電氣自動(dòng)化混合液畢業(yè)設(shè)計(jì)完整免費(fèi)版1

1、摻混PLC控制系統(tǒng)！第二份！摻混PLC控制系統(tǒng)摘 要：可編程序控制器（Programmable controller）簡(jiǎn)稱PLC，是近年來(lái)一種極為迅速，應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置。它是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)行的電子系統(tǒng)，它采用可編程程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)用戶指令，通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入/輸出完成確定的邏輯順序、定時(shí)、記數(shù)、運(yùn)算和一些確定的功能來(lái)控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。由于PLC的性能優(yōu)越，兼具計(jì)算機(jī)的功能完備，靈活性強(qiáng)，通用性好和繼電接觸器控制簡(jiǎn)單易懂，維修方便等雙重優(yōu)點(diǎn)，形成以微電腦為核心的電子控制設(shè)備?？删幊绦蚩刂破骷夹g(shù)在世界上己廣泛應(yīng)用，成為自動(dòng)化系統(tǒng)中的基本電控裝置PL

2、C在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用，由于可編程控制器（PLC）具有編程軟件采自易學(xué)易懂的梯形圖語(yǔ)言、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制多采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。該摻混控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際要求利用PLC的實(shí)時(shí)控制和順序處理功能，完成系統(tǒng)控制，。在本次論文中，給出了控制系統(tǒng)的硬件原理圖，主電路圖及軟件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：可編程序控制器、存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)技術(shù)。II第1章 緒 論在生產(chǎn)過(guò)程、科學(xué)研究和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，可編程序自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用都是十分廣泛的,在自動(dòng)控制的設(shè)備中, 可編程序自動(dòng)控制亦比其它的控制方法使用得更普遍。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,特別是大規(guī)模

3、集成電路的問(wèn)世和微處理機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,使可編程序自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，因此,了解和學(xué)習(xí)這些重要技術(shù)對(duì)高校工程類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),已是必不可少。摻混PLC控制系統(tǒng)這個(gè)課題具有其重要的意義。1.1 課題名稱及來(lái)源課題名稱：摻混PLC控制系統(tǒng)課題的來(lái)源：在國(guó)內(nèi)的許多化工廠，水泥廠，鋼廠，尤其是國(guó)有老廠，其控制系統(tǒng)還在使用過(guò)時(shí)的模擬控制，甚至是全人工控制。人工控制由于人員過(guò)多效益過(guò)低，生產(chǎn)的產(chǎn)品不夠精確，安全隱患大增加了系統(tǒng)故障的可能性，還有就是工廠的試驗(yàn)設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備存在一定的相差度，以致影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益。而隨著產(chǎn)品性能的提高，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)控制已達(dá)不到系統(tǒng)要求

4、。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，控制系統(tǒng)開(kāi)始由傳統(tǒng)控制向自動(dòng)（數(shù)字）控制方向發(fā)展。1.2 研究的意義及目的以可編程序控制器為主要控制裝置所構(gòu)成的控制系統(tǒng)為可編程序控制系統(tǒng)或PLC控制統(tǒng)。可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)以其運(yùn)行可靠、易學(xué)易用、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn),在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)外的可編程自動(dòng)控制設(shè)備技術(shù)順應(yīng)時(shí)代潮流，與計(jì)算機(jī)技術(shù)同步發(fā)展，向著通用化、模塊化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向迅猛發(fā)展。國(guó)內(nèi)的發(fā)展從全盤(pán)引進(jìn)、仿制到自行研究，取得了舉世矚目的成績(jī)，但從整體上看，我們?cè)诩夹g(shù)性能、制造工藝等方面與國(guó)際先進(jìn)水平還存在很大差距。眾所周知，我國(guó)的生產(chǎn)力水

5、平還不是很高，特別是80年代以前的國(guó)有大中型企業(yè)，出于人才和經(jīng)濟(jì)因素的考慮，還有很多的廠礦企業(yè)正在使用著原有的落后設(shè)備和技術(shù)。因此，改變?cè)械穆浜笤O(shè)備和技術(shù)，設(shè)計(jì)以可編程序器與計(jì)算機(jī)結(jié)合的自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高工業(yè)自動(dòng)化的程度，對(duì)加速我國(guó)盡早成為現(xiàn)代化工業(yè)強(qiáng)國(guó)意義重大。本課題摻混PLC控制系統(tǒng)，其目的就是以PLC為核心，配合智能儀表，完成系統(tǒng)功能控制，狀態(tài)顯示，信息檢測(cè)和報(bào)警硬件組建所需要的PLC和傳感器等元件的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)摻混的自動(dòng)控制以及運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)功能和顯示功能。用PLC對(duì)摻混進(jìn)行控制，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、服務(wù)功能增強(qiáng)、系統(tǒng)的可靠性大大提高，且節(jié)省了成本，使摻混系統(tǒng)的性能價(jià)格比提高。尤其在

6、集散控制系統(tǒng)中，利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可方便地進(jìn)行集中監(jiān)控管理。1.3 可編程控制器基本應(yīng)用和發(fā)展方向1.3.1 PLC的基本應(yīng)用可編程控制器是一種專門(mén)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。由于它能滿足設(shè)備使用環(huán)境的要求和控制的復(fù)雜、可靠性,在現(xiàn)代的工業(yè)控制系統(tǒng)中大量應(yīng)用,前景非常廣闊。最初，PLC主要用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用如今，PLC不僅用于開(kāi)關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實(shí)現(xiàn)大范圍、跨地域的控制用PLC進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制實(shí)例是很多的，冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。PLC具有穩(wěn)

7、定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因。1.3.2 PLC發(fā)展方向由于工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)需求的多樣性，PLC的發(fā)展方向有兩個(gè)：1、朝著小型、簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉方向發(fā)展。近年來(lái)，單片機(jī)的出現(xiàn)，促進(jìn)了PLC向緊湊型發(fā)展，體積減小，價(jià)格降低，可靠性不斷提高。這種PLC可以廣泛取代繼電器控制系統(tǒng)，應(yīng)用于單機(jī)控制和規(guī)模比較小的自動(dòng)線控制，如日本立石公司的C20PC40PC60PC20HC40H等。2、朝著大型、高速、多功能方向發(fā)展。大型的PLC一般為多處理器系統(tǒng)，由字處理器、位處理器和浮點(diǎn)處理器等組成，有較大的存儲(chǔ)能力和功能很強(qiáng)的輸入輸出接口。通過(guò)

