大米加工生产线集中控制系统的毕业设计(编辑修改稿)

大米加工生产线集中控制系统的毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

和闪电引起的电瞬变等过压保护问题。 分离型是将放置在称重传感器内部的 A/D 转换等数字处理电路移至一个外部接线盒内，将普通的模拟式称重传感器接入数字接线盒后，其输出便以数字信号传输给与其配套的称重显示控制仪表。 通常把模拟式称重传感器加数字接线盒模式称为模块化数字称重传感器系统。 模拟式称重传感器基本上是手工化生产，人为的因素对产品质量影响较大，数字式智能称重传感器基本上是自动化生产，排除了人为因素 对产品质量的影响。 数字式智能称重传感器具有输出信号大，抗干扰能力强，信号传输距离远，易实现智能化控制等特点，较广泛的应用于大型电子平台秤、电子汽车衡，结构复杂的电子料斗秤、电子容器秤和大死载、小活载的特殊电子秤。 NSTH16 系列智能（数字）称重传感器结构简单、坚 固、安装方便、抗振动冲击力强，采用先进的微处理技术和数字通讯技术 ,全密封结构，防水、防腐。 被广泛应用在自动化控制系统中，作为称量、测力等自动控制元件。 所以本设计采用此类型的称重传感器。 3 砻谷机的介绍 本次设计所选用的 HR10C 是佐竹（苏州）机 械有限公司的最新研制的砻谷机，它具有以下特点： 1. 脱壳率高且保持稳 定， 本机采用自动控制操作，脱壳率在 90%左右，能在生产过大米加工生产线集中控制系统的设计 13 程中保持稳定的脱壳 率； 2. 操作调节方 便， 本机通过气动控制辊间压力，有料位器与之连接，断料可立即松辊，来料自动延时紧 辊； 3. 运转平 稳， 机器主要回转件都经动平衡检验，所以运转平稳，振动 小； 表 砻谷机主要参数 型号 HR10C 加工能 力 长粒稻 35t/h 短粒稻 46t/h 所需功 率 , 52W+, 主轴转 速 HU 10FT 1150 转 /分 HA 10W(2) 1400 转 /分 橡胶辊尺 寸 直径： 10 英寸，宽： 10 英 寸 橡胶辊硬 度 87176。 177。 5176。 净 重 HU 10FT 410kg HA 10W(2) 890kg 4 碾米机的介绍 新型立式碾米机的设计思想是近百年来立式碾米经验的积累。 该机汇集了许多立式碾磨的最新技术，它广泛使用在美国、欧洲和亚洲国家的许多主要加工厂中。 用于加工不同等级白米的 VTA 系列是现代大米加工工业的理想设 备，其具有以下特点： 工产量高、破碎 低， 在碾磨过程中，由于采用了新研制的最佳碾磨室，因此 大米产量提高，破碎减少，水分损失 小； 便， 通过卸料门压力调整即可容易地获得所需的研白精 度； ， 砂辊能很容易从机器顶部抽出。 筛片设计从机器旁边取出，在不拆除机器框架情况下，筛片更换迅速、容易。 全部其 它部件易于操作、易于更 换； 长， 由于碾白室进行了特殊的热处理以及它受到均匀一致的较小压力，从而该磨损部件的使用寿命延 长； 少， 碾白室的下部有回转式排出器，有助于米糠顺利排大米加工生产线集中控制系统的设计 14 出机 外； 紧 凑， 特殊设计的碾白室几乎是传统设备碾白面积的两倍 ，而且该机占地小，产量 高； 表 砻谷机主要参数 型号 VTA7C 糙米处理 量 46(t/h) 电 机 37kw6p 主轴转 速 风 量 40m3/min 静 压 100 150mmAq 外形尺 寸 1,4478501,989(mm) 5 触摸屏的介绍 本次设计采用 MCGS 触摸屏， MCGS 即 监视与控制通用系统 ，英文全称为 Monitor and Control Generated System。 作为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件 MCGS，它的 功能十分完善，不仅操作简便、可视性好，而且具有可维护性强等突出特点。 MCGS 为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，从设备驱动（数据采集）到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等各环节，均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用，用户只需根据工程作业的需要和特点，进行方案设计和组态配置，即可生成用户应用软件系统。 在这次大米加工生产线集中控制系统的设计中，触摸屏的使用加深了自动化的程度，我们不仅可以通过 PLC 的在上位机的线上监控功能查询加工情况，更能直接通过MCGS 直观图像获取我们大米加工 所进行的流程，大米实时加工量，及历史加工量的记录，也能直观的找到报警记录，同时我们可以直接在触摸屏上对加工物料量进行调整设置等，极大地便利了加工生产线的操作。 大米加工生产线集中控制系统的设计 15 系统所需主要元器件及功能要求表如下所示。 