基于FXN的自动加料

基于FX2N的自动加料系统设计第一章

引言第二章可编程控制器基础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始第一章引言§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任务§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究和分析，并对自动加料系统进行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，通过控制电动机的运转控制上传送带、下传送带及料斗，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，接通上输送带电动机（进料电动机）M3，上输送带运转，开始进料。(2)当斗秤中的原料达到设定重量，料位开关S3动作，M3停止，停止进料，同时接通下输送带电动机（出料电动机）M4和开闸电动机M1，使下输送带运转，料斗闸门打开，将料输出至下传送带。(3)当闸门完全打开，碰撞闸门上限位开关S1，切断M1，M1停止运行。(4)当斗秤中原料下完，料位开关S4动作，接通关闸电动机M2，关闭闸门。(5)当闸门完全关闭，碰撞闸门下限位开关S2，切断M2，M2停止运行，接通M3，料仓重新开始下料。(6)按下停止按钮时，应等料斗中的原料下完，再延时10S，待传送带上的原料输送完毕，自动切断电源，停止系统。(7)若出现故障，可直接切断电源，停止一切动作。§1.4自动加料系统的设计任务（1）了解自加配料系统的系统组成和工作原理。（2）设计系统控制方案。（3）对硬件如PLC、变频器等进行选型。（4）采用PLC编程软件“GX-Developer”对控制系统进行梯形图编程，并用仿真软“GX-Simulator”进行仿真。

第二章可编程控制器基础§2.1

PLC简介§2.2PLC分类§2.3PLC应用§2.4PLC发展§2.1PLC简介1、什么是PLC可编程控制器（ProgrammableLogicController）简称PC或PLC。它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。2、PLC的特点（1）丰富的I/O接口模块

（2）可靠性能高、抗干扰能力强（3）采用模块化结构（4）安装简单，维修方便（5）编程简单易学

§2.2PLC分类1.按结构形式分类根据PLC的结构形式，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§2.3PLC应用

最初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术进步，它的应用领域不断扩大。PLC的应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）通信联网、多级控制（4）现场数据采集处理§2.4PLC发展虽然PLC问世时间不长，但随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：（1）早期的PLC（60年代末—70年代中期）（2）中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）（3）近期的PLC（80年代中、后期至今）第三章

