基于FX2N的自动加料ppt课件

1、第一章 引言第二章 可编程控制器根底第三章 方案论证第四章 系统的软件设计第五章 软件设计第六章 仿真开场.第一章 引言1.1 自动加料系统的分析1.2 自动加料系统图1.3 自动加料系统的控制要求1.4 自动加料系统的设计义务.1.1 自动加料系统的分析 基于三菱FX2N加料系统控制设计,对自动加料控制系统研讨和分析，并对自动加料系统进展硬件设计和软件编程设计及仿真，调试程序。 四个电机均采用三相交流异步机，其中传送带电机M4、M3功率为4000W，额定电压为380V,额定电流为10A，M1、M2功率为2000W，额定电压为380V,额定电流为5A，经过控制电动机的运转控制上传送带、下传送带

2、及料斗，实现加料系统的的自动加料。.1.2 自动加料系统图.1.3 自动加料系统的控制要求(1)按下启动按钮后，接通上保送带电动机进料电动机M3，上保送带运转，开场进料。(2)当斗秤中的原料到达设定分量，料位开关S3动作，M3停顿，停顿进料，同时接通下保送带电动机出料电动机M4和开闸电动机M1，使下保送带运转，料斗闸门翻开，将料输出至下传送带。(3)当闸门完全翻开，碰撞闸门上限位开关S1，切断M1，M1停顿运转。(4)当斗秤中原料下完，料位开关S4动作，接通关闸电动机M2，封锁闸门。(5)当闸门完全封锁，碰撞闸门下限位开关S2，切断M2，M2停顿运转，接通M3，料仓重新开场下料。(6)按下停顿

3、按钮时，应等料斗中的原料下完，再延时10S，待传送带上的原料保送终了，自动切断电源，停顿系统。(7)假设出现缺点，可直接切断电源，停顿一切动作。.1.4 自动加料系统的设计义务1了解自加配料系统的系统组成和任务原理。2设计系统控制方案。3对硬件如PLC、变频器等进展选型。4采用PLC编程软件“GX-Developer对控制系统进展梯形图编程，并用仿真软“GX-Simulator进展仿真。.2.1 PLC简介2.2 PLC分类2.3 PLC运用2.4 PLC开展.2.1 PLC简介1、什么是PLC可编程控制器 Programmable Logic Controller 简称PC或PLC。它是在电

4、器控制技术和计算机技术的根底上开发出来的，并逐渐开展为以微处置器为中心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制安装。.2、PLC的特点1丰富的I/O接口模块 2可靠性能高、抗干扰才干强3采用模块化构造4安装简单，维修方便5编程简单易学 . 2.2 PLC分类1.按构造方式分类根据PLC的构造方式，可将PLC分为整体式和模块式两类。2.按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。3.按I/O点数分类根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类.2.3 PLC运用 最初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术提高，它的运用

5、领域不断扩展。PLC的运用大致归纳为以下几个方面。1开关逻辑量控制2模拟量过程控制3机械件位置控制5通讯联网、多级控制4现场数据采集处置.2.4 PLC开展虽然PLC问世时间不长，但随着微处置器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速开展和数据通讯技术的不断提高，PLC也迅速开展，其开展过程大致可分三个阶段：1早期的PLC60年代末70年代中期2中期的PLC70年代中期80年代中，后期3近期的PLC80年代中、后期至今.3.1系统设计思绪3.2设计方案论证3.3总体方案设计.3.1 系统设计思绪1、系统设计思绪本设计FX2N系列PLC为中心，配以FX2N-3A特殊功能模块以及变频器、电磁加料

6、机、电子皮带秤等外围器件，各部分共同组成一个自动加料系统。经过电磁加料机给传送带装料，用电子皮带秤检测传送带的下料量，将检测到的信息经特殊功能模块FX2N-3A的两个模拟量输入通道输入，经模/数转换后送给PLC，PLC运算处置后将运算结果经过FX2N-3A数/模转换后从模拟量输出通道输出给变频器，由变频器去控制物料传送带电动机的转速，由此调整辅料的下料量，实现下料量根本恒定。.2、本设计详细可实现如下功能：1变频器对电动机变频调速2电子皮带秤可对各种原料准确的计量3经过PLC实现缺点检测。经过对自动加料控制系统研讨和分析，并对自动加料系统进展硬件设计和软件编程设计及仿真，调试程序。.3.2 设

