西门子6ES7211-1BE40-0XB0安装调试
一． 微波发生原理： 1.
产生微波的设备是磁控管。通过PLC控制中间固态继电器来驱动升压变压器，电压约为6000V。磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。
磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。
磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。 1.阳极
阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。
阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。
阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。
磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。
磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。
另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。
2.阴极及其引线 磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。 阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管中得到广泛的应用。 此种阴极加热电流大，要求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。
3.能量输出器 能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。 能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连接。 小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场强的地方。放置一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。 大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。 输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它必须保证微波能量无损耗的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。
4.磁路系统 磁控管正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高，所加磁场越强。 磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。
二． 注意事项 由于设备的加热部分是靠微波来加热的，所以必须要考虑到微波带来的干扰源问题。永宏PLC是自主研发的产品，所有的控制都集成在一块叫”SOC”的 芯片上，即：系统集成片，所以抗干扰能力较强。 由于该设备需要加热控制就必然用到模拟量模块，此设备的加热传感器是用远红外传感器，信号为4—20MA。永宏PLC的模拟量板精度是12位。且在每个扫描周期都读取模拟量值，所以是实时更新的，加上模拟量板价格适中，客户都肯接受。一．微波发生原理：
产生微波的设备是磁控管。通过PLC控制中间固态继电器来驱动升压变压器，电压约为6000V。磁控管是一种用来产生微波能的电真空器件。实质上是一个置于恒定磁场中的二极管。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，与高频电磁场发生相互作用，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波能的目的。
磁控管由于工作状态的不同可分为脉冲磁控管和连续波磁控管两类。
磁控管由管芯和磁钢（或电磁铁）组成。管芯的结构包括阳极、阴极、能量输出器和磁路系统等四部分。管子内部保持高真空状态。下面分别介绍各部分的结构及其作用。
1.阳极
