基于PLC控制的变频调速在物料搅拌系统中的应用

基于PLC控制的变频调速在物料搅拌系统中的应用

宫浩然[1]2003年在《基于PLC控制的变频调速在物料搅拌系统中的应用》文中认为随着电力电子技术以及控制技术的发展,使得交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用。由于PLC的功能强大、容易使用、高可靠性,常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具,在PC机上可开发出友好人机界面,通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。 在本系统中,为了实现能源的充分利用和生产的需要,需要对电机进行转速调节,考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性,采用高功能性v/f控制的通用变频器西门子MM6SE92,此变频器的S型加减速功能和转矩提升功能,能很好的解决转速之间的切换和启动问题。系统中由PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。基于S7 200 PLC的编程软件STEP 7/WIN3.2采用模块化的程序设计方法,大量采用代码重用,减少软件的开发和维护。利用组态软件Protool/Pro良好的人机界面和通信能力,使工作人员可以在中央控制室的PC机上可以方便的浏览现场的工业流程、实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止。 本文首先介绍了课题的意义,综述了组态软件、PLC技术、变频调速技术的发展概况。 第二章详细的介绍了变频器的结构及其控制算法、变频调速的基本原理和变频调速的优点。然后介绍了西门子公司MM(SSE92)变频器。 第叁章详细的介绍了组态软件的构成、特点、数据处理流程,然后详细的介绍了西门自公司的基于Windows的组态软件Protool/Pro。 第四章详细的介绍了PLC的基本构成和数据处理流程,然后详细的介绍了西门子公司S7 200 PLC及其编程特点。 第五章详细的介绍了系统的结构,硬件配置和软件实现,采用的抗干扰措施和运行情况。 第六章是对文章的总结和相关技术的展望。

张文雨[2]2009年在《浸润剂生产过程控制技术的研究》文中提出在浸润剂的生产过程中,需要将多种原料按一定的比例和处理方式混合而成,这种配料系统在其它工业中也有着广泛的应用,如建筑、食品加工、化工等行业。浸润剂配制过程主要包括物料的预处理、动态称重和投料控制。区别于其他配料系统的是配方中物料种类多,且具有高粘性,物料的预处理过程复杂,投料时有严格的顺序和时间控制。在浸润剂的配制过程中,多种物料的分配管理和高粘性原料的动态称重精度一直是工业生产中存在的难题。为此,本文从实际工程出发,构建了浸润剂自动化生产控制系统,对多种高粘性原料的综合管理和动态称重精度进行研究。论文的主要工作包括:浸润剂控制系统方案设计及可行性分析,系统硬件设计及安装,PLC软件开发与实现叁部分。系统的硬件主要包括PLC、触摸屏、变频器、桶泵、智能称重仪表等设备,通过对系统的参数配置和电气控制电路的设计,完成以Profibus和MPI总线为通讯方式的上位机监控管理浸润剂自动化控制系统。在对高粘性原料的特性测试研究过程中,使用变频桶泵来实现原料的供料速度控制,分析了原料的粘度、供料速度和桶泵转速叁者之间的关系,绘制出特性曲线,并总结出公式,为变频调速供料控制提供坚实的理论支持。软件设计以模糊自适应控制理论为基础,对粘性物料的落差量和下落冲击力进行了分析和采取补偿措施,通过测定最小流量的方法实现供料速度的精确控制,完成整个PLC程序的设计和系统调试。本浸润剂生产系统已完成现场的安装与调试,并且投入运行。通过对现场设备运行状态的监控和配方实时生产数据的记录分析,本系统具有运行的可靠性和高效性,能够完成多物料的综合调度管理和高粘性物料的高精度动态称重计量,满足浸润剂的工艺和质量要求,为配方领域的多物料综合管理和动态称重提供新的方案。

张鹏[3]2010年在《PLC和变频器在物料搅拌控制系统中的应用》文中认为详细介绍了物料搅拌系统中物料的控制方式以及控制方案。针对物料搅拌控制系统的要求,重点阐述了基于PLC和变频器控制系统的硬件和软件设计过程,并给出了相应的PLC控制程序。