表 系统所需主要元器件及功能要求 序号 器件名称 规格 数量 性能 1 PLC 控制器 三菱 FX2N 系列 1 控制大米加工工作流程 2 昆仑通态触摸屏 TPC7062KS 1 监控生产流程 3 光电开关 SA3M1K 2 用于检测称量漏斗和预量漏斗的原料到位情况 4 称重传感器 NSTH16 1 用来测稻谷的重量 输出 0～ 10V 量程： 0～ 500Kg 5 真空泵 1 通过真空管把原料颗粒吸入吸料缸内 6 振动电机 1 电机振动使碎米粒筛选出去 7 鼓风机 3． 7Kw 1 通过鼓风将谷糙分离 8 砻谷机 HR10C 1 给稻谷脱壳 9 碾米机 VTA7C 1 糙米 控制系统的硬件设计 对系统进行硬件设计，主要包括 I/O 点数的估算、模块选型、 I/O 地址分配和电路设计。 PLC 控制系统 I/O 点数的估算 由大米加工生产线集中控制系统的 PLC 自动控制结构示意图以及工艺流程图可得：大米加工生产线集中控制系统需要两个模拟量输入通道： 1 个称重传感器检测原料重量，1 个压力传感器用来检测砻缸内的压力。 系统还要求 6 台电机运行，所以需接接触器线大米加工生产线集中控制系统的设计 16 圈。 还应用到大量的电磁阀及少量的开关和按钮等器件。 所需各元器件功能及所占 PLC 输入输出点数见表 ，表 ， 表。 由表可知，本次设计的 泡沫 发泡机控制系统的输入模拟量是 2 个通道，输入开关量点数是 6，输出点数是 22。 表 模拟量输入所需各元器件功能及所占 PLC通道 项 目名称 模拟量输入通道 备 注 总通道 称量测量变送模块 1 一次砻谷所需原料颗粒的重量 1 个通道 表 开关量输入所需各元器件功能及所占 PLC点数 项目名称 开关量输入点数 备注 总点数 按钮 3 启动与停止 X 点： 7 光电开关 2 检测原料到位情况 电动阀开关门到位 2 出料开关门情况控制 表 开关量输出所需各元器件功能及所占 PLC点数 项目名称 开关量输出点数 备注 总点数 电磁阀 16 控制原料落入，空气输入等 Y 点： 22 报警 1 在压力过高时进行自动报警 接触器线圈 8 控制 6 台电机的运转 PLC 及主要模块的选型 FX2N 主机的型号规格种类较多，以适应不同需求的控制场合。 三菱公司 FX2N 系列产品有： FX16MR、 FX32MR、 FX48MR、 FX64MR、 FX80MR、 FX128MR。 FX48MR 系列产品指令丰富、速度快、具有较强的通信能力。 根据需求本设计用 FX48MR 模块，其 I/O 总数为 48 点。 FX2N48MR001 是日本三菱公司的可编程控制器 (PLC), 继电器输出及输入 24点 ,输出 24点 .FX2N是 FX系列中功 能大米加工生产线集中控制系统的设计 17 最强、速度最高的微型 PLC，内置用户存储器 8Kb，可扩展到 16K 步，最大可扩展到 256个 I/O 点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（ PID、高速计数、 A/D、 D/A、等）。 有功能很强的数学指令集。 通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接。 模拟量信号是 — 种连续变化的物理量，如电流、电压、温度、压力、位移、速度等。 工业控制中，要对这些模拟量进行采集并送给 PLC 的 CPU，必须先对这些模拟量进行模 /数 (A/D)转换。 模拟量输入模块就是用来将模拟信号转换成 PLC 所能接受的数字信号的。 生产过程的 模拟信号是多种多样的，类型和参数大小也不相同，所以，一般先用现场信号变送器把它们变换成统一的标准信号 (如 4— 20mA 的直流电流信号、 1～ 5V 的直流电压信号等 )，然后再送入模拟量输入模块将模拟且信号转换成数字量信号，以便 PLC 的 CPU进行处理。 模拟量输入模块一般由滤波、模数 (A／ D)转换，光耦合等部分组成。 光耦合器有效地防止了电磁干扰，对多通道的模拟量输入单元，通常设置多路转换开关进行通道的切换，且在输出端设置信号寄存器。 模拟量输入模块设有电压信号和电流信号输入端。 输入信号经滤波、放大、模 /数(A/D)转换 得到的数字量信号，再经光耦合器进入 PLC 内部电路 [14]。 本次设计就采用 FX2N4AD 的 4 通道模拟量特殊模块。 FX2N4AD 模拟特殊模块有四个输入通道。 输入通道接收并将其转换成数字量，这称为 A/D 转换。 FX2N4AD 最大分辨率是 12 位，基于电压或电流的输入 /输出的选择通过用户配线来完成，可选用的模拟值范围是 10V到 10VDC(分辨率 5mV),或者 4到 20mA,20到 20mA(分辨率 :20μ A) FX2N4AD和 FX2N 主单元之间通过缓冲存储器交换数据， FX2N4AD 共有 32 个缓冲存储器 (每个 16位 )， FX2N4AD 占用 FX2N 扩展总路线的 8 个点 .这 8 点可以分配成输入或输出 .FX2。