基于西门子及组态王的配料生产线控制系统设计样本.doc

毕 业 设 计（论 文）

题 目：基于西门子PLC200及组态王配料生产线控制系统设计
（英文）：Design of Ingredients Production Line Control
System Based on Siemens PLC200 and Kingview
院 别： 自动化学院
专 业： 电气工程及其自动化
姓 名： xxx
学 号： xxx
指导老师： xxx
日 期： 5月
基于西门子PLC200及组态王配料生产线控制系统设计
摘要
伴随社会进步、科技日新月异，从18世纪60年代以蒸汽机为关键动力工业革命开始直到现在，工业生产线经历过了300多年发展历史，已经发展到了今天全自动化大批量生产。能够说现代工业已经离不开自动化生产线了，自动化生产线不仅能够大幅度地提升生产效率，而且还能够提升精度、提升合格率、减轻人工作量等好处。在工业如此发达今天，生产线控制系统逐步地由PLC控制替换原来单片机或机械电气控制，其很多功效是传统控制技术无法实现。
本设计针对中国部分小型企业配料生产线控制系统现实状况，将西门子S7-200系列PLC应用于小型配料生产线，再由组态王作为人机交互界面作为远程控制和监控作用。本设计经过合理选择和编程，不仅能够提升配料生产线生产效率、降低成本、提升安全可靠性，还能够依据不一样配料合理调整PLC程序参数，而且能够直接经过组态王监控、控制和调整参数，实现远程控制，提升人性化。

关键词：生产线；PLC；组态王
Design of Ingredients Production Line Control System Based on the Siemens PLC200 and Kingview
ABSTRACT
With the progress of society and the great changes of science and technology, from the 1760s when the steam engine is acted as the main power of the beginning of the industrial revolution to now, industrial production lines have experienced 300-year developmental history, and has developed into fully automated mass production currently. It can be said that modern industry has been inseparable from the automated production line. Automatic production line not only can greatly improve the production efficiency, but also can improve the precision, boost qualified rate, reduce the workload. Nowadays industry is developed, and production line control system is r gradually replaced the original single chip computer or electrical machinery control with the PLC control. Many of its functions can not be achieved just through traditional control technology .
This paper aims to small business ingredient production line control system in our country, and applys the PLC of Siemens S7-200 series to small batch production line, and treats kingview as a human-computer interaction interface for remote control and monitoring function. This paper through the reasonable