基于现场总线及PLC控制的烟片自动加料系统的设计与实现

论文摘要

本文针对宝鸡卷烟厂制丝车间烟片生产线烟叶加料工艺的需要,利用PLC及现场总线技术对生产线烟叶加料系统进行了设计,通过生产线物料的流量均衡、自动称重、跟踪自动加料以及利用智能仪表进行检测回馈、对比修正等形成闭环自动控制,设计了电子皮带自动称重、加料自动跟踪、自动反馈计算修正等系统,实现了烟叶生产中加料均匀精确。论文主要对烟叶加料过程进行了研究,对系统进行整体设计、工艺流程设计、硬件的选用设计、软件设计和系统调试。整个系统采用基于现场总线PROFIBUS-DP的控制系统,广泛采用ET200S现场分布式I/O、HMI、变频器、智能检测仪表等,运用PROFIBUS现场总线的DP （Decentralized Periphery）协议构筑了一个分布式的PLC控制系统,并利用西门子最新网络技术PROFINET工业以太网,与上层网络进行数据交换和管理,完全实现了加料的自动化、精确化、可视化要求,以及数据的实时性传输和保存,满足了企业日益提高的质量要求和数据追踪、分析评估的需要。本系统特别针对传统加料系统中,料头、料尾精度低、加料不均匀以及出现偏差后难以快速处理、质量事故率较高的难点,提出了料头预填充、过程自动对比补偿修正偏差的有效办法,较好解决了以上的难题,大大降低了故障停机率和质量隐患,满足了加料精度要求,在实际运行中达到了预期的效果。本方案对其它行业的配料、加料、掺兑系统中亦有很好的借鉴和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景及研究的意义
• 1.1.1 课题的选题背景和依据
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外的研究动态及发展趋势
• 1.2.1 自动加料系统的发展情况
• 1.2.2 国内外自动加料系统的研究现状和趋势
• 1.3 课题的总体设计方案和主要工作
• 1.3.1 课题的总体设计思路
• 1.3.2 课题主要完成的工作
• 1.4 本章小结
• 第二章 控制型电子皮带秤系统的设计与实现
• 2.1 皮带秤概述
• 2.2 皮带秤的组成和分类
• 2.2.1 皮带秤系统组成
• 2.2.2 皮带秤分类
• 2.2.3 烟草用电子皮带秤的分类
• 2.3 电子皮带秤的技术性能指标
• 2.3.1 动态累计误差
• 2.3.2 控制精度
• 2.4 PC皮带秤的工作原理
• 2.4.1 计量工作原理
• 2.4.2 控制工作原理
• 2.5 秤架结构与算法设计
• 2.5.1 秤架组成
• 2.5.2 计量和测速算法
• 2.5.3 采用双托辊双传感器转轴式支点秤台
• 2.5.4 极高的A/D转换精度和测速精度
• 2.6 运行过程控制与监控
• 2.6.1 系统的运行过程控制
• 2.6.2 人机界面和操作
• 2.6.3 运行画面
• 2.6.4 参数设定画面
• 第三章 自动加料系统的设计和实现
• 3.1 自动加料系统的分析及总体设计
• 3.1.1 自动加料系统的分析
• 3.1.2 自动加料系统总体设计
• 3.2 系统组成
• 3.2.1 蒸汽管路组成
• 3.2.2 加料管路
• 3.3 料液加入量的自动控制
• 3.4 自动加料系统的硬件选型
• 3.4.1 加料系统的硬件结构
• 3.4.2 系统硬件选型
• 3.4.3 硬件组态
• 3.5 加料系统的具体实现
• 3.5.1 变频器的调速原理和程序设计
• 3.5.2 料头预填充
• 3.5.3 料液加热
• 3.5.4 偏差补偿修正
• 3.6 加料系统的硬件配置
• 3.7 加料系统的硬件组态与通讯
• 3.7.1 组态站的基本步骤
• 3.7.2 选择机架
• 3.7.3 组态下载
• 3.7.4 组态中央机架
• 3.7.5 组态分布式I/O（DP）
• 3.7.6 组态PROFINET IO设备
• 3.7.7 组态IRT通讯
• 3.8 PLC控制系统软件设计
• 3.9 本章小结
• 第四章 监控界面设计以及系统调试
• 4.1 监控界面设计
• 4.1.1 监控功能概述
• 4.1.2 系统监控程序设计
• 4.2 系统调试及运行状况
• 结论
• 参考文献
• 致谢