《电气控制综合实训》-配料系统构成配料系统构成介绍 课件

职业教育机电一体化专业教学资源库知识与能力目标12熟练掌握模拟量模块的性能指标、接线、校准及配置34能用变频器的外部端子和参数实现变频器的多段速控制5熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的连接方法了解配料系统组成及各部分的功能

项目三配料系统控制熟练编制手动子程序，配合触摸屏调试硬件系统

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任务一：配料系统构成任务一子任务：配料系统构成介绍任务二子任务任务三：混料过程变频控制项目三

配料系统控制职业教育机电一体化专业教学资源库实训目标（1）了解S7-200PLC的硬件相关组成各部分的功能。（2）熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的功能与连接方法。（3）了解配料系统的组成。（4）理解自动混合生产线工作过程。（5）能根据电气原理图连接设备及电路。职业教育机电一体化专业教学资源库实训目标（1）了解S7-200PLC的硬件相关组成各部分的功能。（2）熟悉PLC外部端子的分布，掌握PLC的I/O端子的功能与连接方法。（3）了解配料系统的组成。（4）理解自动混合生产线工作过程。（5）能根据电气原理图连接设备及电路。职业教育机电一体化专业教学资源库

配料广泛应用于化工、冶金、建材、食品、饲料加工等行业。本项目配料系统由自动混合生产线构成。自动混合生产线由配料车间和生产车间两个车间，配料车间主要完成运料车从A料仓、B料仓和C料仓将三种原料搬运至汇总斗的工作过程。生产车间主要完成两种或三种原料自动混合的生产过程，并可以根据需要添加辅料。主控制器是两台西门子S7-200PLC控制器。

一、项目简介职业教育机电一体化专业教学资源库二、PLC硬件简介

S7-200系列PLC在硬件上采用固定式结构和扩展式结构相结合的方式。固定式结构的硬件即基本单元，扩展式结构的硬件即基本单元扩展的模块。SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图所示：基本单元物理结构CPU状态显示通信口顶部端子盖电源及输出端子前盖方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡职业教育机电一体化专业教学资源库1、LED指示灯显示CPU工作模式（运行或停机）、本机I/O口的当前状态及CPU系统是否出错。2、存储卡、通信口、电源端子、输出端子、RUN/STOP为PLC工作方式选择开关、扩展I/O连接、输入端子。3、传感器电源端子：作为传感器的电源使用，也可输出24v直流电源供控制系统使用。二、PLC硬件简介职业教育机电一体化专业教学资源库PLC的输入点接收来自现场设备信号，输出点输出控制信号给被控对象。每种CPU最多可加的扩展模块数是不同的，所以最大I/O点数也不等。每种CPU基本单元允许的数字量I/O逻辑空间（映像寄存器个数）都是128个输入位和128个输出位，它们与CPU实际允许的最大I/O点数是不等的。每种CPU的基本单元允许的模拟量I/O逻辑空间（模拟量映像寄存器个数）与它们实际允许的最大模拟量I/O点数也是不等的。4、PLC基本单元的I/O职业教育机电一体化专业教学资源库

输入分为直流输入和交流输入直流输入：NPN型晶体管输入和PNP型晶体管输入交流输入；120V交流信号输出分为直流24v晶体管输出、直流/交流继电器输出和交流可控硅输出数字量输出接口按照输出开关器件的种类不同，可分为：晶体管输出方式（只能带直流负载，属直流输出）可控硅输出方式（只能带交流负载，属交流输出）继电器输出方式（交直流负载都可，属交/直流输出）按照负载使用的电源不同，分为直流输出交流输出交/直流输出职业教育机电一体化专业教学资源库

5、I/O扩展:扩展模块I/O点的地址由I/O类型及模块在I/O链中的位置决定。数字量扩展模块以一个字节（8位）地址递增方式保留映像寄存器空间。模拟量扩展模块是以两个字节递增方式来分配空间。如果映像寄存器保留空间字节的某些位没有扩展模块实际物理点与其对应，这些未用的位就不会分配给I/O链中的后续模块。对于输入模块，由于每次输入刷新时都把保留字节的未用位清0，所以这些未用位不能用作内部存储器的标志位。对于输出模块，保留字节中的未用位可象内部存储器的标志位那样使用。职业教育机电一体化专业教学资源库

6、基本单元通信接口:S7-200系列PLC基本单元都带有RS-485通信接口。点对点通信方式：单主站连接一个或多个从站的通信方式。通信波特率固定为9600bps。将PC或TD200作为主机，可最多对连接在公共线上的31台PLC基本单元进行操作和控制，但两台PLC之间不能通过PPI接口方式直接通信。多点接口通信方式：包括单主站连接一个或多个从站和单主站连接一个或多个主站的两种通信方式。多点通信总是在两个相互独立的通信设备之间建立联系。另一个主站不能干扰两个设备之间已建立号的连接。自由口通信方式：由用户通过程序来自由选择S7-200CPU通信协议的一种通信方式。（PPI协议、MPI协议、PROFIBUS协议）职业教育机电一体化专业教学资源库