8、豐富的智能外圍接口，可以獨(dú)立完成位置控制、閉環(huán)調(diào)節(jié)等特殊功能；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口，可級(jí)連不同類型的PLC和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)，適用于大型自動(dòng)化控制系統(tǒng)，如霍尼韋爾的9000系列等。從PLC的發(fā)展趨勢(shì)看，PLC控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。在未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。1.4 本課題的主要任務(wù)和基本參數(shù)1.4.1設(shè)計(jì)課題的要求及主要任務(wù)課題的設(shè)計(jì)要求：1、以PLC為核心，配合智能儀表2、主要完成系統(tǒng)功能控制、狀態(tài)顯示、信息檢測(cè)和報(bào)警硬件組建所需要的PLC和傳感器等元器件的選擇3、完成系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)4、實(shí)

9、現(xiàn)對(duì)摻混的自動(dòng)控制以及運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)功能和顯示功能。1.4.2 主要任務(wù)系統(tǒng)的方案及總體設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是完成自動(dòng)控制功能、狀態(tài)顯示和信息檢測(cè)所需要的硬件和傳感器等元器件的選擇。并完成控制軟件設(shè)計(jì)和PLC與單片機(jī)通訊的通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。包括：1、總體方案的確定2、PLC的選擇 3、各模塊電路的設(shè)計(jì)4、軟件設(shè)計(jì)5、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第2章 摻混控制系統(tǒng)設(shè)備狀況及控制要求2.1設(shè)備概況該摻混PLC控制系統(tǒng)是適用于粉末狀物料混合生產(chǎn)系統(tǒng)。整個(gè)控制系統(tǒng)包括過(guò)渡倉(cāng)兩個(gè)，混倉(cāng)兩個(gè)，包裝倉(cāng)兩個(gè)，音叉料位開(kāi)關(guān)，氣動(dòng)閥，切換閥，松動(dòng)風(fēng)，泄壓閥，倉(cāng)壁振動(dòng)器，電磁閥等部分組成?？刂葡到y(tǒng)有進(jìn)料、循環(huán)、輸送三種工作狀態(tài)

10、。分自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種工作模式。無(wú)論是自動(dòng)控制工作模式還是手動(dòng)控制工作模式，過(guò)渡倉(cāng)、混料倉(cāng)、包裝倉(cāng)只能夠交替運(yùn)行，不允許同時(shí)運(yùn)行。并且控制系統(tǒng)有報(bào)警的軟硬件。2.1.1 過(guò)渡倉(cāng)、混倉(cāng)和包裝倉(cāng)過(guò)渡倉(cāng)主要是負(fù)責(zé)進(jìn)料工作，通過(guò)管道將物料傳送到混倉(cāng)，物料在混倉(cāng)內(nèi)混合，混合完成后物料再次運(yùn)送到包裝倉(cāng)。2.1.2 音叉式料位計(jì)音叉式料位計(jì)工作原理是通過(guò)安裝在音叉基座上的一對(duì)壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動(dòng)，當(dāng)音叉與被測(cè)介質(zhì)相接時(shí)，音叉的頻率和振幅將改變，這些變化由智能電路來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。適用于檢測(cè)各種非粘滯性的干燥粉狀及小顆粒固體物料，測(cè)量精度不高，要求能承受物料、進(jìn)料時(shí)的

11、推力和出料時(shí)的拉力。作為高低物位控制和報(bào)警的一種高靈敏度檢測(cè)儀表，廣泛應(yīng)用于食品、糧食加工部門(mén)、輕工業(yè)、建材、醫(yī)藥、塑料等工業(yè)以及冶金業(yè)的鑄造型砂、小鐵粒、各種金屬粉末等物位控制。2.1.3 氣動(dòng)閥氣動(dòng)閥是自動(dòng)化系統(tǒng)的氣動(dòng)執(zhí)行器之一， 廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、造紙、食品等工業(yè)、控制氣體、液體的流量、壓力、液位等有關(guān)工藝參數(shù)，特別適用于變壓吸附氣體分離設(shè)備上作開(kāi)關(guān)閉。2.1.4 泄壓閥泄壓閥是一種有效的壓力保護(hù)裝置，其靈敏性、泄流量直接關(guān)系到管道運(yùn)行安全。采用密閉輸送工藝的長(zhǎng)輸管道，除了要使用調(diào)壓閥控制進(jìn)出站壓力外，還要使用壓力保護(hù)裝置，以防止管道超壓運(yùn)行而發(fā)生泄露。其作用就是當(dāng)管

12、道系統(tǒng)產(chǎn)生擾動(dòng)時(shí)，在超壓點(diǎn)將部分甚至全部液體泄放到常壓罐中，以便減輕瞬變壓力波動(dòng)，防止瞬變壓力造成危害。泄壓系統(tǒng)一般由泄壓閥、常壓罐和與之相連接的管道三部分組成。其工作原理為當(dāng)管路中的壓力大于卸壓閥的設(shè)定壓力的時(shí)候，油液會(huì)有卸壓閥處流出，從而控制管路中的壓力不會(huì)超過(guò)某一限定值。針式卸壓閥，是通過(guò)調(diào)整閥門(mén)中的彈簧力長(zhǎng)短，來(lái)調(diào)節(jié)壓緊力，當(dāng)管路中壓力高于設(shè)定值時(shí)，彈簧被反向壓迫，從而密封頂針打開(kāi)，油液泄漏流出，起到保護(hù)設(shè)備，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的作用。2.1.5 倉(cāng)壁振動(dòng)器倉(cāng)壁振動(dòng)器又稱振動(dòng)防閉塞裝置，是一種以振動(dòng)電機(jī)為激振源的一種新型防閉塞裝置，將該裝置安裝于各種料倉(cāng)上，用來(lái)使料倉(cāng)、料缶或料斗漏料段的傾斜

13、壁高頻振動(dòng)，以防止倉(cāng)（缶、斗）內(nèi)的物料起拱、出現(xiàn)管狀通道、倉(cāng)壁粘料等不暢流現(xiàn)象，以保證物料從料倉(cāng)、料缶或料斗中順暢流出。當(dāng)防閉塞裝置工作時(shí)，振動(dòng)電機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，便產(chǎn)生了對(duì)料倉(cāng)壁的周期性高頻振動(dòng)，由于防閉塞裝置的周期性振動(dòng)，一方面使物料與倉(cāng)壁脫離接觸、消除物料與倉(cāng)壁的摩擦，另一方面使物料受交變速度和加速度的影響，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從而有效地克服物料的內(nèi)摩擦力和聚集力，以消除料倉(cāng)內(nèi)物料間的相對(duì)穩(wěn)定性，使物料從料倉(cāng)口順利排出。倉(cāng)壁振動(dòng)器由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防堵塞能力強(qiáng)、能耗低、壽命長(zhǎng)、激振力可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于煤炭、冶金、耐火、發(fā)電、建材、食品、港口和鐵道運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。2.1.6電磁閥電磁閥是用電

