基于PLC的电子称重及定量包装控制系统设计

文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。-1-word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目：基于PLC的电子称重及定量包装控制系统设计系部自动控制系专业生产过程自动化班级学生姓名学号指导教师2011年05月21日-1-摘要在现代化很多产品生产中包装量的准确度是产品的重要质量指标之一，它直接影响生产厂家的经济效益和消费者的利益。由于机械城有灵敏度低、存在接卸死区、精确度差、控制动作慢的缺点所造成的机械误差比较大。随着机械自动化水平的不断提高，自动控制技术在定量包装生产中应用越来越多，在粮食、化肥、饲料和轻工业等行业中都有广泛应用。称量包装技术的发展大致经历了手工称重、继电器控制、称重仪表控制、PLC控制等几个阶段。相对于传统的称重仪表控制，应用PLC和触摸屏组成的控制系统便于将开关设置，复位操作以及设定和修改系统参数功能有机的结合，提高机器速度和精度。本文主要介绍了PLC在称重式自动定量包装机系统中的应用，控制系统采用SIMATICS7-200PLC和文本显示器构成，通过PLC对称重过程和包装过程进行控制。论述了包装机的系统组成及工作原理，并对控制系统的软、硬件设计进行了详细的分析。关键词：电子称重、封装、PLC、灵敏度、精度-1-AbstractInmodernmanyproductsproductionintheaccuracyofpackagingquantityoftheproductqualityindex,itisoneofimportantdirectlyinfluencestheeconomicbenefitsofproducersandconsumers'interests.Duetomechanicalcityhavesensitivitylow,existingdeadzone,toreceiveandunloadbad,thecontrolprecisionofslowcausedbymechanicalerrorshortcomingislarger.Withthecontinuousimprovementofthemechanicalautomationlevel,automaticcontroltechnologyinquantitativepackagingproductionmoreandmoreapplicationinfood,chemicalfertilizer,feedandlightindustrieshavewidelyused.Weighingpackagingtechnologydevelopmentroughlyexperiencedmanualweighing,relaycontrol,weighinginstrumentcontrol,PLCcontrolandsoonseveralstages.Comparedwiththetraditionalweighinginstrumentationcontrol,applicationofPLCandtouchscreencontrolsystemfacilitatewillswitchSettings,resetoperationandsettingandmodifysystemparameterfunctionorganicunion,enhancemachinespeedandprecision.ThisarticlemainlyintroducedthePLCinweighingtypeautomaticallyquantitativepackagingmachinesystem,theapplicationofSIMATICcontrolsystemadoptss7-200PLCandtextdisplayconstitute,throughPLCinweighingprocessandpackagingprocesscontrol.Discussesthepackagingmachinesystemcompositionandworkingprincipleofthecontrolsystem,andthehardwareandsoftwaredesignwereanalyzedindetail.Keywords:electronicweighing、packaging、PLC、sensitivityandaccuracy-2-目录第1章绪论…………………………………………………………………………11.1定量包装秤的市场分析和趋势…………………………………………11.2国内外有关的研究和发展趋势……………………………………11.3定量包装秤的发展前景………………………………………………2第2章定量包装秤的工作原理及系统结构……………………………32.1方案选择…………………………………………………………………32.2工作原理…………………………………………………………………32.3系统的结构与控制要求…………………………………………………5第3章定量包装秤的硬件设计………………………………………103.1硬件系统总体设计………………………………………………………103.2PLC选型及I/0口分配11…………………………………………………123.3扩展单元…………………………………………………………………133.4扩展单元的主要技术特性………………………………………………15第4章定量包装秤的软件设计与调试……………………………………204.1称重信号处理…………………………………………………………214.2PLC程序设计…………………………………………………214.3POP文本画面设计……………………………………………254.4软件提高精度的方案………………………………………………25第5章总结……………………………………………………………………27致谢……………………………………………………………………28参考文献…………………………………………………………………………29-1-第1章绪论1.1定量包装秤的市场分析和趋势中国加入WTO后，市场经济得到飞速发展，粮油、食品、化工药品等行业都得到飞速的发展。