阳极是磁控管的主要组成之一，它与阴极一起构成电子与高频电磁场相互作用的空间。在恒定磁场和恒定电场的作用下，电子在此空间内完成能量转换的任务。磁控管的阳极除与普通的二极管的阳极一样收集电子外，还对高频电磁场的振荡频率起着决定性的作用。
阳极由导电良好的金属材料（如无氧铜）制成，并设有多个谐振腔，谐振腔的数目必须是偶数，管子的工作频率越高腔数越多。
阳极谐振腔的型式常为孔槽形、扇形和槽扇型，阳极上的每一个小谐振腔相当于一个并联的2C振荡回路。以槽扇型腔为例，可以认为腔的槽部分主要构成振荡回路的电容，而其扇形部分主要构成振荡回路的电感。
磁控管的阳极由许多谐振腔耦合在一起，形成一个复杂的谐振系统。这个系统的谐振腔频率主要决定于每个小谐振腔的谐振频率，我们也可以根据小谐振腔的大小来估计磁控管的工作频段。
磁控管的阳极谐振系统除能产生所需要的电磁振荡外，还能产生不同特性的多种电磁振荡。为使磁控管稳定的工作在所需的模式上,常用隔型带来隔离干扰模式.隔型带把阳极翼片一个间隔一个地连接起来,以增加工作模式与相邻干扰模式之间的频率间隔。
另外,由于经能量交换后的电子还具有一定的能量,这些电子打上阳极使阳极温度升高,阳极收集的电子越多(即电流越大),或电子的能量越大(能量转换率越低),阳极温度越高,因此,阳极需有良好的散热能力.一般情况下功率管采用强迫风冷,阳极带有散热片.大功率管则多用水冷,阳极上有冷却水套。
2.阴极
阴极及其引线磁控管的阴极即电子的发射体,又是相互作用空间的一个组成部分。阴极的性能对管子的工作特性和寿命影响极大，被视为整个管子的心脏。阴极的种类很多，性能各异。连续波磁控管中常用直热式阴极，它由钨丝或纯钨丝绕成螺旋形状，通电流加热到规定温度后就具有发射电子的能力。这种阴极具有加热时间短和抗电子轰击能力强等优点，在连续波磁控管中得到广泛的应用。此种阴极加热电流大，要求阴极引线要短而粗，连接部分要接触良好。大功率管的阴极引线工作时温度很高，常用强迫风冷散热。磁控管工作时阴极接负高压，因此引线部分应有良好的绝缘性能并能满足真空密封的要求。为防止因电子回轰而使阳极过热，磁控管工作稳定后应按规定降低阴极电流以延长使用寿命。
3.能量输出器
能量输出器是把相互作用空间中所产生的微波能输送到负载去的装置。能量输出装置的作用是无损耗，无击穿地通过微波，保证管子的真空密封，同时还要做到便于与外部系统相连接。小功率连续波磁控管大多采用同轴输出在阳极谐振腔高频磁场强的地方。放置一个耦合环，当穿过环面的磁通量变化时，将在环上产生高频感应电流，从而将高频功率引到环外。耦合环面积越大耦合越强。大功率连续波磁控管常用轴向能量输出器，输出天线通过极靴孔洞连接到阳极翼片上。天线一般做成条状或圆棒也可为锥体。整个天线被输出窗密封。输出窗常用低损耗特性的玻璃或陶瓷制成。它必须保证微波能量无损耗的通过和具有良好的真空气密性。大功率管的输出窗常用强迫风冷来降低由于介质损耗所产生的热量。
4.磁路系统磁控管
正常工作时要求有很强的恒定磁场，其磁场感应强度一般为数千高斯。工作频率越高，所加磁场越强。磁控管的磁路系统就是产生恒定磁场的装置。磁路系统分永磁和电磁两大类。永磁系统一般用于小功率管，磁钢与管芯牢固合为一体构成所谓包装式。大功率管多用电磁铁产生磁场，管芯和电磁铁配合使用，管芯内有上、下极靴，以固定磁隙的距离。磁控管工作时，可以很方便的靠改变磁场强度的大小，来调整输出功率和工作频率。另外，还可以将阳极电流馈入电磁线包以提高管子工作的稳定性。
二．注意事项
由于设备的加热部分是靠微波来加热的，所以必须要考虑到微波带来的干扰源问题。永宏PLC是自主研发的产品，所有的控制都集成在一块叫”SOC”的芯片上，即：系统集成片，所以抗干扰能力较强。由于该设备需要加热控制就必然用到模拟量模块，此设备的加热传感器是用远红外传感器，信号为4—20MA。永宏PLC的模拟量板精度是12位。且在每个扫描周期都读取模拟量值，所以是实时更新的，加上模拟量板价格适中，客户都肯接受。
三．工艺流程
四．模拟量板说明
采用永宏性价比较高的模拟量板FBS-B4AD控制温度。FBS-B4AD是12位精度，模拟量板是单极性的测量范围为：0—20MA或0—10V。永宏PLC设计是以14位的方式表示法，即：0—16380对应0—20MA或0—10V,大分解能力为：2.44mV(电压)、4.88µA(电流)。采用直接读取寄存器的方法方便了广大的编程工作者，其占用固定地址为：D4072～D4075
一、引言
