PLC烘干機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、第1章烘干機(jī)的概述第2章控制方案論證2.1單片機(jī)控制2.2繼電器控制2.3編程序控制器控制2.4結(jié)論第3章控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1雙面站拖動(dòng)電機(jī)控制線路設(shè)計(jì)3.2.1配置拖動(dòng)電機(jī)和電器元件3.2.2繪制拖動(dòng)電機(jī)的控制線路原理圖3.2雙面站液壓拖動(dòng)控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.2.1配置PLCI/O元件，選擇PLO號3.2.2分配PLCI/O元件，繪制PLCI/O接線圖第4章控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)主程序4.2設(shè)計(jì)公用子程序4.3設(shè)計(jì)手動(dòng)工作方式子程序4.4設(shè)計(jì)單周/連續(xù)工作方式子程序第5章PLC程序的調(diào)試5.1調(diào)試主程序5.2調(diào)試公用子程序第1章烘干機(jī)的概述烘干機(jī)是干燥物品的專用設(shè)備。在干燥物品時(shí)，

2、為保證物品質(zhì)量，減小烘干機(jī)零件損耗，除要求溫度能自動(dòng)控制外，還需要問斷通風(fēng)。烘房內(nèi)裝有電接點(diǎn)溫度計(jì)TJ,用來檢測烘房溫度。當(dāng)加熱器通電時(shí)，烘房加熱升溫；通風(fēng)機(jī)通電時(shí)，烘房通風(fēng)。當(dāng)烘房的溫度升至需要溫度時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì)的接點(diǎn)閉合；當(dāng)烘房的溫度低丁需要溫度時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì)的接點(diǎn)斷開。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，要求烘干機(jī)按圖1所示的過程循環(huán)往復(fù)的工作，直至按下停止按鈕時(shí)為止。某一烘房，在干燥物品時(shí)，除要求溫度能自動(dòng)控制外，還需要問斷通風(fēng)，其主電路如圖1所示。圖1烘干機(jī)主電路圖烘房內(nèi)裝有電接點(diǎn)溫度計(jì)TJ,用來檢測烘房溫度。當(dāng)加熱器通電時(shí)，烘房加熱升溫；通風(fēng)機(jī)通電時(shí)，烘房通風(fēng)。當(dāng)烘房的溫度升至需要溫度時(shí)，電接點(diǎn)

3、溫度計(jì)的接點(diǎn)閉合；當(dāng)烘房的溫度低丁需要溫度時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì)的接點(diǎn)斷開。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，要求烘干機(jī)按圖2所示的過程循環(huán)往復(fù)地工作，直至按下停止按鈕時(shí)為止。%升溫一T停止加熱_竺也L通風(fēng)機(jī)停止*umnT通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)蘭旬二通風(fēng)機(jī)停止山川低于需要溫度rCL；/曰*升溫T圖2烘干機(jī)工作過程示意圖第2章控制方案論證目前應(yīng)用丁烘干機(jī)控制系統(tǒng)主要有繼電器控制系統(tǒng)、PLC和單片機(jī)控制系統(tǒng)。2.1單片機(jī)控制方式它是用程序?qū)崿F(xiàn)各種復(fù)雜的控制，功能最強(qiáng)。工作方式采用中斷處理，響應(yīng)也較快，價(jià)格比PLC要低。但它的程序修改難度較大，可靠性比PLC要差，也需要設(shè)計(jì)專門的接口電路和抗干擾措施。在使用時(shí)要求有較好的工作環(huán)境，維

4、護(hù)技術(shù)也較高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，調(diào)試技術(shù)難度大，需要有系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)知識。它需要設(shè)計(jì)和制作輸入接口電路、輸出接口電路、放大電路和印刷電路板，設(shè)計(jì)制作工作量大，周期長，而且它的抗擾能力很弱，對環(huán)境的適應(yīng)性差。2.2繼電器控制方式由丁繼電器控制設(shè)計(jì)出的線路也比較復(fù)雜，因而電器控制裝置的制造周期較長，造價(jià)相應(yīng)較高，維修也不方便?？刂葡到y(tǒng)完成后，若控制任務(wù)發(fā)生變化，如某些生產(chǎn)工藝流程的變動(dòng)，則必須通過改變接線才能實(shí)現(xiàn)。另外，由丁接線程序控制系統(tǒng)中器件、接線較多，所以其平均無故障時(shí)間較短。采用繼電器控制方案，有如下缺點(diǎn)：不僅繼電器本身容易出現(xiàn)誤動(dòng)作，特別是觸頭氧化及鐵芯與銜鐵弄臟后的吸力不足，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)

5、動(dòng)不靈活而出現(xiàn)被卡燒壞線圈等故障，給維護(hù)過程帶來極大不便，甚至?xí)绊懻I運(yùn)工作，而且勢必使硬件接線量大且復(fù)雜?？傊?，繼電器控制系統(tǒng)的靈活性和通用性較低，故障率較高。2.3可編程序控制器控制方式可編程序控制器的推廣應(yīng)用在我國得到了迅猛發(fā)展，可編程序控制器已經(jīng)大量應(yīng)用在引進(jìn)設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備中器。PLC控制具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1) 、編程方法簡單易學(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。(4) 、無觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗十?dāng)_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。綜上所述，據(jù)烘十機(jī)對控制系統(tǒng)的要求，因此，對于可編程控制器(P

