1、*职业技术学院毕 业 论 文题 目：基于 PLC的压砖机控制系统设计 作 者： 学 号： 院 、系： 机电工程学院 专业班级： 电气 指导教师： 2017年 5 月 20 日基于 PLC的压砖机控制系统设计摘 要在建筑物和其他结构的建筑中，砖是必不可少的原料，具有举足轻重的作用。高质量的砖不仅在硬度上较强，而且在整个制造过程中产生的污染物很少，对环境的影响较低。PLC 可靠性高，控制能力强，系统程序能够随着功能参数变化灵活变化，利用 PLC以上特点能够使砖制造行业地准确度和生产效率都大大提高，基于 PLC的全自动压砖机具有生产质量高、生产规模大、生产效率高、系统稳定等诸多优点，另外，PLC控制
2、系统的有着较强的抗干扰能力，工作性能稳定，波动很小。压砖机经过改变振动频率的大小来控制砖产生的密度，通过变频器对振动频率进行控制。本课题选用三菱系列 FXPLC作为核心控制器，采用西门子 MM440变频器，一套完整的全自动压机系统设计。关键词：压砖机 控制系统 PLC 变频器Design of press control system based on PLCIn buildings and other structures of the building, the brick is essential raw materials, with a pivotal role. High-qual
3、ity brick is not only strong in hardness, but also in the entire manufacturing process generated little pollutants, the impact on the environment is low. PLC reliability, control ability, the system program can change with the flexible changes in functional parameters, the use of PLC features can ma
4、ke the brick manufacturing industry to improve the accuracy and production efficiency are greatly improved, based on PLC automatic brick machine with production quality High efficiency, high production efficiency, system stability and many other advantages, in addition, PLC control system has a stro
5、ng anti-interference ability, stable performance, fluctuations are small. The boring machine controls the density of the brick by changing the vibration frequency to control the vibration frequency through the frequency converter. This topic chooses the Mitsubishi series FXPLC as the core controller
6、, uses the Siemens MM440 frequency changer, a complete automatic press system design.Key words: Press，control system，PLC，frequency converter；I目 录摘 要 .I第一章 绪论 .11.1 选题的目的和意义 .11.2 国内外制砖机的生产发展趋势 .11.3 本章小结 .2第二章 基于 PLC 控制的制砖机设计简介 .32.1 基于 PLC控制的制砖机的组成 .32.2 基于 PLC控制的制砖机的运行过程 .32.3 基于 PLC控制的制砖机中传感器的选型
7、.42.4 基于 PLC控制的制砖机中变频器 .52.4.1变频器的发展 .52.4.2MM440 变频器 .62.4.3变频器的选型和设置 .62.5 本章小结 .8第三章 基于 PLC 控制的制砖机可编程控制系统的实现 .93.1 三菱系列 PLC.93.1.1PLC的发展历程 .93.1.2FXPLC 系统的基本组成及其优点 .93.1.3FXPLC的接口模块 .113.1.4PLC的特点 .133.1.5可编程控制器的控制过程 .143.1.6PLC系统设计的基本步骤 .153.2 基于 PLC控制的制砖机控制系统分析 .173.2.1基于 PLC控制的制砖机的控制要求及其流程图 .1
8、7第四章 设计基自动控制制砖机控制系统 .204.1 设计制砖机自动控制的硬件电路和软件电路 .20II4.1.1基于 PLC控制的制砖机的硬件设计 .204.1.2基于 PLC控制的制砖机的软件设计 .214.2 本章小结 .23第五章 用软件实现对系统的实时监控 .245.1 车组态王 6.53的简介 .245.2 创建组态王工程 .255.3 组态软件与 PLC的通信设置 .275.4 变量和数据的定义 .275.5 基于 PLC控制的制砖机的组态编程 .285.6 基于 PLC控制的制砖机的监控画面 .295.7 本章小结 .30总 结 .31参考文献 .32致 谢 .33附录 A 基
9、于 PLC控制的制砖机控制系统编程程序 .340第一章 绪论在建筑物和其他结构的建筑中，砖是必不可少的原料，具有举足轻重的作用。随着现阶段城镇化趋势的显著增高，对城镇住房建设的需求也越来越大，高质量的砖不仅在硬度上较强，而且在整个制造过程中产生的污染物很少，对环境的影响较低。PLC可靠性高，控制能力强，系统程序能够随着功能参数变化灵活变化，利用 PLC以上特点能够使砖制造行业地准确度和生产效率都大大提高，基于 PLC 的全自动压砖机具有生产质量高、生产规模大、生产效率高、系统稳定等诸多优点，另外，PLC控制系统的有着较强的抗干扰能力，工作性能稳定，波动很小。压砖机经过改变振动频率的大小来控制砖