14、磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。電磁閥是用電磁的效應(yīng)進(jìn)行控制，主要的控制方式由繼電器控制。這樣，電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。2.2 控制過(guò)程該摻混控制系統(tǒng)有過(guò)渡倉(cāng)2個(gè)，混倉(cāng)2個(gè)，包裝倉(cāng)2個(gè)（分別用1、2標(biāo)記區(qū)別）?？刂葡到y(tǒng)有進(jìn)料，循環(huán)，輸送三種工作狀態(tài)。整個(gè)摻混PLC控制系統(tǒng)的過(guò)程出要分為以下幾個(gè)部分：1、進(jìn)料過(guò)程（過(guò)渡倉(cāng)到混倉(cāng)）2、進(jìn)料過(guò)程停止 3、循環(huán)過(guò)程（混倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行）4、循環(huán)過(guò)程停止5、輸送

15、過(guò)程（混倉(cāng)到包裝倉(cāng)）6、輸送過(guò)程停止2.2.1進(jìn)料過(guò)程（過(guò)渡倉(cāng)到混倉(cāng)）只要當(dāng)過(guò)渡倉(cāng)有物料時(shí)，即可進(jìn)行進(jìn)料過(guò)程。運(yùn)行過(guò)程為過(guò)渡倉(cāng)1輸送到混倉(cāng)1。整個(gè)進(jìn)料過(guò)程為：1開(kāi)過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐泄壓閥（13）2延時(shí)3開(kāi)過(guò)渡倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（15），過(guò)渡倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（17）4音叉檢測(cè)（11）5關(guān)過(guò)渡倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（17），過(guò)渡倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（13），過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐泄壓閥（15）6開(kāi)過(guò)渡倉(cāng)底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送線切換閥（19），混倉(cāng)切換閥（63）開(kāi)過(guò)渡倉(cāng)輸送氣刀閥（9），過(guò)渡倉(cāng)輸送氣動(dòng)閥（7）7音叉檢測(cè)（5）8關(guān)過(guò)渡倉(cāng)底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過(guò)渡倉(cāng)輸送氣動(dòng)閥（7）9關(guān)過(guò)渡倉(cāng)輸送氣刀閥（9）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送

16、線切換閥（19）、混倉(cāng)切換閥（63）。其具體流程圖如圖2.1（本說(shuō)明流程圖中，“，”表示順序動(dòng)作，“-”表示同時(shí)動(dòng)作。）所示：關(guān)（17），（13），（15）音叉（11）（15）反饋信號(hào)開(kāi)（15），（17）延時(shí)0至20秒（可調(diào)）開(kāi)（13）無(wú)料有料無(wú)料有料開(kāi)（1）-（19），（63）,（9），（7）有料音叉（5）無(wú)料關(guān)（1）-（3），（7）延時(shí)0至20秒（可調(diào)）關(guān)（9），（19），（63）圖2.1 進(jìn)料過(guò)程流程圖2.2.2 進(jìn)料過(guò)程停止進(jìn)料過(guò)程停止有三種方式：1、手動(dòng)停止在手動(dòng)模式下共分為8種過(guò)程，當(dāng)存在允許運(yùn)行進(jìn)料過(guò)程的混倉(cāng)時(shí)，就能夠啟動(dòng)一種進(jìn)料過(guò)程，并且能夠隨時(shí)停止任一進(jìn)料過(guò)程（包括自動(dòng)模式下

17、的進(jìn)料過(guò)程）。手動(dòng)控制的8種過(guò)程為：?jiǎn)我贿\(yùn)行 過(guò)渡倉(cāng)1 混倉(cāng)1 過(guò)渡倉(cāng)2 混倉(cāng)1 過(guò)渡倉(cāng)1 混倉(cāng)2 過(guò)渡倉(cāng)2 混倉(cāng)2 交替運(yùn)行 過(guò)渡倉(cāng)1、2 混倉(cāng)1 過(guò)渡倉(cāng)1、2 混倉(cāng)2停止過(guò)程 過(guò)渡倉(cāng)1停止 過(guò)渡倉(cāng)2停止以混倉(cāng)1為例子，當(dāng)使用鍵盤(pán)手動(dòng)輸入指令可進(jìn)行停止操作，系統(tǒng)發(fā)生以下動(dòng)作停止運(yùn)轉(zhuǎn)：1關(guān)閉過(guò)渡倉(cāng)椎體松動(dòng)風(fēng)（17），過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐泄壓閥（13），過(guò)渡倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（15）2過(guò)渡倉(cāng)開(kāi)底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送線切換閥（19）、混倉(cāng)切換閥（63）3開(kāi)過(guò)渡倉(cāng)輸送氣動(dòng)閥（7）、過(guò)渡倉(cāng)輸送氣刀閥（9）4音叉檢測(cè)（5）5關(guān)過(guò)渡倉(cāng)開(kāi)底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過(guò)渡倉(cāng)輸

18、送氣動(dòng)閥（7）、過(guò)渡倉(cāng)輸送氣刀閥（9），過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送線切換閥（19）、混倉(cāng)切換閥（63）。具體流程圖如圖2.2。無(wú)料關(guān)（17），（13），（15）開(kāi)（1）-（3）,（19）-（63）開(kāi)（7）-（9）音叉（5）關(guān)（1）-（3），（7）-（9），（19）-（63）無(wú)料延時(shí)0至3分鐘有料圖2.2 進(jìn)料過(guò)程手動(dòng)停止流程圖2、自動(dòng)停車在運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)混倉(cāng)1倉(cāng)體上音叉（57）或混倉(cāng)2倉(cāng)體上音（58）叉發(fā)生有料信號(hào)后則報(bào)警，如三分鐘內(nèi)無(wú)新指令輸入，則按情況一的順序自動(dòng)停車。在自動(dòng)控制模式下兩過(guò)渡倉(cāng)只能夠交替運(yùn)行，不允許同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)過(guò)渡倉(cāng)的兩料位計(jì)過(guò)渡倉(cāng)1音叉（21）、過(guò)渡倉(cāng)2音叉（22）發(fā)出有料信號(hào)，開(kāi)啟先發(fā)出