方案论证§3.1系统设计思路§3.2设计方案论证§3.3总体方案设计§3.1系统设计思路1、系统设计思路本设计FX2N系列PLC为核心，配以FX2N-3A特殊功能模块以及变频器、电磁加料机、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。通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运算处理后将运算结果经过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，实现下料量基本恒定。2、本设计具体可实现如下功能：（1）变频器对电动机变频调速（2）电子皮带秤可对各种原料精确的计量（3）通过PLC实现故障检测。通过对自动加料控制系统研究和分析，并对自动加料系统进行硬件设计和软件编程设计及仿真，调试程序。§3弄.2设计呼方案剃论证方案伸一：本系宜统是垮研究养粉末米固体搬的自比动加命料，炼此方然案通停过PL僚C、电艺动机碧与压句力传伏感器孙的的膊配合氏控制球料仓驰舱门渠的开劣关，津实现娃系统崭的自承动加没料。筑但利墙用压猎力传庙感器诸与PL五C结合趋，来卸测量竟物料舅的量咸，在厘测量哪过程托中存陪在较哭大的嫌测量浪误差妻。方案户二：利用抢电子艳皮带泻秤来勤测量皮粉末匀物料然的量绣。电秧子皮徐带秤仔，由耳秤架搞、测援速传午感器渠、高毅精度膛测重双传感副器和注电子僻皮带肆秤控落制显完示仪厚表等彩组成冤，能停对粉轮末固槐体物雄料进渔行连焰续动侮态计列量。麻皮带恋秤秤乳量主使皮带致上料哥的量五，采驶用PL馆C控制孩方式敬以及羽变频厉调速株系统虚，实淹现物邀料传耐送功嫂能。方案福对比含与选缓择方案紫一控吃制简移单，青在理鲜想情百况下哄能准携确的着控制餐，如膨果原蛙料太铺湿或挥者颗驱粒大肾小不歌一样旨以及较给料绣机倾奏斜的解角度柜不同蛛这都悔影响夸原料室的输扣送的炊重量皮。现五实当温中利沈用这奔种方细案加车料的罚量不说容易处准确奋控制绍。方治案二出利用调了高教智能鱼化的侧设备阿能准纪确的枯控制稻物料跨的量屯。同榆时，冲系统满的结稍构又摘较简浮单，晶因而础在工贤业生荣产过拿程自撞动化早中应急用较厚广，卫所以床选择碎系统侍设计轧方案吼二。方案磁二中买进料逼控制笋原理蜓图方案吊二出料穗控制叛原理薪图§3荡.3总体垦方案饶设计PL追C构成关的控端制系哗统有烂输入争部分魂、输昏出输震出部别分、坡控制帅部分柳三部夸分组捉成，歉如图所示治。第四茅章表系珠统硬雕件设估计§4搅.1虫F板X2义N系列PL酷C的硬践件组佛成§4枯.2修P嚷LC通信§4如.3惭P成LC选型§4垮.4被P借LC的I/貌O分配尽及外藏部接版线§4完.5自动忘加料固机的哑选择§4番.6变频填器及汇接线灯图§4被.7电子跃皮带漂秤§4减.8电动驴机§4棍.9纳F林X2漆N-鲁3A特殊臣功能踩模块§4尖.1晓F侮X2扰N系列PL墓C的硬饥件组尼成FX喷2N系列PL看C的硬真件组盐成与境其他已类型PL走C的基丹本相偷同，丢有三黑部分更组成火，主拦要包特括中挠央处煤理器倒、存白储系甲统和病输入埋、输炊出接锦口。PL根C的组铃成框宽图，如箩下：外部史的开西关信旗号、落模拟煌信号上以及码各种莲传感瞒器检绕测信赶号作为PL黎C的输苍入变菜量，荒它们每经PL孔C的输云入端忘子进盗入PL肝C的输弯入存禽储器容，收猎集和尸暂存屯被控涌对象阳实际昌运行左的状磨态信止息和敲数据歇。经PL叫C内部丈运算在与处嫁理后即，按每被控慎对象镰实际膛动作乳要求冈产生俗输出煌结果鸡。输于出结缎果送语到输侧出端昼子作鸦为输预出变节量，尚驱动伸执行祖机构搞。PL浙C的各尊部分使协调伞一致仍地实坊现对引现场坝设备方的控哈制。§4脉.2胶P付LC通信只要疗两个宴系统悠之间体存在统着信坑息的哀交换机，那漠么这刚种交另换就洒叫通触信。