selection and programming, can not only improve the batching production efficiency, reduce the cost, improve the safety and reliability, and make reasonable adjustment of PLC program parameters according to the different ingredients , but also can directly via the kingview's monitor, control and adjustment of parameters, to realize the remote control and improve humanization.

Key words: Production Line; PLC; Kingview
目 录
1绪论 1
1.1配料生产线发展概括 1
1.2单片机控制系统特点和存在问题 2
1.3 PLC控制配料生产线特点 2
1.4组态王特点 3
1.5课题研究意义和目标 4
2可编程逻辑控制器（PLC）概要 5
2.1 PLC介绍 5
2.2 可编程控制器(PLC)特点 5
2.2.1硬件可靠性 5
2.2.2 编程简单，使用方便 6
2.2.3 接线简单，通用性好 6
2.2.4可连接为控制网络系统 6
2.2.5 易于安装，便于维护 7
2.3 PLC硬件结构 7
2.3.1 中央处理单元（CPU） 7
2.3.2存放器（RAM、ROM） 8
2.3.3输入输出单元（I/O单元） 8
2.3.4电源 8
2.3.5编程器 9
2.4 PLC工作原理 9
3配料生产线系统分析 10
3.1配料生产线系统概述和分类 10
3.2配料生产线系统组成 11
3.3配料生产线控制要求 12
3.4配料生产线控制系统步骤图 13
3.5配料生产线控制系统性能及特点 14
3.6配料自动控制过程 14
4配料生产线控制系统硬件设计 16
4.1配料生产线工艺 16
4.2 可编程控制器PLC选型 17
4.2.1输入输出（I/O）点数确实定 17
4.2.2内存估量 18
4.2.3 PLC类型 18
4.2.4输入输出模块选择 18
4.2.5电源选择 18
4.2.6经济性考虑 19
4.2.7机型选择 19
4.3变频器选择 20
4.3.1变频器概述 20
4.3.2传送带和搅拌机电机调速系统 20
4.3.3变频器型号选择 21
4.4电机选择 21
4.4.1电机选择基础内容 21
4.4.2连续工作制电机容量选择 23
4.4.3电机型号选择 24
4.4.4系统硬件框图 25
5配料生产线控制系统软件设置 27
5.1编程软件STEP7概述 27
5.2程序设计常见方法 28
5.2.1经验设计法 28
5.2.2逻辑设计法 28
5.2.3次序控制法 28
5.3 PLC地址分配 29
5.3.1 输入/输出分配以下 29
5.3.2 PLC外部接线图 30
5.3.3 PLC符号表 31
5.4 各程序段模块分析 31
5.4.1初始化参数 31
5.4.2三种开启方法 32
5.4.3 传送带1号运料 34
5.4.4 搅拌配料和运走配料 35
5.4.5 程序循环设定 38
5.4.6 指示灯和报警部分 40
6系统监控画面编程 43
6.1组态王介绍 43
6.2组态王和PLC通讯 45
6.3组态变量 46
6.4主画面 47
6.5实时趋势画面 49
6.6参数调整画面 49
6.7编程语言 51
7结论和展望 53
7.1结论 53
7.2心得 53
7.3 展望 54

1绪论
1.1配料生产线发展概括
伴随计算机技术和微电子技术发展，微机配料控制系统发展经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中 控制等多个阶段。
在第一个阶段，微机配料设备庞大，各设备之间互不联络，或联络甚少，由现场操作人员只能监视和操作一个至两个计量称，而且手工统计配料相关数据，在很大程度上产品质量取决于操作员熟练程度。