19、有料信號(hào)的過(guò)渡倉(cāng)進(jìn)行送料。若同時(shí)發(fā)出有料信號(hào)，則優(yōu)先1倉(cāng)，然后再1、2倉(cāng)交替運(yùn)行。（即過(guò)渡倉(cāng)1輸送氣動(dòng)閥（7）、過(guò)渡倉(cāng)1輸送氣刀閥（9）、過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送線切換閥（19）開(kāi)啟時(shí)，過(guò)渡倉(cāng)2輸送氣動(dòng)閥（8）、過(guò)渡倉(cāng)2輸送氣刀閥（10）、過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送線切換閥（20）關(guān)閉，在此時(shí)間段內(nèi)2倉(cāng)同時(shí)完成過(guò)渡倉(cāng)2下料氣動(dòng)閥（16）由閉到開(kāi)的過(guò)程，反之，當(dāng)過(guò)渡倉(cāng)1輸送氣動(dòng)閥（7）、過(guò)渡倉(cāng)1輸送氣刀閥（9）、過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送線切換閥（19）關(guān)閉時(shí)，而過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送罐上音叉（12）顯示有料，則立即開(kāi)啟過(guò)渡倉(cāng)2輸送氣動(dòng)閥（8）、過(guò)渡倉(cāng)2輸送氣刀閥（10）、過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送線切換閥（20）送料，此時(shí)間段內(nèi)倉(cāng)同時(shí)完成過(guò)渡倉(cāng)1下料氣動(dòng)閥

20、（15）由開(kāi)到閉的過(guò)程。）在自動(dòng)進(jìn)料過(guò)程運(yùn)行之前需要對(duì)進(jìn)料倉(cāng)工作狀態(tài)進(jìn)行選擇。同一混倉(cāng)在進(jìn)行循環(huán)或輸送時(shí)不能同時(shí)進(jìn)行進(jìn)料過(guò)程。如果有一混倉(cāng)允許進(jìn)行進(jìn)料過(guò)程，則自動(dòng)選擇該混倉(cāng)。如有兩個(gè)及以上混倉(cāng)允許運(yùn)行時(shí)，則發(fā)出報(bào)警聲，并彈出菜單，由操作人員進(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)后報(bào)警聲自動(dòng)消失，如在兩分鐘內(nèi)無(wú)確認(rèn)，則自動(dòng)按1、2倉(cāng)的順序優(yōu)先選擇小序號(hào)。如無(wú)允許運(yùn)行進(jìn)料過(guò)程的混倉(cāng)，進(jìn)料過(guò)程不動(dòng)作，并發(fā)出報(bào)警聲，在操作人員確認(rèn)后報(bào)警消失。3、緊急停車以過(guò)渡倉(cāng)1到混倉(cāng)1為例，在發(fā)生故障或其他緊急事件時(shí)，輸入緊急停止指令后，則系統(tǒng)控制點(diǎn)發(fā)生如下動(dòng)作： 1關(guān)過(guò)渡倉(cāng)開(kāi)底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過(guò)渡倉(cāng)輸送氣動(dòng)閥（

21、7），過(guò)渡倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（17），過(guò)渡倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（13）、過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送罐泄壓閥（15）2延時(shí)3過(guò)渡倉(cāng)輸送氣刀閥（9），過(guò)渡倉(cāng)發(fā)送線切換閥（19），混倉(cāng)切換閥（63）。系統(tǒng)流程圖如圖2.3所示關(guān)（1）-（3）-（7），（17），（13）-（15）關(guān)（9），（19），（63）延時(shí)1090秒可調(diào)圖2.3 緊急停車流程圖2.2.3 循環(huán)過(guò)程循環(huán)過(guò)程是在混倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行。啟動(dòng)一個(gè)循環(huán)過(guò)程的先決條件為：該倉(cāng)沒(méi)有進(jìn)行輸送過(guò)程或者是進(jìn)料過(guò)程。只要混倉(cāng)內(nèi)有料（不管音叉狀態(tài)如何）即可進(jìn)行循環(huán)，并且允許2個(gè)混倉(cāng)同時(shí)進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)過(guò)程分四種情況：混倉(cāng)1循環(huán)，混倉(cāng)2循環(huán)，混倉(cāng)1循環(huán)停止，混倉(cāng)2循環(huán)停止。在循環(huán)過(guò)程中，振動(dòng)器在兩

22、組之間交替運(yùn)行，運(yùn)行周期位3分鐘。以混倉(cāng)1為例，其運(yùn)行過(guò)程如下：1開(kāi)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49），混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45），混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39），混倉(cāng)A組振動(dòng)器或B組振動(dòng)器（59、60）2音叉檢測(cè)（37）3關(guān)混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）4開(kāi)混倉(cāng)發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23），混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25），混倉(cāng)循環(huán)線氣刀閥（29），混倉(cāng)循環(huán)線氣動(dòng)閥（31）5音叉檢測(cè)（43）6關(guān)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）7開(kāi)混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）,混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）8關(guān)混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）9音叉檢測(cè)（37）10開(kāi)混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）

23、11關(guān)混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41），混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）12開(kāi)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）回第5步。其流程圖如圖2.4所示。無(wú)料有料開(kāi)（47），（55）-（49），（45），（39），（59）或（60）無(wú)料音叉（37）有料關(guān)（39）開(kāi)（23），（25），（29），（31）無(wú)料音叉（43）有料關(guān)（47）-（49）-（45）開(kāi)（41）,（39）關(guān)（25）維持現(xiàn)狀（0至20）秒（可調(diào)）有料音叉（37）無(wú)料開(kāi)（25）關(guān)（41）-（39）開(kāi)（47）-（49）-（45）圖2.4 循環(huán)過(guò)程流程圖2.2.4 循環(huán)過(guò)程停止循環(huán)過(guò)程停止運(yùn)行過(guò)程：1關(guān)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混

24、倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）2開(kāi)混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）3關(guān)混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）4開(kāi)混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）5音叉檢測(cè)（27）6關(guān)混倉(cāng)發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉(cāng)循環(huán)線氣刀閥（29）、混倉(cāng)1切換閥（63）、混倉(cāng)A組振動(dòng)器（59）或B組振動(dòng)器（60）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）。其流程圖如圖2.5所示。關(guān)（47）-（49）-（45）開(kāi)（41）關(guān)（25）開(kāi)（39）音叉（27）無(wú)料有料維持現(xiàn)狀（0至3）分鐘（可調(diào)）關(guān)（23）-（41）-（29）-（63）-（59）或（60）-（55）-（41）-（39）圖2.5 循