三、配料系统组成（1）“自动混合生产线”由“配料车间”和“生产车间”两开关。（1）“自动混合生产线”由“配料车间”和“生产车间”两个车间构成。（2）“配料车间”主要完成运料车从A料仓、B料仓和C料仓将三种原料搬运至汇总斗的工作过程。车间由运料车、物料A料仓、物料B料仓、物料C料仓及汇总斗构成。运料车上有一个称量斗，其量程为100KG，测量精度为±0.5%FS，变送器输出信号为0-5V电压信号。A、B、C三个料仓分别由一个电动振动给料机控制原料的输出。运料车运行轨道上分别安装了原点限位开关、A位置限位开关、B位置限位开关、C位置限位开关、汇总斗位置限位开关，并在左、右两个极限位置分别安装了行程开关。职业教育机电一体化专业教学资源库配料系统组成3）“生产车间”主要完成两种或三种原料自动混合的生产过程，并可以根据需要添加辅料。车间由汇总斗电磁阀、反应釜及辅助料系统构成。反应釜的最大容量为1000Kg，具有搅拌器、温度变送器及放料电磁阀，温度变送器量程为0-200℃，测量精度为±1%FS，变送器输出信号为0-5V电压信号。辅助料系统由料仓、电动振动给料机、称量斗及放料电磁阀构成，辅助料称量斗的量程为10KG，精度为±0.5%FS，变送器输出信号为0-5V电压信号。职业教育机电一体化专业教学资源库

自动混合生产线主要设备构成职业教育机电一体化专业教学资源库

1、“配料车间”和“生产车间”分别由一套西门子S7-200PLC控制，两套PLC之间采用PPI方式进行通讯。两个车间的控制系统分别安装到两个实训台上。2、系统完成对物料A、B、C按某一比列进行混合、

搅拌的生产过程。3、系统分为手动控制模式和自动控制模式，通过触摸屏上的模式切换开关实现工作模式的切换，系统处于停止状态时才允许进行模式切换。四、配料系统控制要求职业教育机电一体化专业教学资源库

在手动控制模式下，可以分别控制小车前进、小车后退、物料A电动振动给料机启停、物料B电动振动给料机启停、物料C电动振动给料机启停、汇总斗电磁阀开闭、反应釜搅拌器启停（运行频率为30Hz）、反应釜电磁阀开闭、辅助料电动振动给料机启停、辅助料称量斗电磁阀开闭，所有手动操作均在触摸屏上实现。

配料系统控制要求：手动控制职业教育机电一体化专业教学资源库

（1）在触摸屏上按下“启动”按钮，运料小车若不在原点位置，则触摸屏上的“运行”指示灯闪亮，运料小车首先返回原点位置，返回原点后，“运行”指示灯常亮。（2）运料小车自原点开始运行，按预先设定的配料数量进行物料搬运，将物料搬运至汇总斗，卸车时间为4s。（3）运料小车完成物料搬运后，停在汇总斗位置等待。配料系统控制要求：自动模式职业教育机电一体化专业教学资源库

（4）所有物料搬运完成后，汇总斗电磁阀打开，将物料放入反应釜，持续时间为8s，然后关闭汇总斗电磁阀，运料小车重新开始搬运物料。（5）物料全部加入反应釜后，搅拌器开始运行，搅拌器的运行频率与反应釜的温度有关，当反应釜温度<50℃时，搅拌器运行频率为30Hz，50℃≤反应釜温度<80℃时，搅拌器运行频率为35Hz，80℃≤反应釜温度<120℃时，搅拌器运行频率为40Hz，120℃≤反应釜温度<150℃时，搅拌器运行频率为45Hz，反应釜温度≥150℃时，搅拌器运行频率为50Hz。当反应釜的温度超过100℃时，在反应釜内加入辅助料，辅助料的加入量为5Kg±0.2Kg。自动模式：职业教育机电一体化专业教学资源库

（6）搅拌的总时间为50s，搅拌时间到达后停止搅拌，延时2s后打开反应釜电磁阀，放出成品，持续时间为6s。（7）反应釜放出成品后，若此时配料车间已完成配料工序，则汇总斗电磁阀打开，开始新的生产过程，若此时配料车间未完成配料工序，则等完成配料后重新开始新的生产过程。（8）在触摸屏上按下“停止”按钮后，触摸屏上的“运行”指示灯灭，“停止”指示灯闪烁，系统等完成当前生产循环后停止运行，“停止”指示灯常亮。自动模式：职业教育机电一体化专业教学资源库名称型号/说明数量实验台实验台台体金属台体××1台/台实验台台面木面板，×1块/台实训网板不锈钢网板，×1块/台带漏电三相断路器DZ47LE-63，D10，做总开关用1个/台急停按钮Ф，LAY71个/台供电指示灯AD56－22DS,Ф，橙色，～220V1个/台电源指示灯AD56－22DS,Ф，红色，～220V1个/台三相断路器DZ47-63，D101个/台单相断路器DZ47-63，C61个/台接线插孔面板三相五线接线用及出线9个/台接线端子实验台进线用，

6线1个/台变压器双～24V1个/台多功能电源板星科，V5.01块/台指针式电压表17，0～30V1块/台多圈电位器33K1个/台船形开关×3个/台指示灯Ф，DC24V驱动2个/台船形开关×，带～220V灯1个/台市电单相插座每组1个两孔的，2个三孔的1组/台所需设备清单：职业教育机电一体化专业教学资源库其他散件配置带座保险RT18-32，5个/台接触器CJ20-10，线圈AC24V6只/台中间继电器HH52P，DC24V

8只/台时间继电器ST3P，A-B,60S，线圈AC24V3只/台热继电器JR36-203只/台按钮LAY39,Ф，红4、黄2、绿28只/台指示灯AC220V驱动3只/台线槽宽/台导轨DIN35/台接线端子6线1只/台软线2/台PLC西门子S7-200-CPU2262台变频器MM4201台触摸屏TPC7062KX7寸1台模拟量扩展模块EM2351台模拟量扩展模块EM2311台电机含编码器2台PLC