为了能提高声场效能，降低生产成本，计量、定量包装、重量检测的龚古尔自动化需求越来越迫切。目前，各种称重设备倒在向自动化、通用型、高精度型、个性化方向发展，以满足客户需求。电子称重技术是集机械、电子、材料、信息、管理为一体的综合技术，是一项系统工程。长期以来，各工业发达国家都把电子城中技术的研究及应用提高到电子称重设备制造工程的高度来认识。他们不约而同地将研究开发的重点从单纯的称重转移到生产过程的称重系统和自动控制领域，使称重计量的内涵不断扩展，由狭义到广义，由单项到系统，新型的现代称重计量概念已脱颖而出，一跃成为当今世界瞩目的技术与行业。定量包装控制器是电子衡器的重要基础部件，它直接影响电子衡器及电子称重系统的功能和性能，反应了称重计量的技术水平。可以说称重显示控制器是基于称重计量自动化和电子称重控制器快速发展的促进和牵引，随着电子技术和计算机技术的进步而发展起来的。随着科学技术的发展，许多高新技术如微电子技术的普及，新机理、新结构的接触式和非接触式高精度位移、速度、加速度传感器的问世，为在称重理论的研究中，用工程力学来代替工程静力学解决动态自量测量问题创造了条件。称重显示控制器是研究承购转化为商品的重要桥梁，是企业强化竞争力，提高经济效益的主要手段。特别是目前市场日趋国际化的情况下，采用高薪急速正起着越来越重要的作用。1.2国内外有关的研究和发展趋势国外研究概况：电子称重技术是集机械、电子、材料、信息、管理为一体的综合技术，是一项系统工程。长期以来，各工业发达国家都把电子称重技术的研究及应用提高到电子称重设备制造工程的高度来认识。他们不约而同地将研究开发的重点从单纯的称重转移到生产过程的称重系统和自动控制领域，使称重计量的内涵不断扩展，由狭义到广义，由单项到系统，新型的现代称重计量概念已脱颖而出，一跃成为当今世界瞩目的技术与行业。-2-美国、法国、日本和意大利是世界上包装机械四大出口国，同时也是电子称重设备的主要出口国，他们各自的年出口额与我国衡量工业的年产值差不多。其原因主要是这些国家在这些电子称重系统和电子称重控制器产品的研究、设计、生产和检测中，不断纳入现代新技术，特别是现代制造技术和工艺技术。国内研究动态：50年代中期电子技术的渗入推动了衡量制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子称重控制器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子称重控制器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子称重控制器的技术设备和检测实验手段基本运达到国际90年代中期的水平。电子称重控制器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从但参数测量向多参数测量发展，特备是对快速称重和动态称重的研究与发展。但就总体而言，我国电子称重控制器产品的数量和质量与发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺设备与测试普遍老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性结合可靠性比较差等。我国的动态称重仪表与国外同类产品有一定的差距，尤其在动态稳定性和可靠性上差距还很大，需要我国企业努力改变这一现状。1.3定量包装秤的发展前景定量称重包装控制器是电子衡器的重要基础部件，它直接影响电子衡器及电子称重系统的功能和性能，反应了称重计量的技术水平。可以说称重定量包装控制器是居于称重计量自动化和电子称重控制器快速发展的促进和牵引，随着电子技术和计算机的进步而发展起来的。随着科学技术的发展，许多高新科技如微电子技术、计算机技术。传感器技术和信息技术等渗入到称重计量领域，特别是在未处理技术的普及，新机理新结构的接触适合非接触式高进度位移、速度、加速度传感器的问世，为在称重理论的研究中，用工程力学来代替工程静力学解决动态质量测量问题创造了条件。称重定量包装控制器好似科研成果转化为商品的重要桥梁，是企业强化竞争力，提高经济效益的重要手段。特别是当前市场日趋国际化的情况下面采用高新科技正起着越来越重要的作用。在国家粮食局组织的国家直属粮食储备库设备的招标中，许多单位都订购了定量包装秤，它的性能好坏和使用的熟练程度直接影响到国家粮食储备库的经济效益。在这种背景下，熟练掌握必要的调试知识对于粮食储备库来说是十分迫切和必要的。-3-第2章定量包装秤的工作原理及系统结构2.1定量包装秤简介定量包装秤由称重单元、小车、缝包输送装置、气动系统、除尘系统，定量包装控制仪表等组成。其中影响打包速度和准确度的关键部件是称重单元，它包括储料仓、闸门、截料装置、秤体、夹袋装置、支架、电气控制装置等。储料仓为缓冲式料仓，用于物料储备并提供一个接近均匀的物料流；闸门位于储料仓底部，当设备检修或出现故障时，用于将物料封阻在储料仓内；截料装置由截料斗、截料门、气动元件、补气门等组成，在称重过程中提供快、慢两级给料，其快、慢给料的物料流均可单独进行调整，从而保证定量包装秤满足计量的准确度要求和速度要求；补气门的作用为平衡称重时系统内的空气压差；秤体主要由称量斗、承重支架和称重传感器组成，完成重量到电信号的转变并传输给控制单元；夹袋装置主要由夹袋机构、气动元件等组成，作用为夹紧包装袋，让称重完毕的物料全部落入包装袋；电气控制装置由称重显示控制器、电气元器件、控制柜组成，作用为控制系统工作，使整个系统按预先设定的程序，有序工作。自动定量包装秤应用于工农业自动化生产自动定量包装，整个称量过程由电脑控制，自动完成。具有称量速度快；称量精度高，省力，省人，操作简单，维护方便的特点。针对某些企业原有称重设备技术水平落后、控制精度和生产效率低的实际情况，对出料装置、称重传感器配置及电气、称重控制过程实施了