在第二阶段，伴随电子管、晶体管技术飞速发展，逐步出现了多种小型化微机配料电动组合仪表。但电动组合仪表也存在着两大问题:一是电噪声问题比较严重，为克服噪声，不得不采取极为复杂电子线路;另一个问题是因为微机配料系统所控对象、所处环境常常全部很恶劣，电子元器件老化严重，抗干扰能力和可靠性不高。单片机配料系统是在大规模集成芯片技术成熟基础上应运而生。单片机配料系统较之前两种配料系统设计电路复杂程度降低，可靠性大大提升。而且满足了用户实用性要求。所以迄今为止，单片机配料系统仍然在一定程度上占据了中小型企业配料生产主控地位。同时伴随中国经济发展，工业生产规模扩大，计算机技术迅猛发展，基于STD总线或PC总线工业控制计算机（比如：PLC）应用提上了日程，而且快速在中国形成热潮，关键是因为工业控制计算机可靠性高，小巧结构，组成系统功效灵活，组态方便，含有小型化、模块化、组合化、标准化特点。伴随工业控制计算机广泛应用，基于工控机配料系统也出现在工业场所。这种配料系统大多采取集中控制方法，计算机除含有工艺步骤控制、工况实时显示、提供数据存放、报表打印等功效外，还要完成对各对象直接控制和数据采集任务。
近些年来，伴随电工电子技术、计算机技术、自动控制技术快速发展，电气传动技术面临着一场历史革命，即采取交流调速替换直流调速和计算机数字控制技术替换模拟控制技术己成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺步骤以提升产品质量和改善环境、推进技术进步一个关键手段。变频调速以其优异调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛适用范围及其它很多优点而被中国外公认为最有发展前途调速方法但在总体上，中国在配料控制系统上存在技术落后、企业平均规模小、综合生产水平低等问题。所以，提升配料自动化程度和产品质量， 成为目前十分紧迫问题。
1.2单片机控制系统特点和存在问题
单片机即使有一个五脏俱全微计算机但因为本身无自开发能力，必需借助开发工具来开发应用软件，和对硬件系统进行诊疗。另外，单片机内ROM比较小，所以在设计中系统必需在外面配置EPROM电路和扩展电路，所以在该项目中利用该方案必需完成(1)硬件电路设计、组装、调试；（2）应用软件编制、调试；(3)应用软件链接调试、固化、脱机运行。系统触点繁多、接线线路复杂，且触点轻易烧坏磨损，造成接触不良，所以故障率较高。
依据单片机现在发展情况，该方案优点是：(1)成本较低，因为现在单片机价格相对全部比较低，而且外围电路元器件价格也不高，所以整体设计起来，成本比较低。(2)能够对外部存放容量依据需要进行扩展，设计能够相对比较灵活。(3)因为现存有很多已经设计很完善子程序，在系统软件设计中能够直接调用，降低较大工作量。
其缺点为：(1)系统硬件设计相对比较复杂，利用该方案，该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，所以该系统电路设计工作量相对较大，影响系统开发时间。(2)系统抗干扰能力相对较差，在系统设计中，即使注意了芯片、器件选择、去耦滤波、电路板布线，通道隔离和屏蔽。但因为工厂条件比较差，极难确保系统可靠性和稳定性。(3)系统需要自己设计电源，而且不能确保系统可靠运行。(4)维护维修相对比较麻烦，维修需要时间也相对较长。
1.3 PLC控制配料生产线特点
伴随社会不停发展，工业自动生产线越来越发达， PLC在工业配料生产线控制上应用关键表现在它逻辑开关控制功效。因为PLC含有逻辑运算，计数和定时和数据输入输出功效。在配料生产控制过程中，多种逻辑开关控制和PLC很好结合，很好实现了对生产线控制。
本文关键讨论研究利用西门子企业可编程控制器对配料生产线控制，形成配料生产线控制系统，并用组态王进行远程控制和监控。
可编程控制器充足利用微处理器优点来满足多种工业领域实时控制要求，同时照料到现场电气维护人员技能和习惯，摈弃了微机常见计算机编程语言表示方法，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础形象编程语言和模块化软件结构，使用户程序编制清楚直观、方便易学、调试和查错全部很轻易。用户买到所需要PLC后，只需按说明书或提醒，做少许安装接线和用户程序编制工作，就能够灵活而方便地将PLC应用于生产实践，而且用户程序编制、修改和调试全部不需要含有专门计算机编程语言知识。PLC现在已经成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性、逻辑功效强、体积小、可在线修改控制程序、含有远程通信联网功效、易和计算机接口、能对模拟量进行控制、含有高速记数和位控等高性能模块等优异性能，日益替换有大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成继电-接触控制系统，在机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等各行各业全部得到广泛应用。
