摘 要

21世纪，粉体产业已经成为人们非常受重视的基础产业之一，粉体在我们的日常生活和工农业生产制造中的应用变得越来越广泛，如面粉、塑料、水泥、造纸、陶瓷、橡胶、药品等等，粉体的粒度测试是粉体制造和研究的重要辅佐手段。我国在仪器测试的研发以及使用方面已经做出了非常多的工作项目，这为这项技术的进一步起飞成长奠定了很大的基垫。因为我国的绝大多数科技职员具有很高的技术基础素质和费用比较低的人工花费，在现在的国际大市场的背景下，我国非常具有能力成为测量仪器制造大国乃至成为这一领域内的顶尖技术国，而沉降仪是目前我国有能力自行制造的非常重要的粒度测试仪之一。

本文主要研究的问题是基于沉降仪的摄像升降平台的PLC控制设计，是以我校（武汉理工大学）开发沉降仪项目为背景，为沉降仪项目而设计。其目的为根据沉降仪的摄像升降平台需求，设计其相关PLC控制程序。根据沉降仪的沉降分级模式的工艺流程，设计以S7-200为主要控制结构与硬件电路，编写并调试PLC程序，完成沉降仪摄像云台启动初始化，实现摄像云台升降控制功能以及点动控制功能。

关键词：粒度测量；沉降仪；S7-200；步进电机

Abstract

Fully equipped with the background of now is in the 21st century, powder industry has become one of the most important basic industry of powder in our daily life and industrial and agricultural production is applied more and more widely, such as flour, plastic, cement, paper, ceramics, rubber, medicine and so on, powder particle size measurement of powder production and research is an important auxiliary means. In our country in the test instrument of research and development and application has been made very much work, which is the technology further takeoff development laid a great foundation. Because of China's scientific and technical personnel with good technical quality and relatively low labor costs, in the international market, China's ability to The settlement instrument is one of the important modern particle size instrument which is capable of producing the instrument.

In this paper, we mainly study the problem is settlement gauge camera lifting platform of PLC control system design based on, is in my school (Wuhan University of Technology) development settlement instrument project as the background, designed for settlement instrument project. Its purpose is according to the settlement gauge of photograph elevating platform requirements, design the PLC control program. According to the settlement settlement instrument of classification model for the process design to S7-200 as the main control structure and hardware circuit, write and debug PLC program, completion settlement gauge PTZ camera initialization, PTZ camera lifting control function and control function.

Key words:Particle size measurement; sedimentation instrument; S7-200; step motor

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题提出的背景与意义 1

1.2 国内外沉降仪的发展与现状 2

1.3 本文研究的主要内容和课题来源 3

第2章 沉降仪结构与原理分析 4

2.1 沉降仪工作原理 4

2.2 沉降仪工艺流程分析 4

2.3本章小结 6

第3章 沉降仪摄像升降平台结构设计及硬件实现 7

3.1 摄像升降平台系统的总体方案 7

3.2 系统主控制器的选型 7

3.3 摄像升降平台的控制设计 9

3.3.1 步进电机的选择 10

3.3.2 步进电机驱动接口电路设计 10

3.4 本章小结 14

第4章 摄像升降平台的PLC控制设计 15

4.1 摄像升降平台启动初始化 19

4.2 摄像平台升降控制 22

4.3 摄像升降平台点动控制 22

4.4本章小结 23

第5章 摄像升降平台的控制实现 24

5.1 硬件控制的实现 24

5.2 软件控制的实现 24

5.3本章小结 27

第6章 总结 28

参考文献 29

致谢 30

附录A 31

第1章 绪论

基于本次设计的相关问题和相关的要求，本章绪论部分将主要分析该课题提出的背景与意义，海内外的研究近况以及本文所研究的主要内容。

1.1 课题提出的背景与意义

随着粉体在我们日常生活和工农业生产中的应用越来越广泛，如面粉、塑料、水泥、造纸、陶瓷、橡胶、药品等等，粉体工业已经成为21世纪最重要的基础产业之一。粉体的粒度测试是粉体制造和研究的重要辅佐手段。我国在仪器测试的研发以及使用方面已经做出了非常多的工作项目，这为这项技术的进一步起飞成长奠定了很大的基垫。粉体的研究、应用与生产单位越来越看重粒度测量技术。目前我国的粒度测试仪年销量和需求量在急剧地增长，为同一粒度测试仪的技术指标体系，使各类具有差异的粒度测试仪器的测量成果之间具有可比性，也为了进一步对粒度测试仪的市场进行规范化，保障粒度测试仪用户的权益，促进我国颗粒的粒度测试技术整体程度的提高，创立起我国能在国内广泛使用的粒度测试仪标准是非常有需要的^[1]。目前状况下，我国的粉体产业正处在高速发展的期间，这对粒度测试仪器的需要量产生巨幅的增加。欧美国家的市场也正在进一步地打开。因为我国的绝大多数科技职员具有很高的技术基础素质和费用比较低的人工花费的缘故，在目前国际贸易化市场的背景下，我国非常具有能力成为测量仪器制造大国乃至成为这一领域内的顶尖技术国^[2]。

总的来说，粉体粒度测试的兴盛与遍及的时间还并不是特别长，在国内更加是这样。再加上很多粒度测量方式的间接性、原理的不具体性和难度过大，有很多与之相关的基础问题，如颗粒直径的概念是什么、粒度测试的结果该如何进行描述、仪器机能的评价标准要怎样规范等，还非常有待于研究探讨、说明以及做进一步宣传。上述提到的基础工作一方面与我国粒度测试仪器研究水准的提高以及生存工艺的统一规范有很大关系，另外一点也影响到粒度测量仪器使用水准和测试者所具备带的分辨能力的提高，所以这些其实都是非常值得粉体业界应该高度重视的问题^[3]。

沉降仪是目前我国有能力能自行研发制造的重要的现代粒度仪之一，沉降法是按照测量颗粒在液体中具有的最终沉降速度来进行确定颗粒粒径大小的，可以在自然或人工重力磁场的作用下做自由沉降运动（重力沉降法），也可以在离心力的作用做下沉降运动（离心力沉降法），被测试样品可以在清液液柱的表面层加入（线始法），也可将被测试样品均匀地分散在悬浮浑浊液体内部各处向下沉降（均匀悬浮法）。现场操作的过程中，都并不是直接对被测试颗粒的最终沉降速度进行测量，而是通过测量其中某一个与最终沉降速度所相关的其它地物理量，如密度、压力、重量、浓度或光透过率等，从而进行颗粒的粒径分布的统计^[4]。