一个撇通信普系统丹，从摘硬件注来看捎，是毯由发距送设涂备、调接收免设备著、控右制设搬备和箱通信碧介质南等组火成，鲜从软搭件来鲁看，些还必耳须有浩通信卧协议腾和通份信软荣件的悟配合兄。按照晕数据劝的传伸输方畅式进家行分奖类，沈可以林将通偿信方正式分桶为两座种：并行蜓通信奔和串且行通早信。传输损介质闸是网拌络中蜡连接父收发采双方降的物色理通呼道，鱼也是醒通信少中实嫂际传劫送信塑息的战载体房诚。传巧输介迹质大梅致可西分为榜有线偏介质俱和无秋线介搭质。篮通常习用的勿有线诉介质吓有双及绞线库、同通轴光喘缆和绵光纤殃等。已无线眉介质笑是指会在空尤间传挺播的醉电磁穴波，民红外从线，稀微波极等。腊在PL精C网络论应用公中，盈普遍盯使用候的是滔有线它介质蓬。§4例.3区P缎LC选型PL隔C主要老承担丈对输霉送设彻备、积秤量只过程编进行焦实时马控制野，并轻完成馒对系俗统故央障检您测、掉显示咐及报面警，纱同时愚向变屑频器况输出养信号售调节胸皮带妇机转番速的拒作用猜。在选鸡用PL街C时应蚀考虑抢以下居几个救方面留：规叼模要博适当逮；功庙能要摄相当耐，结境构要户合理流；输脆入，朝输出弊功能息及负教载能家力的拒选择械要正梳确；摔环境禽条件山要适突中。三菱FX职PL积C是小剪形化叹，高以速度蜂，高积性能趟和所骗有方害面都莫是相婚当FX系列痕中最愿高档愁次的凶超小葛程序隶装置筑，除渔输入魄出16～25点的笛独立弟用途历外，秀还可只以适万用于聚多个阁基本破组件缝间的留连接领，模聋拟控歪制，凑定位座控制剩等特笋殊用肝途，互是一请套可疫以满拦足多唇样化艺广泛柔需要表的PL叛C。根据匹上述筹分析沿，三出菱公宅司生迁产的FX神2N寻-3茅2M忠R能满狼足要欧求，舒故本挂设计买选择疲此型闲号PL扇C。§4鹊.4掌P研LC的I/抱O分配量及外投部接后线1、自振动加墙料系回统I/另O分配表如往下：2、自聋动加效料系像统外部糊接线缩慧图§4角.5自动低加料雀机的炎选择电磁享振动另给料愧机用最于把耻物料萌从贮痒料仓两或其鲁它贮围料设妥备中始均匀险或定浇量的随供给莫到受席料设否备中,是实倾行流索水作态业自附动化陕的必凝备设蕉备。选择闲电磁遇给料德机的恨技术区参数售是项棉目型动号GZ研2，给处料能刃力10垂t/铁h,物体比最大用允许宫粒数60超mm福,功率15延0W，电尊压22椅0V，电威流不档大于2.乖3A，双忍振幅1.葛75亮mm，间追隙1.灿9～2.宋2m荣m，总斩重15鹅5k谱g。电磁加料机蔽如图所示也。带式跪输送搏机的选姥择带式遍输送复机是腾一种蜂摩擦列驱动蜻以连纷续方驼式运障输物食料的姑机械罪。主虽要由荣机架素、输胶送皮顶带、园皮带亚辊筒炉、张拥紧装邀置、书传动枝装置半等组择成。趣它可得以将愿物料筛在一渠定的污输送趣线上科，从养最初客的供毅料点屠到最移终的震卸料冠点间料形成屯一种套物料联的输震送流租程。采用TD居75型带凡式输摸送机认，胶第带宽摔度为50宣0m川m，托侮辊形虹式为躁平行呆，带讯速0.跑8m惕/s，输庭送量责为41炒t/投h，带杨式输锅送机如图所猜示。§4登.6变频允器及欲接线基图变频疤器（Va尾ri考ab匙le谱-f诞re念qu霸en明cy棒D棉ri棚ve，VF搜D）是娘应用漏变频象技术瘦与微扔电子述技术岩，通柴过改映变电机工作伍电源频率方式摇来控布制交吼流电班动机湾的电唱力控钥制设扩备。变频毫器主勤要由插整流店（交甘流变逗直流均）、妖滤波逢、逆碌变（能直流沿变交虫流）氧、制居动单榜元、陶驱动透单元乘、检们测单溉元微喷处理砖单元索等组枯成。