总而言之，配料生产线控制是比较复杂，在计算机诞生前几十年里，继电器控制系统为生产线控制发展起到了巨大作用，然而其控制性能和本身功效已经无法满足和适生产线控制要求和发展，和PLC相比较，存在质差异。生产线使用继电接触器控制时代，极难设计出质量优良配料生产线控制系统，而现在，可编程控制器使用为配料生产线控制提供了更宽广空间。PLC是专门为工业过程控制而设计控制设备，使得它体积大大减小，功效不停完善，过程控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械和电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机功效综合在一起。所以它已成为生产线运行中关键技术。
1.4组态王特点
伴随现代工业发展，远程监控和操作越来越关键。组态王开发监控系统软件，是新型工业自动控制系统，它以标准工业计算机软、硬件平台组成集成系统替换传统封闭式系统。它含有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常能够把这么系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不仅实现对现场实时监测和控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发关键作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。经过对监控系统要求及实现功效分析，采取组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充足利用Windows图形编辑功效，方便地组成监控画面，并以动画方法显示控制设备状态，含有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利生成多种报表。它还含有丰富设备驱动程序和灵活组态方法、数据链接功效。
本设计就是用组态王和PLC通讯，实现对配料生产线监控和远程操作、参数调整等功效。
1.5课题研究意义和目标
伴随人类进步、社会发展、科技创新，自动化生产在现代工业生产中，已经逐步替换手工生产。现代生产流水线已经越来越自动化了，尤其是生产线上配料添加。
在现代工业生产中，常常需要将多个原料按一定百分比混合，以制造某种产品，这种将一个原料和其它多个原料按事先设定百分比进行混合配料，然后自动送到搅拌机进行生产配料生产线控制系统在工业生产过程中有着广泛应用，它能依据事先设定配料单，将多种不一样原料经过称料传感器把不一样配料进行称量。
伴随计算机、工控系统、控制系统等相关技术不错发展和完善，自动化系统得到了极大完善。然而配料系统在很多行业工业生产过程中占有极其关键地位，配料工序合理性、稳定性、正确性和快速性直接影响到了以后各生产步骤。现在PLC因为它可靠性高、效率高、稳定性好、编程轻易等优点，使得它在市场上得到了极大应用。PLC极大应用提升了产品质量和生产效率，在整个配料行业含有宽广应用前景。
本论文设计采取西门子PLC200控制配料生产线，利用PLC和传感器结合，实现配料生产线自动配料生产。该生产线关键由料仓、仓壁振动器、喂料器、传送带、中间仓、混合仓、搅拌机组成，各振动器、搅拌机和传送带由电机拖动，采取变频器实现电机调速，中间仓和混合仓卸料门则由电磁阀控制。当某台电机过载时电铃报警并严禁全部输出，故障排除后才能继续工作。另外用组态王实现这套系统监控和远程控制，设计出性价比最高一套配料生产线控制系统，投入社会。
2可编程逻辑控制器（PLC）概要
2.1 PLC介绍
PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布PLC标准草案中对PLC做了以下定义：
PLC英文全称Programmable Logic Controller ,汉字全称为可编程逻辑控制器，定义是一个数字运算操作电子系统，专为在工业环境应用而设计。它采取一类可编程存放器，用于其内部存放程序，实施逻辑运算,次序控制，定时，计数和算术操作等面向用户指令，并经过数字或模拟式输入/输出控制多种类型机械或生产过程。
