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内蒙古科技大学
本科生毕业设计说明书（毕业论文）
题 目：变频调速皮带称重自动配料系统
学生姓名：
学 号：0705106401
专 业：自动化
班 级: 自07-4
变频调速皮带称重自动配料系统
摘要
配料是生产工艺过程中的一个重要的工序，落后的配料系统不仅生产效率低，而且，配料不准确，手工操作又将认为的因素引入到配料环节。因此，实现高精度自动配料对工业企业生产有极为重要的意义。
烧结生产是钢铁生产中的重要环节，它包括原料受料，燃料破碎，配料，混料，烧结和筛分系统等几方面，其中配料系统又是整个烧结生产过程的关键。本设计以复杂的烧结机配料系统为工业背景，针对配料的自动控制问题，提出了一种基于PLC的皮带称重自动配料系统的控制方案。
首先对烧结机配料系统的工艺流程做了详细的介绍，接着对称重配料单元选择了适合工艺要求的配料、运送、检测和调节方案，给出了配料系统的总体结构，并对系统中的控制器S7-200PLC以及调速机构富士变频器进行了具体介绍。在此基础上对控制系统进行了硬件及软件的设计实现了PLC对模拟信号的采集、流量的计算、PID调节和对变频器、电机等设备的控制任务，同时采用PROFIBUS-DP协议实现了整个系统与上位机的通信。考虑到对系统的调试和检修问题，在控制系统又增加了手自动切换功能。最后利用实验室设备进行了模拟实验，验证了设计的正确性。
关键词：S7-200PLC; 变频调速; PID控制; PROFIBUS-DP
Variable frequency drive belt weighing automatic control system
ABSTRACT
The ingredients are production process is an important process, backward batching system not only the production efficiency is low and, ingredients inaccurate, manual operation and the factors into the ingredients that link. Therefore, to realize high precision automatic batching industrial enterprise production has a very important significance.
Sintered production is one of the important elements of the iron and steel production, including raw materials, brokening the fuels , ingredienting, mixing, sintering and screening system areas where mixing system is the key faction in entire production process. This design used the sophisticated sintering machine and mixing system as the industrial background, according to the automatic control of ingredienting, the design offer a PLC belt weighing automatic control system.
First of all on, the sintering machine batching system process done a detailed introduction, then symmetric blending unit selects the ingredients, delivery, inspection, and adjustment programme, gives the burden on the overall structure of the system, and system controller S7-200PLC and conversion sector Frenic concrete frequency converter. On the basis of the control system’s hardware and software design enables PLC on analog signal acquisition, flow calculations, PID and on devices such as frequency, motor control tasks, a PROFIBUS-DP agreement to implement the entire system and PC communication. Considering the system’s debugging and maintenance issues, the control system provides automatic switching. Finally using laboratory equipment for experiments, the design proved to be corrected..
Keywords: S7-200PLC; frequency converter; PID control; PROFIBUS-DP
摘要 2
ABSTRACT 3
第一章 绪论 6
1.1设计背景 7
1.1.1 设计概况 7
1.1.2课题来源 7
1.1.3 课题研究的意义及解决的问题 8
1.2相关技术概况 8
1.2.1 PLC技术 8
1.2.2 PID控制方法技术 9
1.2.3变频调速技术 9
1.3 本课题主要研究内容 9
第二章 变频调速皮带称重自动配料系统 10
2.1 烧结机配料系统的工艺流程 10
2.2 原料控制系统 11
2.2.1 控制系统 11
2.2.2 铁料系统 11
2.2.3燃料系统 12
2.3 自动配料、烧结系统 12
2.3.1系统地工艺要求 12
2.3.2烧结系统 13
2.4系统软件设计 13
2.5 本章小结 14
第三章 皮带称重自动配料系统地选型 15
3.1 皮带称重系统构成和配料方式的选择 15
3.1.1 系统构成 15
3.1.2 配料方式的选择 15
3.2 配料皮带秤结构的选择 16
3.3 配料皮带秤输送皮带选择 17
3.4调速电机的调速方式的选择 17
3.5 称重传感器的选择 18
3.6 测速元件的选择 21
3.7 设计中对控制准确度的影响量 21
3.8 恒流控制方案选择 22
3.9本章小结 24
第四章 皮带称重自动配料系统的设计 25
4.1 皮带称重系统的工作原理 25
4.2 设计的总体任务及实现的功能 27
4.2.1 设计任务 27
4.2.2 控制要求 27
4.3 输入输出量统计 28
4.4 PLC及其扩展模块的选型 29
4.4.1 PLC的选择 29
4.4.2 PLC的组成及介绍 29
4.4.3 模拟量扩展模块的选择 30
4.5 控制系统输入输出地址分配 34
4.6 电动机的选择 35
4.7 变频器的选择 35
4.7.1 变频调速的原理 35
4.7.2 变频调速的优点 37
4.7.3 变频器的选型 38
4.7.4 变频器功能参数设置 40
4.8 本章小结 42
第五章 程序设计 43
5.1 PLC的工作原理 43
5.2 模拟量数据的处理 44
5.3 模拟量PID调节功能 46
5.3.1 PID运算 46
5.3.2 用指令向导编写PID控制程序 48
5.4 程序流程图 53
5.5 编程实现 53
5.6 组态王 54
5.7 PLC与上位机的通信 58
5.8 本章小结 59
第六章 实验室模拟实现 60
6.1 实验平台 60
6.2 本次模拟实验涉及的组件 60
6.3 模拟实验的原理 61
5.4 模拟实验接线图 61
6.5 实验步骤 61
6.6 实验参考程序 62
6.7 实验结果及分析 63
6.8 本章小结 67
第七章 结束语 68
参考文献 69
附录A 70
附录B 71
致谢 75