1、变频起器的戏工作骡原理2、三菱瞎变频糊器FR鹅-A穿74裳0的外慕部接仗线图§4怎.7电子羞皮带差秤电子梯皮带届秤，碑由秤叠架、季测速何传感狼器、莫高精脊度测奇重传然感器梦和电鄙子皮堪带秤踪蝶控制虾显示葱仪表吓等组迎成，禽能对穿固体挪物料饰进行矿连续燃动态检计量剩。电子闲皮带驱秤称躲重桥烤架安哪装于寇输送宿机架烈上，抚当物城料经批过时刷，计晒量托旁辊检室测到梦皮带荣机上留的物遗料重肺量通炎过杠引杆作扶用于气称重妖传感和器，做产生平一个逝正比忠于皮旦带载耀荷的抽电压内信号。速度企传感称器直滋接连棋在大秩直径头测速他滚筒神上，榆提供宣一系仿列脉虾冲，捆每个油脉冲茄表示冒一个甚皮带蚊运动魔单元斑，脉伍冲的披频率涌正比损于皮秀带速讲度。榴称重腰仪表香从称票重传胶感器至和速平度传轰感器狠接收沫信号义，通恭过积哨分运于算得眨出一披个瞬梨时流骑量值棉和累绞积重倡量值腰，并偷分别伸显示槽出来倒。1、电子劫皮带咽秤的累称重傅原理称重变时，猜承重答装置孕将皮赴带上肥物料系的重抛力传幸递到海称重吴传感荣器上西，称震重传通感器孩即输燃出正插比于驴物料仙重力役的电遇压（mV）信育号，顿经放跃大器携放大薯后送饭模/数转陆换器牲变成决数字长量A，送停到运铃算器继；物谣料速千度输字入速手度传贺感器唐后，比速度壳传感狠器即犹输出粥脉冲职数B，也工送到绢运算沃器；世运算令器对A、B进行淘运算滑后，麻即得授到这膊一测帜量周优期的涌物料独量。原理朽图如锋下：2、称重枣传感页器的衣工作场原理图中R1～R4为电阀桥测简量电同阻应条变片惨；RD初始寨不平绿衡补花偿电射阻；RT零点匠温度杨补偿桶电阻姥；RE输出碌灵敏遥度温急度补专偿电加阻。称重述传感惹器的琴激励棍电压碧为10就V，称庄重传炮感器塞的灵看敏度清为1～1.就5m苍V，则晕称重丽传感置器的肃额定米载荷拾下的辫输出们电压邪为10～15刊mV。当被铜测物目的重袜量通己过传密感器西直接四作用块在粘念有电洋阻应肝变片海的弹艳性梁肌时，毁使其崇弯曲室变形裤，梁谁相对交变形携大小英正比勒于外言加载淘荷。牧同时滤，粘覆贴在旺梁上健、下宪平面傅上的终电阻撞应变形片同旬步产虽生电衡阻应宰变，裹且与峰梁变羞形(或梁雀应力)成正抽比。萍粘贴圆在梁泥平面腥的R1、R2电阻范应变胶片阻剂值增它加，R3、R4电阻牢应变扫片阻帽值减萌小，驴故电种桥失纲去平价衡，挤对角执端有哨不平纲衡电内压输穴出，谱其不荒平衡哪电压尸正比波于被辜测物温重量背。§4寇.8电动档机电动蔬机（Mo搁to坑rs）是院把电艰能转馋换成伍机械抚能的哪一种靠设备遣。它齐是利疾用通姓电线邻圈（姜也就父是定药子绕床组）恶产生墙旋转障磁场沙并作拴用于奖转子尤鼠笼岭式式松闭合凝铝框雄形成厦磁电再动力岗旋转物扭矩坝。电动挠机按锡使用波电源完不同凯分为歉直流饶电动猎机和笑交流求电动盘机，固电力院系统饶中的生电动工机大脆部分您是交优流电渔机，隆可以搅是同杏步电闷动机层或者京是异扯步电邮机（荷电机喷定子壳磁场惧转速蜂与转腾子旋低转转盘速不拾保持淡同步手速）前。电纯动机俘主要旧由定熄子与厅转子栽组成做，通聋电导矩线在袖磁场惭中受租力运顺动的邻方向自跟电扇流方烟向和机磁感臂线（懂磁场斜方向坐）方岂向有焦关。么电动颠机工思作原家理是帐磁场岭对电绑流受错力的堆作用狸，使持电动伸机转救动。本课楼题所清选用环电动见机的驼型号颤为Y1禾60礼M2车-2，额谣定功零率15肾KW，额处定电挥压38颈0V，额如定电捡流29件.4国A，额淋定转29顶30新r/娃mi辜n。电凑动机挤的主支电路店的外剪部接童线如建图所乏示。1、电动批机的浮分类（1）异莲步电痰机Y系列汗（低俭压，白高压厅，变糕频，调电磁革制动惑）；JS奏J系列焦（低难压，肠高压渗，变商频，的电磁禽制动糠）。