25、環(huán)過(guò)程停止流程圖循環(huán)過(guò)程緊急停止運(yùn)行過(guò)程：1關(guān)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）、混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）、混倉(cāng)發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉(cāng)循環(huán)線氣動(dòng)閥（31）、混倉(cāng)A組振動(dòng)器（59）、混倉(cāng)倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）2關(guān)混倉(cāng)循環(huán)線氣刀閥（29）其流程圖如圖2.6所示關(guān)（47）-（49）-（45）-（25）-（23）-（31）-（59）或（60）-（55）-（41）-（39）延時(shí)10至90秒（可調(diào)）關(guān)（29）圖2.6 循環(huán)過(guò)程緊急停止流程圖2.2.5 輸送過(guò)程輸送過(guò)程是從混倉(cāng)到包裝倉(cāng)的過(guò)程。當(dāng)混倉(cāng)有料且沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)料和輸

26、送過(guò)程，并存在未全滿的包裝倉(cāng)就可進(jìn)行輸送過(guò)程。輸送過(guò)程分為：自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種模式。開(kāi)始輸送過(guò)程前需先進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的確認(rèn)。在自動(dòng)控制模式下，同一混倉(cāng)的輸送過(guò)程在兩個(gè)包裝倉(cāng)之間交替進(jìn)行。且按照先1后2的順序選擇未滿的包裝倉(cāng)（即包裝倉(cāng)的音叉顯示無(wú)料）輪流輸送。當(dāng)一個(gè)音叉顯示有料時(shí)則自動(dòng)切換到下一個(gè)未滿的包裝倉(cāng)，如此周而復(fù)始。當(dāng)所有的包裝倉(cāng)全滿時(shí)，則自動(dòng)停止輸送過(guò)程，延時(shí)20到60分鐘后再自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)一混倉(cāng)的所有音叉（包括輸送罐上的音叉）全部發(fā)出無(wú)料信號(hào)，3分鐘后發(fā)出報(bào)警聲，在一分鐘內(nèi)如果無(wú)新的指令輸入 ，就自動(dòng)停止輸送過(guò)程，且不再自動(dòng)啟動(dòng)。在輸送的過(guò)程中，隨時(shí)可以人為發(fā)出停止指令停止輸送過(guò)程

27、，手動(dòng)停止后就不再自動(dòng)啟動(dòng)。在手動(dòng)模式下，當(dāng)存在允許運(yùn)行輸送過(guò)程的混倉(cāng)和包裝倉(cāng)時(shí)，就可以啟動(dòng)一種輸送過(guò)程且可以隨時(shí)停止一種輸送過(guò)程。在一種手動(dòng)輸送過(guò)程中，當(dāng)輸送的包裝倉(cāng)的音叉顯示有料時(shí)則報(bào)警，如兩分鐘無(wú)新的指令輸入，按程序自動(dòng)停止輸送過(guò)程。輸送過(guò)程運(yùn)行步驟：1開(kāi)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47），混倉(cāng)倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)（55），混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49），混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45），混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39），混倉(cāng)A組振動(dòng)器（59）或混倉(cāng)B組振動(dòng)器（60）2音叉檢測(cè)（37）3關(guān)混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）4開(kāi)混倉(cāng)發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25），包裝倉(cāng)切換閥（67）、混倉(cāng)輸送線切換閥（65），混倉(cāng)1輸送線氣動(dòng)閥（

28、33）、混倉(cāng)1輸送線氣刀閥（35）5音叉檢測(cè)（41）6關(guān)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）7開(kāi)混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41），混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）8音叉檢測(cè)（37）9開(kāi)混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）10關(guān)混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)，（41）混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）11開(kāi)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）。其流程圖如圖2.7所示開(kāi)（47），（55）-（49），（45）-（39），（59）或（60）無(wú)料有料音叉（37）關(guān)（39）開(kāi)（23）-（25），（67）-（65），（33），（35）有料無(wú)料音叉（41）關(guān)（47）-（49）-（45）開(kāi)（41），（3

29、9）維持現(xiàn)狀（10至90秒可調(diào)）音叉（37）有料無(wú)料開(kāi)（25）關(guān)（41），(39）開(kāi)（47）-（49）-（45）圖2.7 輸送過(guò)程流程圖2.2.6 輸送過(guò)程停止輸送過(guò)程應(yīng)按如下程序停止：1開(kāi)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）2開(kāi)混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）3關(guān)混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）4開(kāi)混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）5音叉檢測(cè)（25）6關(guān)混倉(cāng)發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉(cāng)輸送線氣動(dòng)閥（33）、混倉(cāng)A組振動(dòng)器（59）、混倉(cāng)B組振動(dòng)器（60）、混倉(cāng)倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉(cāng)輸送線切換閥（65）、報(bào)警輸出（75）、混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）。其具體流程圖如圖2

30、.8。關(guān)（47）-（49）-（45）開(kāi)（41）關(guān)（25）開(kāi)（39）有料音叉（25）無(wú)料維持現(xiàn)狀（0至3分鐘可調(diào)）關(guān)（23）-（41）-（33）-（35）-（59）-（60）-（55）-（65）-（75）-（39）圖2.8 輸送過(guò)程停止正常停止流程圖輸送過(guò)程緊急停止過(guò)程：1關(guān)混倉(cāng)泄壓電磁閥（47）、混倉(cāng)錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉(cāng)下料氣動(dòng)閥（45）、混倉(cāng)上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉(cāng)發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）、混倉(cāng)發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉(cāng)隔離氣動(dòng)閥（39）、混倉(cāng)輸送線氣動(dòng)閥（32）、混倉(cāng)A組振動(dòng)器（59）或混倉(cāng)B組振動(dòng)器（60）、混倉(cāng)倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)（55）2關(guān)混倉(cāng)輸送線氣刀閥（35）混倉(cāng)輸送線切換閥（65）包

31、裝倉(cāng)切換閥（67）。其具體流程圖如圖2.9。關(guān)（47）-（49）-（45）-（41）-（25）-（23）-（39）-（32）-（59）或（60）-（55）維持現(xiàn)狀（10至90秒可調(diào)）關(guān)（35），（65），（67）圖2.9 輸送過(guò)程緊急停止同一混倉(cāng)的進(jìn)料、循環(huán)、輸送過(guò)程不能同時(shí)進(jìn)行，只能運(yùn)行一種，當(dāng)計(jì)算機(jī)接到由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的指令時(shí)，必須先人工停止前一過(guò)程再啟動(dòng)后一過(guò)程。在輸送過(guò)程中，振動(dòng)器也在兩組之間自動(dòng)進(jìn)行交替運(yùn)行，交替運(yùn)行以3分鐘為周期。2.2.7 部分參數(shù)的可調(diào)節(jié)范圍1、氣刀、倉(cāng)風(fēng)、錐風(fēng)開(kāi)放時(shí)為斷續(xù)供氣，具體調(diào)節(jié)范圍如下：氣刀（9）（10）（29）（35）（36）（30）開(kāi)1-8

