送机在自动化技术的方面需求越来越多,功能也在不断更新换代中,逐渐地由厂房内部的传送,发展到在公司内部、公司之间甚至是城市与城市之间的运输,成为了自动化运输系统过程中不可缺少的重要组成部分。
    1.2国内外技术发展与研究概况
    皮带机运用技术的发展方向是大型化,其中含有了输送能力和单机长度,目前,世界上最长的输送装置是水力输送装置,其长度高于四十万米,在带式输送机中最长的机长已经接近了一万五千米,而且实现了城市与城市之间的带式输送。具有高性能、多样化功能的大型化及其运用技术是在未来中世界范围内广泛使用的发展方向。
    皮带机正在实现自动化控制,并且尽可能去降低能量的消耗,节省成本,在未来,根据一吨物料在输送一千米计算消耗的能量是最重要的发展方向。由于在皮带机在工作过程中会产生各种各样的污染,所以在使用皮带机工作的同时,需要保护生态环境,以免造成污染。皮带机在保护系统方面也要进行发展,且一定会和检测技术、通信技术以及自动化控制技术形成紧密结合;皮带机保护系统不仅仅减少了对于环境的污染,而且减少了在运输过程中不必要的消耗。
    1.2.1 国外技术发展与现状
    现在的提升机及输送机以古中国的高转筒车以及提水的翻车是雏形而发明的产物,在十七世纪中,外国已经开始了对于架空索道进行物料传输的应用;直到十九世纪中旬,各种结构的皮带机相继出现:六十年代,英国出现了带式皮带机;八十年代,美国出现了螺旋式皮带机;到了二十世纪一十年代,瑞士发明了钢带式皮带机,英国与德国也发明了惯性皮带机。从此,皮带机在工业技术方面的需要,开始了迅速发展,功能也在不停的完善,在安全、调节精度、可靠性、装机功率。运输能力以及使用寿命方面的技术领先于国内。
    1.2.2 国内技术发展与现状
    皮带机及运用技术在国内发展的形式越来越好,国内的皮带机及运用技术日异月新。在国内最大的皮带机厂家,其产品范围遍布了世界上大大小小的一百多个国家。在国际市场上,最为出名的皮带机生产厂商是世邦工业科技集团股份有限公司,而这些在国际市场上知名的厂商在国内就高达上百家。
    国内的皮带机以及运用技术在国内迅速发展,但是与国外皮带机技术的差距主要在于大型皮带机的动态分析以及检测技术等核心技术。
    1.3本课题的主要研究内容
    本课题以电气自动化控制为依据,以PLC、变频器、步进电机及控制器、HMI和其他自动化控制器件及设备为基础开发“三皮带机均匀铺料系统”。根据项目需求,该项目主要实现三皮带机均匀铺料系统,必须实现变频器常规多段速度控制功能等。
    基于课题的需要,设计内容主要如下:
    1.系统的总体结构设计;
    2.系统的硬件构成及扩展控制板电路的设计;
    3.系统控制系统的软件设计;
    4.使用装有GX Developer软件的电脑编写具有变频器常规多段速度控制模式的PLC程序并且调试;
    5. 模块与模块互联、自动化系统与设备载体互联。
     
    参考文献
    1.PLC及电气控制/吴亦锋,侯志伟主编.-北京:电子工业出版社,2012.1
    2.交流调速系统及应用/黄鳞主编.-大连:大连理工大学出版社,2009.8(2015.1重印)
    3.PLC应用技术要点与题解/弭洪涛,王忠礼主编.-北京:中国电力出版社,2006
    4.轻松学通三菱PLC技术/杨智利主编-北京:化学工业出版社。2014.5
    5.PLC技术实训指导教程/常辉主编- 合肥:安徽大学出版社,2008.7
    6.PLC应用技术/郭琼主编-2版.-北京:机械工业出版社,2014.3
    7.可编程序控制器(PLC)概述/王俊:科技资讯,2008
    8.可编程控制器教程/胡学林主编:电子工业出版社,2005
    9.可编程序控制器原理及应用/赵金荣-叶真主编:上海应用技术学院,2003
    10.三菱变频器FR-E540说明使用手册
    11.FX2n使用手册
    12.PLC编程及应用/廖常初主编:机械工业出版社,2004

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