近，许多用户比较关心如何选择合理的软硬件构成一个经济、实用的粉体、液体等原料自动配料系统。我公司有幸承接、应用了这一类自动配料项目，现将这方面的有关情况简述，供与同行交流、切磋。
◆系统控制器件选型：
采用台湾永宏PLC高功能主机：FBS-32MC、台湾威纶5.6彩色触摸屏： MT506M与梅特勒-托利多称重控制仪共同组成配料系统控制主件，称重控制仪的去皮、清皮和归零通过通讯给定。
◆PLC选型依据 ：
1）具有足够大的暂存器空间且提供档案暂存器空间，保证系统的配料配方量足够多足够大，透过专用指令操作保证配方的安全
2）通讯功能强大，通讯协议编程简单方便
3）可扩展多个通讯口，为系统延伸控制与联网提供硬件支持
4）经济实惠，运行可靠稳定性要好
二、系统构成
该系统由4个储料槽及计量槽构成，由称重控制仪驱动，按生产流程依次为储料控制、落料控制、搅拌控制、计量控制、卸料控制，系统构成如下图（简化）：
◆配料策略如下：
1、当配料按钮按下时，启动配料
2、确认计量槽清空，重量归零
3、半闭卸料阀112，开启配原料A101，直到原料A101达到设定值时（即原料A101=秤当前重量减去空秤皮重），关闭原料A101配料，延时1秒搅拌系统工作，一定时间后启动配原料A102标志位。
4、当配原料A102标志成立时，开启配原料A102，开始配原料A102，直到原料A102达到设定值时（即原料A102=秤当前重量减去空秤皮重再减去原料A102重量），关闭原料A102配料，延时1秒搅拌系统工作，一定时间后启动配下一配料标志位。以此类推至完成配方。
◆此类配料系统的实现功能有如下特点：
）实现进料、送料、搅拌、卸料的自动联锁和控制；
）能实现计量、进料、送料、搅拌、卸料的手动操作的功能；
）能显示实时的工作状况和各种物料参数。可随时进行调用并显示、打印任何时间的报表与客户表。具有配比预存，可随时进行输入、修改或删除某种配比。
）美观实用的动态模拟。利用动态画面将计量和卸料过程中的配料阀门、落料控制、进出料状态（计量槽料位变化）进行模拟显示。
）具备粗称和细称功能。（精称提前量有自动调整功能，消除落差影响），超差自动报警、自动扣除功能。
）具有操作员权限管理功能。
三、PLC/HMI软件关键点简介
1、配料配方控制程序如下图：完成对配料配方数据的操作；
应用永宏的FUN160档案存储器可方便的实现对配方的保存与提取，存储容量大且不占用宝贵的内部暂存器。
2. 配料总量自动计算程序如下图：完成配料总量的自动累加；
相信大家在做配料系统的时侯，会碰到这样一种情况：虽然说已经知道了每种原料的配料量，但是要想知道配料的总量往往都只是在需要的时侯进行手动计算，这样既慢又容易出错，应用永宏PLC的变址暂存器结果循环指令可非常方便的达到，即准确又快速基本上在输入配方的同时，总量计算完成。
3. 配方操作HMI画面如下；
4. 配料种类数及提取配方的正确与否判断程序如下图：产生配方操作时提示信息；
根据用户输入配方的信息自动产生配方操作的提示信息，使之显示于触摸屏上。
5. 配方相关操作完成提示的触摸屏介面如下；
四、自动配料系统的种类
1，主从式分布控制微机配料控制系统
这种全自动配料控制系统的设计是采用主从式结构，将多台单片微机连接成功能强大的系统，可应用于大型混凝土配料站，同时配料的物料可以多达９～１２种。
2，失重秤自动配料系统
在化工、建材、冶金等行业经常要进行多种物料的连续配料，因此经常使用失重秤。由于失重秤秤体是基于斗式秤的结构，能直接进行砝码标定，通过对秤斗各瞬间 重量的测试计算出实际排料量，再进行闭环调整，从而可以达到较高的控制精度，一般而言累计精度为0.5%.由于是斗式结构，标定，这种系统维护也比皮带秤 容易得多
3，率值配料系统
率值配料不是一个新概念。早在1987年河南硅酸盐学会的刘笃新工程师在《河南建材》上发表的《关于水泥生料配料公式研究》中就提出了率值配料的概念，1991年还出版专着《水泥生料配料的率值公式法》，详细探讨了生料反馈回调的各种方法，证明在原材料成分波动时单控制生料CaO、Fe2O3不能稳定生料三率值，进一步明确了率值配料的概念。他没有止步于揭示钙铁控制的缺陷，而是进一步研究了6种回调方法，提出了钙铁控制下保证率值合格的佳回调方法，大限度地避免了钙铁控制的缺陷。水泥厂目前普遍采用的回调方法实际上就是刘笃新工程师倡导的方法。 此后，率值配料的理论并没有新的突破。目前率值配料的基本假定是：要实现率值配料必须要测定出生料硅、铁、铝、钙4种化学成分。