32、秒，倉(cāng)風(fēng)、錐風(fēng)（17）（18）（55）（56）（49）（50）（41）（4）開(kāi)0-10秒，關(guān)0-10秒。2、一般報(bào)警告知維持時(shí)間3、管延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間4、進(jìn)料抽真空時(shí)間；進(jìn)料過(guò)程停止，總清過(guò)渡倉(cāng)時(shí)間；進(jìn)料過(guò)程緊急停止，清進(jìn)料管道時(shí)間。5、循環(huán)時(shí)延時(shí)檢測(cè)混倉(cāng)底部上音叉信號(hào)時(shí)間；循環(huán)停止時(shí)，總清混倉(cāng)時(shí)間；循環(huán)緊急停止時(shí)，清混倉(cāng)循環(huán)管道時(shí)間。6、輸送時(shí)延時(shí)檢測(cè)混倉(cāng)底部上音叉信號(hào)時(shí)間；輸送停止時(shí)，總清混倉(cāng)時(shí)間；輸送緊急停止時(shí)，清輸送管道時(shí)間。2.2.8 計(jì)算機(jī)報(bào)警提示隨著工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜化和功能要求的不斷提高，對(duì)PLC控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高?？偩€技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，更使PLC控制系統(tǒng)不斷擴(kuò)大化了，因而對(duì)遠(yuǎn)

33、程控制、群控、數(shù)控、數(shù)據(jù)的修改與交換、故障的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)報(bào)警、各控制點(diǎn)的狀態(tài)顯示以及歷史事件記錄的查詢等智能化控制技術(shù)提出了新的更高的要求。報(bào)警提示音作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中必不可少的一個(gè)部分，在生產(chǎn)的安全、維修等方面起著重要的作用。生產(chǎn)廠家已使PLC具有自我診斷功能來(lái)檢測(cè)其自身的故障，但PLC外部設(shè)備的故障檢測(cè)需要用戶自己設(shè)計(jì)處理。下面對(duì)本次設(shè)計(jì)的報(bào)警功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般報(bào)警告知：所有音叉正常料位有料時(shí)，發(fā)出一個(gè)短音，主要用于提示工作人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常與否進(jìn)行判斷。第二種報(bào)警告知：報(bào)警音維持1060秒（可調(diào)）后消失1、在自動(dòng)控制模式下（21）或（22）有料2、在輸送過(guò)程中（69）或（70）有料3、

34、在輸送過(guò)程中（57）（53）（51）（43）（37）（27）或（58）（54）（52）（44）（38）（28）全無(wú)料第三種報(bào)警告知：報(bào)警音必須在操作人員作出處理后才能消除1、混倉(cāng)上料位計(jì)有料時(shí)2、罐中上音叉有料而罐中下音叉無(wú)料，出現(xiàn)故障即：a. （11）有（5）無(wú) ， b. （12）有（6）無(wú)c. （37）有（27）無(wú) ， d. （38）有（28）無(wú)e. （57）有（53）無(wú) ， f. （58）有（54）無(wú)3、計(jì)算機(jī)發(fā)出指令后，20秒鐘內(nèi)沒(méi)有返回閥門(mén)已打開(kāi)的信號(hào)故障4、在手動(dòng)控制模式下（21）或（22）有料。2.3 摻混PLC控制系統(tǒng)原理圖(見(jiàn)附錄A)第3章 控制系統(tǒng)的方案選擇3.1 系統(tǒng)方案

35、的選擇系統(tǒng)方案選擇的原則是在滿足生產(chǎn)機(jī)械工藝要求確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，力求投資少，效益高和操作方便。根據(jù)課題的要求，本課題的控制系統(tǒng)方案有幾種方案可供選擇：繼電器控制方案、單片機(jī)控制方案、PLC控制方案等。1、繼電器控制方案。由于繼電器在控制電路中有獨(dú)特的電氣、物理特性，其斷態(tài)的高絕緣電阻和通態(tài)的低導(dǎo)通電阻，使得其它任何電子元器件無(wú)法與其相比，加上繼電器標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好、可簡(jiǎn)化電路等優(yōu)點(diǎn)，所以繼電器仍得以廣泛應(yīng)用。隨著科技的飛速發(fā)展，繼電器在程控通信設(shè)備中的使用量還在進(jìn)一步增加。但是由于使用繼電器控制方案接線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外，繼電

36、器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只只有48對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差。繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，可靠性和可維護(hù)性差。再加上使用繼電器控制方案將大大增加成本，因此，該控制系統(tǒng)不適合使用繼電器控制方案。2、單片機(jī)控制方案。單片機(jī)是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，通常片內(nèi)都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。單片機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)片內(nèi)集成的功能越來(lái)越強(qiáng)大，并朝著SOC（片上系統(tǒng)）方向發(fā)展。單片機(jī)有著體積小、

37、功耗低、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、 智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。但是單片機(jī)對(duì)環(huán)境要求較高，一般要在干擾小的場(chǎng)地使用，指令集復(fù)雜，對(duì)編程能力要求較高，可讀性差，實(shí)時(shí)控制相對(duì)于PLC較差。3、PLC控制方案?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備

38、，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。同時(shí)可編程序控制器具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用靈活，編程方便、易于使用，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便，維修方便、維修工作量小，功能完善等特點(diǎn)。3.2 系統(tǒng)方案的確定相對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器控制方案來(lái)說(shuō),PLC在技術(shù)角度上大大方便了電控設(shè)計(jì)人員，其系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，維護(hù)方便，在體積、可靠性、耗電量等性能方面都有很大程度的提高，從而帶動(dòng)成本的節(jié)約，而且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控，這一系列的優(yōu)點(diǎn)使PLC很快被人們接受并代替繼電器控制方案，廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)控制中。相對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō),PLC本身固有的穩(wěn)定性和可靠性特點(diǎn)

39、決定了它在自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)不可取代的地位。PLC擠占部分單片機(jī)的市場(chǎng)。PLC相比單片機(jī)具有高可靠性，易于開(kāi)發(fā)，擴(kuò)展性好，通訊簡(jiǎn)單的，這些優(yōu)點(diǎn)促使很多的設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)時(shí)選用PLC作為設(shè)備的控制器。總之，現(xiàn)代的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中,多數(shù)產(chǎn)家都采用PLC作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制。在未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC仍然能夠引導(dǎo)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC將在各個(gè)領(lǐng)域更加適應(yīng)不同客戶的要求。眾所周知，目前我國(guó)仍有許多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，都是采用繼電器控制，除了可靠性差外，設(shè)計(jì)程序也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計(jì)以及施工的設(shè)計(jì)，圖面的工作量很大，這勢(shì)必造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)