PLC是一个专门为在工业环境下应用而设计数字运算操作电子装置。它采取能够编制程序存放器，用来在其内部存放实施逻辑运算、次序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并能经过数字式或模拟式输入和输出，控制多种类型机械或生产过程。PLC及其相关外围设备全部应该按易于和工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功效标准而设计。
2.2 可编程控制器(PLC)特点
2.2.1硬件可靠性
PLC是在工业环境恶劣条件下应用而设计，一个设计良好PLC能置于有很强电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大环境中。
在硬件设计方面，首先是选择优质器件，再就是采取合理系统结构，加固，简化安装，使它易于抗振动冲击，对印制电路板设计、加工及焊接全部采取了极为严格工艺方法，而且在电路、结构及工艺上采取了部分独特方法。比如，在输入/输出电路中全部采取了光电隔离方法，做到电浮空，既方便接地，用提升了抗干扰性能；各个I/O端口全部除采取了常规模拟器滤波以外，还加上了数字滤波；内部采取了电磁屏蔽方法，预防辐射干扰；采取了较优异电源电路，以预防由电源回路串入干扰信号；采取了较合理电旅程序，一旦某模块出现故障，进行在线插拔、调试时不会影响各机正常运行。
因为PLC本身含有很高可靠性，所以发生故障部位大多集中在输入/输出部件上，和如传感器件、限位开关、光电开关、电磁电机等外围装置上。
2.2.2 编程简单，使用方便
用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，难于掌握，要求使用者含有一定水平计算机硬件和软件知识。
PLC采取面向控制过程、面向问题“自然语言”编程，轻易掌握。比如，现在打多数PLC均采取梯形图语言编程方法，既继承了传统控制线路清楚直观感，又顾及了大多数电气技术人员读图习惯及应用微机水平很轻易被电气技术人员所接收，易于编程，程序改变时也轻易修改，很灵活方便。
这种面向控制过程、面向问题编程方法，和现在微机控制常见汇编语言相比，即使在PLC内部增加了解释程序，增加了程序实施时间，但对大多数机电控制设备来说，这是微不足道。
2.2.3 接线简单，通用性好
PLC接线只需将输入信号设备（按钮、开关等）和PLC输入端子连接，将接收输出信号实施控制任务实施元件（接触器、电磁阀等）和PLC输出端子连接。接线简单、工作最少，省去了传统继电器控制系统接线和拆线麻烦。PLC编程逻辑提供了能随要求而改变“接线网络”，这么生产线自动化过程就能随意改变。这种性能使PLC含有很高经济效益。
用于连接现场设备硬件接口实际上是PLC组成部分，模块化自诊疗接口电路能指出故障，并易于排除故障和替换故障部件，这么软硬件设计就使现场电气人员和技术人员易于是用。
2.2.4可连接为控制网络系统
PLC可连成功效很强网络系统。网络可分为两类：一类是低速网络，采取主从方法通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为500—2500m；另一类为高速网络，采取令牌传送方法通信，传输速率为1M—10Mbps，传输距离为500—1000m，网上结点可达1024个。这两类网络能够级连，网上可兼容不一样类型可编程控制器和计算机，从而组成控制范围很大局部网络。
2.2.5 易于安装，便于维护
PLC安装简单而且功效有效，其相对小体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间二分之一地方，在从继电器系统改换到PLC系统情况下，PLC小模块结构使之能安装在继电器周围并将连线向已经有接线端，其实改换很方便，只要将输入/输出设备连向接线端即可。
在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点。长距离站经过同轴电缆获双扭线连向CPU，这种配置大大降低了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不一样部分可在抵达安装场地前由PLC制造商预先连好线，这一方法大大降低了电气技术人员现场安装时间。
从一开始，PLC便以易维护作为设计目标。因为几乎全部器件全部是固态，维护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊疗指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF，还可写编程指令来汇报故障。