陈元勇[4]2008年在《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》文中研究指明随着电力电子技术以及控制技术的发展,交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用:可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置,简单可靠、操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高,常常被用于现场数据的采集和设备的控制:组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具,可实时显示电机转速,可进行远程调速控制,在PC机上可开发出友好人机界面,通过PLC可以对自动化设备进行“智能”控制。本论文以混凝土搅拌为设计目标,构建基于可编程逻辑控制器(PLC),结合变频器、组态技术,对电动机进行变频调速的试验系统,主要内容包括:1)简要介绍变频器的内部结构,深入探讨变频调速的原理和优点,对叁菱变频器FR—A540做了简要说明。2)介绍组态软件的构成、功能特点,讨论I/O系统的数据处理和回放;对国产组态软件“组态王”做了简要说明。3)介绍PLC的组成和各部分作用,分析PLC的工作原理,对叁菱FX-2N系列做了简要说明。4)重点研究了变频调速试验系统的组成、给出了系统控制方案及信号处理方法,设计了控制界面、硬件电路和相关梯形图程序。通过该试验系统的设计实践、锻炼,可使学生进一步理解PLC和变频调速控制系统的原理,掌握PLC的应用;熟悉上位机PC与下位机PLC之间的通讯连接;能够熟练进行PLC与变频器及其他硬件的连接及软件设计;能够熟练进行PLC的编程,为将来从事相关设计工作打下基础。

李晓辉[5]2012年在《反应釜温度控制系统的研究》文中提出改革开放以来,人们的生活水平日益提高,对健康的关注也越来越高,人们的这种需求客观上促进了我国制药行业的飞速发展,在比较短的时期内,我国制药行业取得了突飞猛进的发展,药品的种类也变得日渐丰富,由于我国工业基础薄弱,制药行业在药品生产控制过程中许多采用比较落后的控制方式,这不仅导致在整个药品生产过程中能耗过高还会致使药品的质量受到较大影响,从而影响到人们的身体健康。我国制约企业要想可持续健康发展,必须进行产业结构的升级。针对目前我国制药行业中存在的高能耗、产品质量低等问题,本文经过分析研究设计了一套有西门子S7-200PLC、变频器、温度传感器、冷油循环泵、上位计算机等设备组成的变频调速酚酞合成工艺自控系统。本系统控制原理为:PLC接收来自反应釜物料温度传感器中的测量值送到上位机中与设定值进行对比,然后计算出偏差量e和ec,乘以量化因子经过取整处理转换成模糊变量,然后根据对应的模糊变量通过查找控制表得到控制量,最后由输出模块来输出4-20mA的电流去控制变频器频率,进而改变冷油循环泵的出油量,以达到系统要求温度的目的。通过变频调速对系统温度的精确控制能有效地降低生产过程中的能耗并使药品的质量稳定性明显提高。在制药行业温度控制领域,很多系统控制方法设计为常规PID调节方式,此调节方式虽然基本能达到温度控制要求,但存在以下缺点:第一,参数固定不变,不能自适应调整参数;第二,动态调节能力不好,动态性能、抗干扰性能不好。本文在分析酚酞合成工艺特点的基础上采用模糊PID控制方式,此方式将模糊控制与常规PID控制相结合,使系统具有了模糊控制动态性能好的优点,通过对PID参数在线实时调整,能显着改善常规PID的自适应能力进而适应系统环境的变化,所以模糊PID控制即具备常规PID调节精度高、易于调节的优点又具备模糊控制适应性、灵活性强的优点。本设计采用现场操作箱与上位机组态王监控系统可实现现场与操作室两地控制,并可以进行手动与自动、远控与本地的互相切换。上位机组态画面直观形象,能显示温度实测值、温度设定值等信息,本设计具有良好的自控、节能、安全可靠等优点。

佚名[6]2003年在《《矿山机械》杂志300期总索引(1973.1~2003.12)》文中研究说明价帐脚乞航玲滋电长吞雀傲聋场澎傀粼份诊准说明:①代号前两位数字指“年”,后两位指“期”;本刊1981年前为双月刊,1981年改为月刊; ②因历史政治原因,个别文章删除; ③个别文章名有文字变动; ④因工作浩繁,时间仓促,个别疏漏枉错在所难免,敬请惠正;