40、計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來(lái)輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫(xiě)程序并把它存儲(chǔ)在EEPROM模塊中去，需要加工哪個(gè)產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時(shí)調(diào)用，這既方便、簡(jiǎn)單又可保密。開(kāi)發(fā)這種軟件對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，非常具有實(shí)際意義。僅此一點(diǎn)也深受生產(chǎn)及設(shè)計(jì)者的歡迎。綜上所述，該控制系統(tǒng)的控制方案應(yīng)選PLC控制方案為宜。3.3 PLC控制方案的優(yōu)點(diǎn)PLC控制方案有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)（1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)（2）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高（3）硬件配套齊全，用戶使用方便（

41、4）無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試量少（6）維修工作量少，維修方便（7）體積小，能耗低第4章 控制系統(tǒng)PLC與元器件選型4.1 PLC的選型4.1.1 PLC選型的基本原則產(chǎn)品的種類也越來(lái)越多。不同型號(hào)的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)

42、充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1）最大限度地滿足被控對(duì)象的

43、控制要求（2）保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠（3）力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便（4）適應(yīng)發(fā)展的需要綜合以上選型原則，本課題懸著三菱FX2N系列可編程序控制器作為控制器。三菱FX2N系列編程器是日本三菱公司近年推出的小型高性能整體式PLC。它是FX2的更新?lián)Q代型，由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、特殊模塊和特殊單元組成。FX2N系列PLC的輸出電路也有三種：繼電器型，雙向晶閘管型和晶體管型。基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊均可選擇不同的輸出方式。產(chǎn)品有FX2N-16M128M等多種型號(hào)可供選擇。4.1.2輸出元件的點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)和配置在確定了控制對(duì)象的控制任務(wù)和選擇好PLC的機(jī)型后，即可安排輸入、輸出的配置，

44、并對(duì)輸入、輸出進(jìn)行地址編號(hào)。分配I/O地址時(shí)要注意以下問(wèn)題：1、設(shè)備I/O地址盡可能連續(xù)；2、相鄰設(shè)備I/O地址盡可能連續(xù)；3、輸入/輸出I/O地址分開(kāi)；4、每一框架I/O地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會(huì)增加系統(tǒng)成本；5、充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號(hào)聯(lián)系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的內(nèi)部連線。因此系統(tǒng)輸入輸出分配如下：摻混PLC控制系統(tǒng)輸入點(diǎn)共占用40個(gè)點(diǎn)，其中包括音叉料位開(kāi)關(guān)20個(gè)和啟動(dòng)按鈕20個(gè)。其具體分配情況如表41所示。表4-1：摻混PLC控制系統(tǒng)輸入點(diǎn)X分配表輸入地址 名 稱編號(hào)備注X0

45、00過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送罐下音叉5X001過(guò)度倉(cāng)1輸送氣動(dòng)閥7X002過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送罐上音叉11X003過(guò)渡倉(cāng)1下料氣動(dòng)閥15X004過(guò)渡倉(cāng)1音叉21X005過(guò)渡倉(cāng)1輸送線切換閥19X006過(guò)渡倉(cāng)2輸送線切換閥20X007過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送罐下音叉6X010過(guò)渡倉(cāng)2輸送線氣動(dòng)閥8X011過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送罐上音叉12X012過(guò)渡倉(cāng)2下料氣動(dòng)閥16X013過(guò)渡倉(cāng)2音叉22X014混倉(cāng)1輸送線氣動(dòng)閥33X015混倉(cāng)1隔離氣動(dòng)閥39X016混倉(cāng)1下料氣動(dòng)閥45X017混倉(cāng)1倉(cāng)體上音叉57X020混倉(cāng)1倉(cāng)體下音叉53X021混倉(cāng)1錐體音叉51X022混倉(cāng)1上罐音叉43X023混倉(cāng)1發(fā)送罐上音叉37X024混倉(cāng)1發(fā)送罐下音叉

46、27續(xù)表4-1X025混倉(cāng)1循環(huán)線氣動(dòng)閥31X026混倉(cāng)1切換閥63X027混倉(cāng)2輸送線氣動(dòng)閥32X030混倉(cāng)2隔離氣動(dòng)閥40X031混倉(cāng)2下料氣動(dòng)閥46X032混倉(cāng)2倉(cāng)體上音叉58X033混倉(cāng)2倉(cāng)體下音叉54X034混倉(cāng)2錐體音叉52X035混倉(cāng)2上罐音叉44X036混倉(cāng)2發(fā)送罐上音叉38X037混倉(cāng)2發(fā)送罐下音叉28X040混倉(cāng)2循環(huán)線氣動(dòng)閥34X041混倉(cāng)2切換閥64X042混倉(cāng)1輸送線切換閥65X043混倉(cāng)2輸送線切換閥66X044包裝倉(cāng)1切換閥67X045包裝倉(cāng)2切換閥68X046包裝倉(cāng)2音叉70X047包裝倉(cāng)1音叉69摻混PLC控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)共占用54個(gè)點(diǎn)，其中包括切換閥8個(gè)、氣刀

47、閥6個(gè)、泄壓閥2個(gè)、氣動(dòng)閥12個(gè)、松動(dòng)風(fēng)18個(gè)、振動(dòng)器2臺(tái)、電磁閥2個(gè)，伴管8個(gè)。其具體分配情況如表42所示。表4-2：摻混PLC控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)Y分配表輸出地址名 稱編號(hào)備注Y000過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)1Y001過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)3Y002過(guò)渡倉(cāng)1輸送氣動(dòng)閥7Y003過(guò)渡倉(cāng)1輸送氣刀閥9Y004過(guò)渡倉(cāng)1發(fā)送罐泄壓閥13Y005過(guò)渡倉(cāng)1下料氣動(dòng)閥15Y006過(guò)渡倉(cāng)1錐體松動(dòng)風(fēng)17Y007過(guò)渡倉(cāng)1輸送線切換閥19Y010過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)2Y011過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)4Y012過(guò)渡倉(cāng)2輸送氣動(dòng)閥8Y013過(guò)渡倉(cāng)2輸送氣刀閥10續(xù)表42Y014過(guò)渡倉(cāng)2發(fā)送罐泄壓閥14Y015過(guò)渡倉(cāng)2下料