PLC这些及其它特征使之成为任何一个控制系统有益部分。一旦安装后，其作用立即显现，其收益也立即实现，向其它智能设备一样,PLC潜在优点还取决于应用时发明性。
2.3 PLC硬件结构
2.3.1 中央处理单元（CPU）
CPU是PLC关键，起神经中枢作用，每套PLC最少有一个CPU，它按PLC系统程序给予功效接收并存贮用户程序和数据，用扫描方法采集由现场输入装置送来状态或数据，并存入要求寄存器中，同时，诊疗电源和PLC内部电路工作状态和编程过程中语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令要求任务产生对应控制信号，去指挥相关控制电路。
CPU关键由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联络数据、控制及状态总线组成，CPU单元还包含外围芯片、总线接口及相关电路。内存关键用于存放程序及数据，是PLC不可缺乏组成单元。
　　CPU速度和内存容量是PLC关键参数，它们决定着PLC工作速度，IO数量及软件容量等，所以限制着控制规模
2.3.2存放器（RAM、ROM）
存放器关键用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件存放器称为系统程序存放器;存放应用软件存放器称为用户程序存放器；存放工作数据存放器称为数据存放器。常见存放器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一个可进行读写操作随机存放器存放用户程序，生成用户数据区，存放在RAM中用户程序可方便地修改。RAM存放器是一个高密度、低功耗、价格廉价半导体存放器，可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存放信息。EPROM、EEPROM全部是只读存放器。用这些类型存放器固化系统管理程序和应用程序。
2.3.3输入输出单元（I/O单元）
PLC和电气回路接口，是经过输入输出部分（I/O）完成。I/O模块集成了PLCI/O电路，其输入暂存器反应输入信号状态，输出点反应输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态信号，模拟量是指连续改变量。常见I/O分类以下：
开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方法分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理基础配置能力，即受最大底板或机架槽数限制。
2.3.4电源
PLC电源用于为PLC各模块集成电路提供工作电源。同时，有还为输入电路提供24V工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常见为24VAC）。
2.3.5编程器
编程器是PLC最关键外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC存放器，还能够用编程器检验程序，修改程序，监视PLC工作状态。除此以外，在个人计算机上添加合适硬件接口和软件包，即可用个人计算机对PLC编程。利用微机作为编程器，能够直接编制并显示梯形图。
2.4 PLC工作原理
PLC含有微机很多特点，但它工作方法却和微机有很大不一样。微机通常采取等候命令工作方法。PLC则采取循环扫描工作方法。在PLC中，用户程序按前后次序存放，CPU从第一条指令开始实施程序，直至碰到结束符后又返回第一条。如此周而不停循环。每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期大致可分为I/O刷新和实施指令两个阶段。
所谓I/O刷新即对PLC输入进行一次读取，将输入端各变量状态重新读入PLC中存入内部寄存器，同时将新运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、输出状态寄存器内容进行了一次更新，故称为“I（输入）/O(输出) 刷新”。
由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生改变，则此次扫描期间输出端也会对应发生改变，或说输出队输入产生了响应。反之，若在此次I/O刷新以后，输入变量才发生改变，则此次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期间输出才会产生响应。因为PLC采取循环扫描工作方法，所以它输出对输入响应速度要受扫描周期影响。扫描周期长短关键取决于这多个因数：一是CPU实施指令速度，二是每条指令占用时间，三是指令条数多少，即程序长短。