10、产生的密度，通过变频器对振动频率进行控制。本课题选用三菱系列 FXPLC作为核心控制器，采用西门子 MM440变频器，一套完整的全自动压机系统设计。1.1 选题的目的和意义随着社会的不断进步，生产力的提高，人们生活质量也在不断提升，由于城镇化的步伐加快，人们对城镇住房建设的需求也越来越大，对住房建设用砖的数量和质量都有更高的要求。在以前由于技术的低下，自动化水平不高，大多采用人工半自动化运作机器制砖，这种制造方法不仅效率低下，产品质量不高外，由于工作条件的艰苦致使很多人不愿意从事此工作，造成了工人流失严重的现象，所以提升压砖机的自动化水平和技术水平成为了该领域迫切的需要，也具有重大的意义。PL
11、C 可靠性高，控制能力强，系统程序能够随着功能参数变化灵活比变化。利用 PLC以上特点能够使砖制造行业地准确度和生产效率都大大提高，并且解放了很多人力，降低了生产成本，改善了行业现状。本篇文章所研究的方向是利用 PLC设计开发了一套实用性强的压砖机控制系统，该系统采用采用先进的 FXPLC作为核心控制器，在多种软硬件的相互协作下最终要完成该系统的硬件设计、软件设计、控制流程设计，完成 PLC功能表图、梯形图及指令表的设计，确定出该系统的工作方式，对系统做出仿真和调试等工作11.2 国内外制砖机的生产发展趋势压砖机作为当今建筑墙体制瓷生产领域的自动化产品，是行业生产中最重要的生产装置。型品加工工
12、厂，压机一旦不能工作，会导致全生产线的停产，由此可知压砖机在生产中的重要性，是不可或缺的生产设备。压砖机能够控制各个生产工部的工作顺序，还能对工部的温度、压力和时间进行设定和显示。老式压砖机一般利用继电器控制运作，这种方式不仅内部结构繁琐、占用空间大、设备可靠性不高、准确度不高，而且制砖的效率和产品质量也较为低下，故障维修难度大等缺点。由于 PLC 可靠性高，控制能力强，系统程序能够随着功能参数变化灵活比变化，利用 PLC 以上特点能够使砖制造行业地准确度和生产效率都大大提高，所以在现阶段的设备设计中，无论是国外制造的压砖机还是国内使用的设备都是利用PLC 作为控制系统。 PLC 的广泛使用致
13、使几乎所有的电器生产厂商都在生产 PLC，在多年的研发和生产中，PLC 的性能也在不断提高，产品综合水平也越来越完善。国内从上个世纪末开始在制砖行业采取装备化的生产模式，经过摸索研究和国内技术的进步，我国开始自主研发自动压砖机，自主研发加参照国外先进技术，我国在压砖机制造领域得到了巨大的进步。1989 年，山东陶机厂和华南理工大学合作开发的 600 型压砖机通过测试，短短几年之后，就开始了大规模机械化生产。力泰公司在600 型压机的基础上开展了系列化的制造，压机吨位也得到很大提高，直至现在，很多产品仍在市场上占据主要地位。国内压机虽然取得了很大的进步，已经实现了计算机化设计，然而压机的吨位不大
14、，个别大吨位设备的生产仍然不足。和国外压砖机制造相比仍然落后很多，在结构、技术、系统、控制等诸多方面差距很大。国内压砖机在线上能够安全可靠地生产运行，能够代替国外的相同等级的压砖机生产使用，现阶段国内压砖机已经具有设计、制造、生产任何结构任何吨位的能力和技术。当代我国在压砖机的使用量上居世界首位，压砖机使用的规格型号也是最多的国家，是生产压和使用砖机地大国，同时我国也预期五年之内达到压砖机的生产强国行列。压砖机的未来发展趋势是小的，大容量，智能化和高速度，因为 PLC 的各种性能上的优势，将成为设计界关注的焦点。21.3 本章小结通过以上的分析，大致了解了压砖机地发展现状和未来的发展趋势，了解
15、了PLC 在制砖领域的重要作用和地位，把握了国内压砖机的应用现状和发展趋势，并且明确了在全自动化条件下压砖机所具有的优势。3第二章 基于 PLC 控制的制砖机设计简介PLC 控制系统通过一个限位开关，压力传感器，PLC 控制器，变频器等部分组成，由 PLC 组件执行控制，通过组态软件监控。2.1 基于 PLC控制的制砖机的组成该控制系统包括：10 个光电开关作为每个动作的开关是自导检测限，2 转换器分别调节冲击频率与泵电机的速度，1 压力传感器检测压模压力调整模具压力的大小，西门子协调各装置控制操作。如图 2.1 所示。油泵压力传感器限位开关压头图 2.1 制砖机的组成2.2 基于 PLC控制
16、的制砖机的运行过程(1) 基于 PLC 的制砖机控制系统的简易原理图自动控制的制砖机系统是利用 PLC 把传感器采集的模拟量转换成数字信号，然后将数字信号与给定的值进行对比，通过程序中参数集中处理，输出对应的控制信号进行控制。制砖机中的 PLC 通过里面压力传感器来计算压膜值并且与给定值进行比较，若果压膜的压力比设定的值大，那么降低变频器的频率，这样就减轻了压槽的压力大4小，由砖式冲击模振动的不同密度产生砖，变频器控制震动模振动频率的速度，如果模具压力值小于设定压力，PLC 通过变频器提高油泵转速来达到增加压头压力的目的。制砖机系统的简易工作原理如图所示。P L C 控制系统震动频率设定值 压
17、模压力设定值震动装置震动频率 压头压力控制图 2.2 自动控制制砖机系统简易工作图2.3 基于 PLC控制的制砖机中传感器的选型传感技术在现代信息技术中的发挥着越来越重要的作用，它包括信息的收集、传输和处理技术。在整个制砖机的控制系统中传感器 2发挥着至关重要的作用。本设计中采用进口的高精度、高稳定性的 BYP300 型压力传感器。(1) BYP300 压力传感器工作原理BYP300 型压力传感器采用先进的扩散硅传感器，扩散硅传感器灵敏度非常高，有着高精度和载能力强的特点。由于传感器和集成度高，体积小，安装方便，结构简单的放大器电路，所以应用广泛。BYP300 压力传感器使用特殊的压力敏感元件技术的扩散，将惠斯登电桥的组成，对压力的变化非常敏感，通过形成片的精密加工技术。当压力作用于传感器，传感器感光片发生变形，改变和压力表电阻成正比关系，电阻的变化对应的电压和电流的变化。直流电送入桥会产生 4 20mA 直流信号。BYP300 压力传感器的参数如表 2.1 所示：表 2.1 BYP300 压力传感器的性能参数测量范围 0-100Mpa精度等级 0.1