48、氣動(dòng)閥16Y016過(guò)渡倉(cāng)2錐體松動(dòng)風(fēng)18Y017過(guò)渡倉(cāng)2輸送線切換閥20Y020混倉(cāng)1發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)23Y021混倉(cāng)1發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)25Y022混倉(cāng)1輸送線氣動(dòng)閥33Y023混倉(cāng)1輸送線氣刀閥35Y024混倉(cāng)1隔離氣動(dòng)閥39Y025混倉(cāng)1上罐松動(dòng)風(fēng)41Y026混倉(cāng)1錐體松動(dòng)風(fēng)49Y027混倉(cāng)1倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)55Y030混倉(cāng)2發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)24Y031混倉(cāng)2發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)26Y032混倉(cāng)2輸送線氣動(dòng)閥34Y033混倉(cāng)2輸送線氣刀閥36Y034混倉(cāng)2隔離氣動(dòng)閥40Y035混倉(cāng)2上罐松動(dòng)風(fēng)42Y036混倉(cāng)2錐體松動(dòng)風(fēng)50Y037混倉(cāng)2倉(cāng)體松動(dòng)風(fēng)56Y040混倉(cāng)1泄壓電磁閥47Y041混倉(cāng)1循環(huán)線氣動(dòng)閥3

49、1Y042混倉(cāng)1循環(huán)線氣刀閥29Y043混倉(cāng)1切換線63Y044混倉(cāng)1下料氣動(dòng)閥45Y045混倉(cāng)2泄壓電磁閥48Y046混倉(cāng)2循環(huán)線氣動(dòng)閥32Y047混倉(cāng)2循環(huán)線氣刀閥30Y050混倉(cāng)2切換線64Y051混倉(cāng)2下料氣動(dòng)閥46Y052混倉(cāng)2輸送線切換閥66Y053混倉(cāng)1輸送線切換閥65Y054包裝倉(cāng)2切換閥68Y055包裝倉(cāng)1切換閥67Y056包裝倉(cāng)1松動(dòng)風(fēng)73Y057包裝倉(cāng)2松動(dòng)風(fēng)74Y060混倉(cāng)1A組振動(dòng)器59Y061混倉(cāng)1B組振動(dòng)器60續(xù)表42Y062混倉(cāng)2A組振動(dòng)器61Y063混倉(cāng)2B組振動(dòng)器62Y064-Y067第一組伴管1-471由M7控制Y070-Y073第二組伴管1-472由M8

50、控制Y074報(bào)警輸出75根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)，以及考慮到今后對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充使用，要保留1/8的裕量，因此我們選用的PLC型號(hào)為三菱公司的FX2N系列，其選擇如下：基本單元：FX2N-80MR-001（輸入點(diǎn)40點(diǎn)，輸出點(diǎn)40點(diǎn)）擴(kuò)展單元：FX2N-48ER（輸入點(diǎn)24點(diǎn)、輸出點(diǎn)24點(diǎn)）4.2 摻混PLC控制系統(tǒng)元件編號(hào)圖(見(jiàn)附錄B)4.3 PLC的外部接線圖及擴(kuò)展單元接線圖(見(jiàn)附錄C)4.4 元器件型號(hào)選擇4.4.1 物料檢測(cè)儀表由于被測(cè)對(duì)象種類繁多,檢測(cè)的條件和環(huán)境也有很大差別,所以物位檢測(cè)的方法有多種多樣,以滿足不同生產(chǎn)過(guò)程的測(cè)量要求。按應(yīng)用習(xí)慣分為接觸式和非接觸式兩大類,目前應(yīng)用的接觸式

51、物位儀表主要包括：重錘式、電容式、差壓式、浮球式等。非接觸式主要包括：射線式、超聲波式、雷達(dá)式等。在本控制系統(tǒng)中，采用的是機(jī)械接觸式料位計(jì)，它又可以分為旋轉(zhuǎn)葉輪式、重錘式和音叉式等幾種。重錘探測(cè)式料位計(jì)是機(jī)械-電子系統(tǒng)模擬人工探測(cè)方式來(lái)檢測(cè)料位的?？捎糜诟邷丶胺蹓m環(huán)境，量程大，可連續(xù)測(cè)量。但由于接觸式測(cè)量，易受物料的影響，如加料時(shí)不能測(cè)量，因?yàn)榇藭r(shí)重錘易被覆蓋，影響電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械故障率高，維護(hù)量大，大量程時(shí)測(cè)量周期長(zhǎng)。另外，還有一種超聲波式物位計(jì)，它是非接觸式的，能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，但是價(jià)格較高，太貴了，不是很劃算，經(jīng)過(guò)比較決定選用實(shí)惠一點(diǎn)的音叉式料位計(jì)。 CTS-YG型音叉式料位開(kāi)關(guān)依

52、靠壓電晶體使叉體產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)叉體被物料覆蓋時(shí),振動(dòng) 減弱,這一變化通過(guò)電子電路檢出后輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量,可用于上、下限位控制或上下限報(bào)警。使用簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,在冶金、建材、化工、輕工、 煤碳、糧食等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是：1、運(yùn)行可靠。該限位開(kāi)關(guān)無(wú)可動(dòng)元件.機(jī)械及電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一經(jīng)安裝投運(yùn)后無(wú)需維護(hù)2、無(wú)需調(diào)校由于該限位開(kāi)關(guān)的檢測(cè)不受介質(zhì)電特性及密度變化的影晌,所以無(wú)論檢測(cè)何種物料，安裝完畢即可使用，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試其主要技術(shù)指標(biāo)為： 1、供電電壓：DC24V.DC18-55V或AC50-220V 50HZ 2、工作溫度叉體-40l50 儀表-2070 3、輸出方式DC24V供電時(shí)為繼電器輸出(AC220VlA) AC50220V/50HZ供電時(shí)為兩線輸出(4.4W77W) DCl855V供電時(shí)為集電極開(kāi)路輸出(NPN,350mA) 4、功耗直流供電時(shí)0.25W 交流供電時(shí)1.5W 5、動(dòng)作延遲l3秒 6、最大顆粒被測(cè)物料應(yīng)在叉股間自由通過(guò)(建議小于l0mm) 4.4.2 電磁閥電磁閥的選用原則有以下四點(diǎn)：一、適用性    工作壓差，管路最高壓差在小于0.04MPa時(shí)，應(yīng)選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動(dòng)式和分步直動(dòng)式；最低工作壓差大于0.04MPa時(shí)，可選用先導(dǎo)式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)