刘洪杰[7]2015年在《生物质育苗营养钵成型机理与装备研究》文中研究指明育苗是果蔬栽培的重要环节,长期以来,我国育苗培育多以泥炭为基质,人工进行育苗钵体的制作。由于适于育苗泥炭的形成需要成百上千年的时间,属不可再生资源,且多产于我国东北地区或需要进口,无论从保护环境角度还是使用经济角度考虑泥炭长期作为果蔬育苗基质都不是最佳选择。探索应用新型环保育苗基质,研究相应的育苗钵体生产的技术和机械化设备,为规模化和机械化育苗钵体的生产提供技术理论依据和相应的机械装备,促进现代果蔬育苗产业的发展。本研究从本地实际出发,探讨了本地秸秆资源作为新型育苗基质替代部分泥炭的可行性。研究以粉碎秸秆与泥炭按1:1的比例混合进行育苗试验,分析了混合育苗基质的理化性质,对不同秸秆含量和不同秸秆粒度对育苗钵体的成型好坏与育苗钵体强度进行了分析。实验表明秸秆含量在60%左右,秸秆粒度在3 mm时,育苗钵成型能力和抗破坏能力最强。同时,成型时添加的粘结剂的多少同样会影响育苗钵成型好坏和成型强度,粘结剂添加的多,容易成型,但会造成育苗钵板结,弹性和孔隙度下降,反之,粘结剂添加的少,育苗钵不易成型或成型强度较低。实验表明,每公斤育苗添加40g粘结剂,育苗钵成型情况好。在以上确定参数为替代育苗基质制作的育苗钵体进行育苗实验,育苗出芽快,长势好,能够满足多数果蔬育苗要求。试验表明,利用当地的农作物秸秆资源作为替代育苗钵体基质是可行的。结合现行育苗钵体生产效率低、质量不容易控制的特点,研发了育苗钵体生产机械装备,对育苗钵生产机械的主要模块---上料系统、混料系统、粘结剂添加系统进行了分析设计,利用INVENTOR叁维软件进行了造型设计并对机械关键装备混料搅龙进行了有限元分析和工作模拟仿真,分析了生产过程中影响育苗钵成型的机械参数,对育苗钵成型机进行了优化设计和控制系统设计。研制了基本能够满足生产实际需求的植物根系育苗钵体生产机械,每小时可生产育苗钵体5000~8000个,极大地提高了生产效率,减轻了工人劳动强度,为大规模、规范化生产植物根系育苗钵奠定了基础,促进了果蔬育苗产业的发展。

宋孝炳[8]2013年在《粉粒体计量系统的自动称量装置研究》文中提出自动称量系统是一种集在线动态称量和对工业过程实时监控管理的自动化系统,广泛应用于冶金、水泥、橡胶、食品、塑料等各种产品的生产和制造。设计开发一种技术先进的计量控制系统对于提高产品质量和企业竞争力具有十分重要的意义。本文针对原粉粒体计量系统所存在的计量精确度不高的情况,对其进行设计改进及研究。先在分析问题的基础上,得到其影响因素:如装置设计缺陷导致的冲击力过大、物料下料过程中的空中落料、数据采集的误差等等,这些都是促使该系统亟待改进的原因,并且原装置的控制系统采用的是额定转速下的下料系统,实时性不高。文中详细地分析了当前粉粒体计量系统的发展现状、装置的硬件选择、误差校正方法、软件编程等,在控制系统上研究了一种以PLC和系统监控软件WINCC相结合的自动计量控制系统,完成了一种具有性价比较高、可推广应用的自动计量控制系统。PLC因为其功能强大、容易使用、可靠性高等特点,常常被用作现场数据的采集和设备的控制。组态软件作为用户可自行定制功能的软件平台,在PC机上可开发出友好界面、对自动化设备进行智能控制,人性化程度较高。