7、计方案论证方案一：本系统是研讨粉末固体的自动加料，此方案经过PLC、电动机与压力传感器的的配合控制料仓舱门的开关，实现系统的自动加料。但利用压力传感器与PLC结合，来丈量物料的量，在丈量过程中存在较大的丈量误差。方案二：利用电子皮带秤来丈量粉末物料的量。电子皮带秤，由秤架、测速传感器、高精度测重传感器和电子皮带秤控制显示仪表等组成，能对粉末固体物料进展延续动态计量。皮带秤秤量主皮带上料的量，采用PLC控制方式以及变频调速系统，实现物料传送功能。.方案对比与选择方案一控制简单，在理想情况下能准确的控制，假设原料太湿或者颗粒大小不一样以及给料机倾斜的角度不同这都影响原料的保送的分量。现实当中利用这

8、种方案加料的量不容易准确控制。方案二利用了高智能化的设备能准确的控制物料的量。同时，系统的构造又较简单，因此在工业消费过程自动化中运用较广，所以选择系统设计方案二。.方案二中进料控制原理图.方案二出料控制原理图.3.3 总体方案设计PLC构成的控制系统有输入部分、输出输出部分、控制部分三部分组成，如下图。.4.1 FX2N系列PLC的硬件组成4.2 PLC通讯4.3 PLC选型4.4 PLC的I/O分配及外部接线4.5 自动加料机的选择4.6 变频器及接线图4.7 电子皮带秤4.8 电动机4.9 FX2N-3A特殊功能模块.4.1 FX2N系列PLC的硬件组成FX2N系列PLC的硬件组成与其他

9、类型PLC的根本一样，有三部分组成，主要包括中央处置器、存储系统和输入、输出接口。.PLC的组成框图，如下：. 外部的开关信号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量，它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器，搜集和暂存被控对象实践运转的形状信息和数据。经PLC内部运算与处置后，按被控对象实践动作要求产生输出结果。输出结果送到输出端子作为输出变量，驱动执行机构。PLC的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。.4.2 PLC通讯只需两个系统之间存在着信息的交换，那么这种交换就叫通讯。一个通讯系统，从硬件来看，是由发送设备、接纳设备、控制设备和通讯介质等组成，从软件来看，还必需有通

10、讯协议和通讯软件的配合。按照数据的传输方式进展分类，可以将通讯方式分为两种：并行通讯和串行通讯。传输介质是网络中衔接纳发双方的物理通道，也是通讯中实践传送信息的载体。传输介质大致可分为有线介质和无线介质。通常用的有线介质有双绞线、同轴光缆和光纤等。无线介质是指在空间传播的电磁波，红外线，微波等。在PLC网络运用中，普遍运用的是有线介质。.4.3 PLC选型PLC主要承当对保送设备、秤量过程进展实时控制，并完成对系统缺点检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调理皮带机转速的作用。在选用PLC时应思索以下几个方面：规模要适当；功能要相当，构造要合理；输入，输出功能及负载才干的选择要正确；环境条件要

11、适中。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和一切方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序安装，除输入出1625点的独立用途外，还可以适用于多个根本组件间的衔接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需求的PLC。. 根据上述分析，三菱公司消费的FX2N-32MR能满足要求，故本设计选择此型号PLC。.4.4 PLC的I/O分配及外部接线1、自动加料系统I/O分配表如下：.2、自动加料系统外部接线图.4.5自动加料机的选择电磁振动给料机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供应到受料设备中,是实行流水作业自动化的必备设备。选择电磁给料机的技术参数是工程型号GZ2，给料才

12、干10t/h,物体最大允许粒数60mm,功率150W，电压220V，电流不大于2.3A，双振幅1.75mm，间隙1.92.2mm，总重155kg。电磁加料机如下图。.带式保送机的选择带式保送机是一种摩擦驱动以延续方式运输物料的机械。主要由机架、保送皮带、皮带辊筒、张紧安装、传动安装等组成。它可以将物料在一定的保送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间构成一种物料的保送流程。采用TD75型带式保送机，胶带宽度为500mm，托辊方式为平行，带速0.8m/s，保送量为41t/h，带式保送机如下图。.4.6变频器及接线图变频器Variable-frequency Drive，VFD是运用变频技术与微电子

13、技术，经过改动电机任务电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流交流变直流、滤波、逆变直流变交流、制动单元、驱动单元、检测单元微处置单元等组成。.1、变频器的任务原理.2、三菱变频器FR-A740的外部接线图.4.7 电子皮带秤电子皮带秤，由秤架、测速传感器、高精度测重传感器和电子皮带秤控制显示仪表等组成，能对固体物料进展延续动态计量。 电子皮带秤称重桥架安装于保送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料分量经过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮

14、带速度。称重仪表从称重传感器和速度传感器接纳信号，经过积分运算得出一个瞬时流量值和累积分量值，并分别显示出来。.1、电子皮带秤的称重原理称重时，承重安装将皮带上物料的重力传送到称重传感器上，称重传感器即输出正比于物料重力的电压mV信号，经放大器放大后送模/数转换器变成数字量A，送到运算器；物料速度输入速度传感器后，速度传感器即输出脉冲数B，也送到运算器；运算器对A、B进展运算后，即得到这一丈量周期的物料量。原理图如下：.2、称重传感器的任务原理图中R1R4为电桥丈量电阻应变片；RD初始不平衡补偿电阻；RT零点温度补偿电阻；RE输出灵敏度温度补偿电阻。.称重传感器的鼓励电压为10V，称重传感器的

15、灵敏度为11.5mV，那么称重传感器的额定载荷下的输出电压为1015mV。当被测物的分量经过传感器直接作用在粘有电阻应变片的弹性梁时，使其弯曲变形，梁相对变形大小正比于外加载荷。同时，粘贴在梁上、下平面上的电阻应变片同步产生电阻应变，且与梁变形(或梁应力)成正比。粘贴在梁平面的R1、R2电阻应变片阻值添加，R3、R4电阻应变片阻值减小，故电桥失去平衡，对角端有不平衡电压输出，其不平衡电压正比于被测物分量。.4.8 电动机电动机Motors是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈也就是定子绕组产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框构成磁电动力旋转扭矩。电动机按运用电源不同分为直流电动机

16、和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电动机或者是异步电机电机定子磁场转速与转子旋转转速不坚持同步速。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线磁场方向方向有关。电动机任务原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。.本课题所选用电动机的型号为Y160M2-2，额定功率15KW，额定电压380V，额定电流29.4A，额定转2930r/min 。电动机的主电路的外部接线如下图。.1、电动机的分类1异步电机Y系列低压，高压，变频，电磁制动；JSJ系列低压，高压，变频，电磁制动。2同步电机TD系列；TDMK系列。如：Y2160M18 Y：机型，表

17、示异步电动机； 2：设计序号，“2表示第一次根底上改良设计的产品； 160：中心高，是轴中心到机座平面高度； M1：机座长度规格，M是中型，其中脚注“2是M型铁心的第二种规格，而“2型比“1型铁心长。8：极数，“8是指8极电动机。 .2 、电动机的过载维护微型电动机的线圈通常是由很细的铜丝绕成，耐电流的才干较差。当电机负载较大或电机卡住时，流过线圈的电流会快速添加，同时电机温度急剧升高，铜丝绕阻极易被烧毁。假设可以在电动机线圈中串接高分子PTC热敏电阻，那么会在电机过载时提供及时的维护功能，防止电机被烧毁。热敏电阻通常被至于线圈的附近，这样热敏电阻更易于感受温度，使维护更加迅速有效。.4.9

18、FX2N-3A特殊功能模块本系统还用到PLC一个特殊的功能模块FX0N-3A，FX0N-3A是三菱PLC模拟量输入输出模块。其输入通道数字分辨率为8位，A/D的转换时间为100us,在模拟和数字信号之间采用光电隔离，适用于FX1N、FX2N、FX2NC子系列，占用8个I/O点。该模块完全符合本系统中有两个模拟量输入和一个模拟量输出的要求。系统中此模块的模拟量输入采用DC 05V电压输入，模拟量输出采用DC 05V电压输出。.5.1 三菱PLC的编程言语和编程软件5.2 流程图5.3自动加料系统梯形图、指令表及程序分析.5.1三菱PLC的编程言语和编程软件编程所用的软件为GX-Developer

19、 ，这个软件主要支持FX系列PLC编程，支持梯形图编程、指令表编程和顺序功能图编程。是三菱第二代PLC编程软件，支持窗口操作系统.5.2 流程图启动进料电动机。假设四台中任一台不能正常启动那么电动机都不任务。检测电磁加料机中能否有料，假设没料延迟两秒继续检测电磁给料机中能否有料，假设还是没料那么电动机停顿。假设有料，电子皮带秤开场称重，将称重结果送到PLC中并与原设定值进展比对，调理进料电动机的转速值等于原设定值。.5.2自动加料系统梯形图及程序分析按下启动按钮SB1(X0)后，Y1接通进料，进料到达之后，S3X4动作，那么Y1断开停顿进料，同时Y0(出料)、Y2(开闸)接通。开闸最大时门上限开关S1(X2)动作，Y2断开。下完料之后，S4(X5)动作，Y3(关闸)接通，当闸门封锁时，S2(X3)动作，Y3断开，同时接通Y1又开