对于慢速控制系统，响应速度常常不是关键，故这种方法不仅没有坏处反而能够增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式、短时，而因为系统响应较慢，常常要多个扫描周期才响应一次，而数次扫描后，瞬间干扰所引发误动作将会大大降低，故增加了抗干扰能力。
但对控制时间要求较严格、响应速度要求较快系统，这一问题就需慎重考虑。应对响应时间作出正确计算，精心编排程序，合理安排指令次序，以尽可能降低周期造成响应延时等不良影响。
3配料生产线系统分析
3.1配料生产线系统概述和分类
自动化称重配料控制系统，又称自动配料生产线系统。通常是由自动配料电气控制系统和受控给料装置（设备）、监控系统所组成，和人工配料相比它不仅能够在生产中节省大量劳动成本、劳动强度、降低环境对人体危害，还能够提升终端产品稳定性、正确度、效率，为生产企业带来巨大效益。对于不一样物料配料，需要定制设计对应控制系统。自动配料生产线广泛应用于水泥、钢铁、玻璃、煤矿、制药、饲料、建材、PVC塑胶、橡胶、复合肥、制砖、食品、印染等众多行业。
现代自动配料系统中常见到静态模式及动态配料模式，动静态组合模式。对于不一样系统模式，配料系统选型要依据生产工艺要求进行选型。
1.静态配料模式。静态配料模式用于无连续配料要求现场，这些现场对配料时间不高，可按批次进行配料，批次许可存在一定时间间隔，如高炉槽下上料前后两批时间间隔为三到五分钟，每批料由多个物料组成，物料所占比率依据工艺要求在一段时间内相对固定，对单批料组成百分比要求并不严格，只要在较多批中物料组成百分比能达成工艺要求即可。
静态配料模式下，多种物料分部存放在不一样料仓，料仓给料通常采取电振给料、螺旋给料或门式给料等形式。计量通常采取计量仓，并配装有压式或拉式重力传感器进行力转换，信号经二次仪表放大处理后进入PLC或DCS等来完成计量。在部分对时间要求宽场所，能够采取一个计量小车进行统一计量，计量小车沿轨道运行，依次定位到各料仓下按百分比进行物料配加，多种物料配加量采取减差发计算。亦有采取单一固定计量仓方法，各料仓以环状分布在一个计量仓周围，各物料计量也采取减差法，物料自溜槽或皮带输送机依次按百分比配加到计量仓。
计量后物料经过集中后，通常形成层状或段状分布，经输送设备（如皮带或小车）输送到受料口，进行下一工序，即完成一批料配加。因为物料计量、输送、加入等步骤在 时间上能够重合，在控制步骤上能够采取并行方法，以节省上料时间，提升上料速度。
2.动态配料模式：动态配料适适用于连续配料要求现场，如烧结配料、焦化配料。这些现场对配料连续性要求较高，通常不许可出现中间配料停止情况，对多种物料配比要求比较严格。动态配料系统计量通常采取电子皮带秤或核子秤作为计量设备，主机全部带有PID调整及报警功效，能够实现一个仓自动控制，对于整个自动配料系统而言，配料秤通常作为计量仪表使用，有些自动控制功效比较强 配料秤能够利用其自控功效，配料秤经过现场总线和控制主机进行联络，组成一个分散式体系，配料秤在体系中作为一个子站或从站。
电子皮带秤计量原理及选型电子皮带秤利用计量皮带带来运输物料，当物流进过称量段时，由称量段进行连续采样，由传感器将力电转换为MV级信号，经放大器放大为电流信号后进行远传，电流信号能够和秤主机连接或直接和计算机系统连接，秤主机或计算机完成零点校验、标定、测试、控制等功效。
称量段是由一段皮带、一组称量拖量、支撑框架及力传感器组成，机构上有全悬浮式、杠杆平衡式等多个形式。全悬浮式称架结构通常采取4只传感器，半悬浮式通常采取1或2只传感器，杠杆平衡式通常采取1只传感器。传感器有拉式和压式两种，依据称架结构设计能够选择不一样传感器。多传感器设计时各传感器能够采取并行和串行两种连接方法。
对电子皮带秤而言，其秤架结构设计和传感器选择是整体计量精度关键影响原因。秤架要含有足够强度、性变小、重量轻。传感器要依据实际负荷选择，有时会出现传感器选择会过大，信号空间过窄，信噪比小，造成计量精度差、波动大等后果。全悬浮式和半悬浮式称架因为其称架重量加在传感器上，传感器量程比较大，相对灵敏度较差，此时要综合考虑称架及物流负荷情况选择传感器，既要满足最大物料负荷要求，还要尽可能提升相对灵敏度，满足计量精度要求。
3.2配料生产线系统组成