张赐成[9]2006年在《高效偏心球磨机的研磨动力学及其速度控制的研究》文中研究指明本文基于新型偏心式行星球磨机的结构参数,探讨了磨球脱离筒壁的条件以及球磨机结构参数、偏心距e对球磨机研磨效率的影响,建立了研磨动力学模型,利用MATLAB对动力学模型进行了仿真分析,设计出变频调速控制系统实现了电动机按照正余弦规律变速。 文中在研究新型偏心式行星球磨机研磨运动学原理基础上,探讨了磨球的动力学与运动学之间的关系,导出了磨球与筒壁的脱离点不受球磨机转速影响,而仅与球磨机结构参数有关的研磨体脱壁临界表达式;揭示了球磨机的研磨效率与公转盘转速的立方成正比,而要使球磨机的研磨效率达到最大,电动机应不断的切换转速;并且建立了偏心距e对研磨效率影响的表征模型。基于模型利用MATLAB对球磨机的研磨效率进行了仿真分析;通过对球磨机结构参数的研究发现偏心距e影响磨球与筒壁脱离的位置、频率和脱离点半径r_(m1),从而影响研磨效率,但是有一个最佳值使研磨效率最高。 为了实现文中所导出的研磨动力学模型,使电动机按照正余弦规律变速,在考虑电机的启动、运行、调速和制动的特性的前提下,探讨了高功能性v/f控制的变频器(Emerson TD3000)实现给定球磨机运动方程的方法,在研究转速之间的切换和启动问题的基础上,设计出实现运动控制规律的变频调速控制系统,系统中由PLC完成数据的采集、传输和对电机等设备的控制任务,使电动机按照正余弦速度规律运转。论文通过理论计算验证了该系统实现的可行性。

罗智兴[10]2012年在《基于现场总线技术的定量给料设备控制系统设计》文中研究说明物料定量给料系统降低了物料输送过程中粉尘的危害、减少了系统运行过程中的能耗,便于检测系统故障,易于维修,可应用于中小型生产中松散物料的定量供给。如自来水净化的物料配备、食品加工、水泥生产等行业。本文设计的定量给料设备控制系统由一台工控计算机作为上位机,多台PLC作为下位机,每台PLC控制一套物料的定量给料设备。该系统硬件基础为螺旋给料机、电子皮带秤、PLC等,其中的关键技术有PID控制技术、WINCC组态技术、Profibus-DP现场总线技术等。文中首先提出物料投加系统的控制要求和主要功能,由此设计出系统总体框图,根据各输送物料的特性设计出相应的给料设备机械结构。通过物料给料方式比较选择了螺旋给料机,依据电子皮带秤称重原理、螺旋给料工作原理对物料如何实现流量检测和预给料进行分析。系统还设计了相应的流量PID控制环节。通过现场调试,在线自整定PID各个参数,使物料的流量达到最优控制,保证了物料的定量投加。最后,根据控制功能设计出物料投加设备PLC控制程序、上位机监控界面,并实现了上位机与下位机的Profibus-DP通信。上位机采用WINCC组态软件,提供了良好的人机界面,可以对下位PLC的输入输出设备实行监控管理,使用户操作更加安全方便。用户可在界面上方便的查询累计流量、报警信息、系统运行时间等,并对多台设备进行集中管理。

参考文献:

[1]. 基于PLC控制的变频调速在物料搅拌系统中的应用[D]. 宫浩然. 武汉理工大学. 2003

[2]. 浸润剂生产过程控制技术的研究[D]. 张文雨. 天津科技大学. 2009

[3]. PLC和变频器在物料搅拌控制系统中的应用[J]. 张鹏. 化工装备技术. 2010

[4]. PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现[D]. 陈元勇. 山东大学. 2008

[5]. 反应釜温度控制系统的研究[D]. 李晓辉. 太原理工大学. 2012

[6]. 《矿山机械》杂志300期总索引(1973.1~2003.12)[J]. 佚名. 矿山机械. 2003

[7]. 生物质育苗营养钵成型机理与装备研究[D]. 刘洪杰. 河北农业大学. 2015

[8]. 粉粒体计量系统的自动称量装置研究[D]. 宋孝炳. 合肥工业大学. 2013

[9]. 高效偏心球磨机的研磨动力学及其速度控制的研究[D]. 张赐成. 武汉理工大学. 2006

[10]. 基于现场总线技术的定量给料设备控制系统设计[D]. 罗智兴. 湖南大学. 2012

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