（2）同转步电炉机TD系列奏；TD效MK系列营。如：Y2—16忘0M茅1—8Y：机瘦型，铸表示势异步死电动载机；2：设馅计序崭号，炒“2”表灿示第购一次证基础漂上改甘进设疗计的罢产品洪；16桑0：中最心高潜，是牲轴中荣心到训机座龄平面运高度斗；M1：机授座长雷度规赤格，M是中孤型，纳其中传脚注管“2”是M型铁寺心的椅第二向种规奶格，院而“2”型俯比“1”型桃铁心其长。8：极愈数，钢“8”是年指8极电腾动机么。2、电动加机的膜过载轻保护微型郊电动悟机的裁线圈遮通常提是由呢很细默的铜站丝绕佛成，哨耐电偶流的翅能力宋较差戴。当轮电机竹负载无较大足或电课机卡贴住时昆，流全过线蔑圈的箭电流勿会快蚂速增充加，渴同时敬电机挺温度绢急剧军升高呈，铜赴丝绕狱阻极小易被朝烧毁科。如果药能够含在电肢动机渔线圈启中串叹接高致分子PT惩C热敏抓电阻识，则坟会在谷电机遗过载话时提口供及毛时的悉保护睡功能贵，避北免电胶机被挑烧毁惯。热械敏电设阻通归常被炊至于酸线圈财的附沟近，尚这样资热敏桂电阻愈更易肾于感丑受温歇度，羽使保仅护更败加迅耽速有饺效。§4苏.9菌F况X2省N-谎3A特殊取功能姥模块本系锡统还洗用到PL挠C一个行特殊再的功衰能模令块FX临0N会-3毫A，FX营0N闭-3颜A是三哑菱PL熔C模拟昏量输绳入输猛出模扯块。革其输馒入通僚道数撒字分许辨率劈燕为8位，A/置D的转拒换时证间为10章0u瞒s,在模重拟和骡数字写信号轿之间楚采用亚光电针隔离辉，适妙用于FX骄1N、FX伐2N、FX遇2N期C子系灭列，神占用8个I/余O点。该模铜块完妙全符界合本钢系统策中有继两个盗模拟稍量输斧入和雀一个凯模拟育量输吗出的旁要求秃。系季统中移此模赚块的只模拟愚量输早入采截用DC犁0～5V电压派输入茫，模们拟量奴输出尖采用DC屠0～5V电压插输出劳。第五邀章合软苹件设犬计§5唤.1三菱PL点C的编悟程语剧言和招编程摩软件§5盾.2流程贞图§5守.3自动皆加料输系统饲梯形派图、妇指令衣表及站程序声分析§5理.1三菱PL郊C的编敲程语模言和催编程捕软件编程深所用浇的软军件为GX菠-D崖ev灶el槐op狠er，这槽个软箭件主热要支跃持FX系列PL蛇C编程队，支术持梯络形图木编程茶、指弱令表诉编程焦和顺贯序功葛能图牵编程济。是让三菱滥第二象代PL铜C编程没软件凡，支厦持窗扮口操蚂作系荐统§5信.2流程放图启动自进料舅电动活机。糖如果乳四台搅中任阳一台贞不能桌正常器启动多则电动来机都榨不工裤作。衬检测污电磁套加料阴机中数是否室有料黄，如疤果没时料延柳迟两浑秒继劣续检闸测电化磁给却料机龙中是昌否有封料，庙如果叫还是预没料瘦则电族动机扫停止萝。如患果有嗽料，龄电子戒皮带凳秤开饭始称踩重，志将称寇重结柔果送辫到PL烫C中并周与原核设定北值进室行比今对，条调节毒进料税电动杂机的题转速隙值等摔于原秆设定匠值。§5梦.2自动加骄料系杏统梯制形图明及程德序分丽析按下切启动盆按钮SB田1(贴X0知)后，Y1接通葵（进滨料）漠，进塞料达炼到之鸽后，S3（X4）动露作，扭则Y1断开周（停纲止进种料）楚，同富时Y0碌(出料)、Y2垮(开闸)接通闯。开邀闸最踏大时锄门上良限开核关S1性(X迈2)动作陶，Y2断开同。下薪完料着之后照，S4悄(X东5)动作摧，Y3袋(关闸)接通湾，当堆闸门商关闭葡时，S2话(X循3)动作备，Y3断开起，同惧时接希通Y1又开相始进降料。赴如果狼不按亡下停建止按究钮SB左2(乖X1角)，则丽可以新循环名。如刘果按期下停瓜止按颤钮SB贴2（X1），底则M0、M2辅助需继电破器接躲通，Y1断开搞。同肃时Y0赢(出料)、Y2侧(开闸)接通肢。开爱闸最矩大时紫门上哑限开炒关S1冶(X亮2)动作救，Y2断开