伴随工业发展，配料生产线发展到现在也是多个多样，多种配料生产线控制系统也是依据实际情况有所改动，不过万变不离其中，本设计从最基础配料生产线控制系统出发，走大众化路线，设计一套最普遍最基础配料生产线控制系统。
本配料生产线控制系统设计是采取西门子PLC200和组态王组态软件为工具，实现配料系统自动控制。该生产线关键由1号和2号料仓、仓壁振动器、喂料器、1号和2号传送带、中间仓、混合仓、搅拌机组成，各振动器、搅拌机和传送带由电机拖动，中间仓和混合仓卸料门则由电磁阀控制，当某台电机过载时电铃报警并严禁全部输出，故障排除后才能继续工作。
一套控制系统肯定少不了多种传感器，本系统关键采取称料传感器对配料量进行控制，一旦任意一个料仓下料达成设定值，该料仓称重传感器就会起作用，停止下料。当2个料仓下料全部达成设定值，这时2个料仓全部会停止下料，然后开启1号传送带，把料送到下一个步骤。
3.3配料生产线控制要求
控制系统要求有自动、单周期和手动三种工作方法：在自动工作方法下，按下开启按钮能连续不停循环工作，直到按下停止按钮停止工作；在单周期工作方法下，按下开启按钮后工作一个周期自动停止工作；手动工作方法下，可手动调整1号传送带、2号传送带和搅拌机。
每个工作周期工作过程以下：
1.按下开启按钮后，两个仓壁振动器和两个喂料振动器同时开启，料仓1和料仓2同时开始下料，将配料喂入称料仓；
2.当称料传感器SQ1和SQ2接通时，对应仓壁振动器和喂料振动器停止工作，停止喂料，同时开启1号送料传送带；
3.延时10秒后开启两个排料振动器进行排料，将称料仓中配料经过1号传送带送入中间仓；
4.延时300秒后开启搅拌机，1号送料传送带停止工作；
5.延时3秒后打开中间仓门，将中间仓中配料放入混合仓经过搅拌机混合均匀；
6.延时300秒后，开启混合仓卸料门，开启2号传送带将混合均匀配料送走；
7.延时300秒后，全部停止工作，一个周期结束后回到初始状态或继续进入下一个周期
3.4配料生产线控制系统步骤图

图3.1 系统步骤图
3.5配料生产线控制系统性能及特点
本设计采取了多重连锁功效，远程控制和监测功效，变频器调速功效和过载、短路保护功效。
1.多重连锁功效：本系统采取自动控制按钮、单周期运行按钮和手动按钮之间相互连锁，一旦按下任意一个按钮，在没停止情况下再按其它按钮无效。除此之外还采取了各个步骤和开始按钮连锁，一旦选择自动按钮或单周期按钮，在没停止之前或一个周期未结束之前，再按下任意一个开始按钮无效。
2.远程控制和监测功效：用组态王对该系统实现人机交互界面，实现远程控制系统功效，包含参数调整、开关按钮控制等，除此之外还能观看到系统动态模拟画面。
3.过载、短路保护功效：本系统同了热继电器对电机进行过载和短路保护，一旦电机过载，就会引发烧继电器动作，从而切断电源而且报警。
4.变频器调整：本系统电机调速采取变频器调速。
3.6配料自动控制过程
配料自动控制是整个系统关键，它是确保配料百分比在误差范围内关键确保，是确保成品质量关键手段。本配料系统控制含有自动、单周期和手段三种控制方法，手动控制比较简单，在此不予讨论，以下关键讨论自动控制模式。自动控制模式配料控制步骤以下：
1.选称。如生产某种产品，依据配方需要多个原料，有些产品原料是单种存放，需要选择转载这多个原料原料线，本文称为选称。
2.测料。对选择电子秤储料仓，进行料检测，若高出高料位，则发出超料警报，停止向料仓排料。
3.设定原料百分比。不一样产品中多种原料百分比是不固定，所以要生产某种产品需要配置她们不一样百分比。
4.设定原料误差范围。
5.设定电子秤承受测量范围，通常是以电子秤量程60%，作为电子秤测量设定值，依据产品原料百分比，计算每种原料出料当量（以一分钟生产混料为基准），当量除以电子秤设定值，得到原料出料当料。
6.开启每个配料皮带电机，代各电机转速稳定后，打开各原料出料扣控制阀门，注意应逐步调大，一分钟调整以此，依据电子秤测量值（一分钟测30次，求平均值），逐步调整到适宜为止。
7.进入监控程序。待控制稳定后，进入系统微调控制过程，只需微调各出料控制阀门，维持系统在各原料误差范围内，超出范围，系统自动调整出料阀门开启程度。两分钟后，若问题仍然存在，则系统自动报警，通知工作人员进行错误处理。若操作人员处理失败，5分钟后系统自动停机处理。
4配料生产线控制系统硬件设计
4.1配料生产线工艺
本配料生产线控制系统组成有：料仓、称料仓、管道、1号传送带、电机、中间仓、搅拌机、混合仓、2号传送带。整个控制系统步骤是：首先由各个料仓下料到称料仓，经过事先设定参数，当配料重量达成设定值时，