6、LC)有這股優(yōu)點(diǎn)，我們可以考慮用PLC來設(shè)計(jì)烘十機(jī)控制系統(tǒng)！第3章控制系統(tǒng)的碩件設(shè)計(jì)3.1電器元件的選擇PLC控制系系統(tǒng)的硬件選擇主要包括可編程控制器的選型、電源模塊的選型、接觸器、輸入/輸出的開關(guān)量和按鈕的選擇等。下面分別對其一一進(jìn)行分析選擇各電器元件的型號。3.1.1可編程控制器(PLQ的選型A、可編程序控制器物理結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將可編程序控制器分為整體式和模塊式，整體式每一I/O點(diǎn)有平均價(jià)格比模塊式的便宜,小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。根據(jù)烘十機(jī)的控制要求可選用整體式可編程序控制器。如三菱公司生產(chǎn)的FX2n系列可編程序控制器。8可編程序控制器I/0點(diǎn)數(shù)的確定確定I

7、/0點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備對可編程序控制器輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的總需求，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)留有10%20%勺裕量，以備今后對系統(tǒng)改進(jìn)和擴(kuò)充時(shí)使用。可選用FX1S-10MR-001型號，即I/O點(diǎn)數(shù)為10個(gè)、基本單元、繼電器輸出型。C、存儲(chǔ)容量的選擇初步估算，對于僅需開關(guān)量控制的系統(tǒng)，將I/0點(diǎn)數(shù)乘以8,就是所需的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)，這一要求一般都能滿足。對于此烘十機(jī)設(shè)計(jì)控制電路總電源開關(guān)SA1,手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)SA2,一個(gè)啟動(dòng)按鈕SB1,一個(gè)預(yù)停按鈕SB2,手動(dòng)加熱按鈕SB3,手動(dòng)通風(fēng)按鈕SB4，電源啟動(dòng)按鈕SB電源停止按鈕SBQ電接點(diǎn)溫度計(jì)TJ,熱繼電器FR熔斷器FU,電動(dòng)機(jī)M接觸器KMKM1KM

8、所以選擇FX1s-10MR-001它的I/O點(diǎn)數(shù)為10個(gè)，則存儲(chǔ)器的容量為80個(gè)存儲(chǔ)字。3.1.2輸入輸出模塊的選擇可編程控制器輸入模塊是檢測并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場設(shè)備的高電平信號為機(jī)器內(nèi)部電平信號。由于這是工業(yè)環(huán)境下進(jìn)行,主電路采用交流電源供電，由于該工藝環(huán)境溫度不高，十?dāng)_因素也少，故采用與主電路相同的交流電源供電，并采用220V電壓供電。輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號。烘十機(jī)采用繼電器輸出模塊。3.2電動(dòng)機(jī)、電氣控制線路設(shè)計(jì)Fit通風(fēng)機(jī)電機(jī)FXls-1OMR-O)1手動(dòng)/自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)停手劫加熱手動(dòng)通風(fēng)1X0LNXIcomX3YOX4YlX5COM123圖2總電路圖本原理圖

9、有兩個(gè)線圈：KMKM1KM2。其中KM1是控制升溫的線圈，KM2是控制通風(fēng)的線圈，KM為外部電源輸入線圈。如上圖所示，當(dāng)SA2斷開時(shí)，按下SB1時(shí)，KM1線圈得電,KM1的常開觸點(diǎn)閉合使的電熱絲通電升溫。KM1斷電后，KM2的線圈得電，KM2的常開觸點(diǎn)閉合使的通風(fēng)機(jī)工作。當(dāng)SA2閉合時(shí)，即手動(dòng)操作的時(shí)候，當(dāng)按下SB3時(shí)，KM1線圈通電，KM1的常開觸點(diǎn)閉合使的電熱絲通電升溫，松開SB3時(shí)，升溫結(jié)束；當(dāng)按下SB4時(shí)，KM咨圈通電，KM2的常開觸點(diǎn)閉合使通風(fēng)電機(jī)啟動(dòng)，松開SB4時(shí)，通風(fēng)結(jié)束。用到這兩個(gè)線圈圖中SA是外部線路停止開關(guān)。FR是熱繼電器起到斷電保護(hù)作用。熔斷器FU起到過電流保護(hù)的作用。3

10、.3PLC的I/O接線圖根據(jù)順序功能圖和電氣原理圖，考慮到有效的利用可編程控制器的資源，對輸入點(diǎn)數(shù)量必須要很好的考慮。需要的輸入信號的點(diǎn)主要有手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)SA2,一個(gè)啟動(dòng)按鈕SB1,一個(gè)預(yù)停按鈕SB2,手動(dòng)加熱按鈕SB3,手動(dòng)通風(fēng)按鈕SB4,電接點(diǎn)溫度計(jì)TJ,可知輸入點(diǎn)共有6個(gè)。加上輸出點(diǎn)包括升溫、通風(fēng)?？芍枰x擇的PLC型號為FX1S-10MR-001這樣我們便可以設(shè)計(jì)出I/O接線圖。圖3PLC的I/O接線圖第4章控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.2順序功能圖設(shè)計(jì)及過程分析根據(jù)烘干機(jī)控制系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)出順序功能圖如下XLT2-/M1QT2-MIO圖5順序功能圖其過程分析如下:(1) 、升溫當(dāng)需要干

11、燥的物品放入烘干機(jī)內(nèi)，按下啟動(dòng)按鈕SB1,M1加熱器通電，烘房加熱升溫。(2) 、停止加熱當(dāng)烘房的溫度升至需要溫度時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì)的接點(diǎn)閉合(TJ為ON,使得M1斷電(加熱器停止加熱)，同時(shí)定時(shí)器T0得電，定時(shí)器T0設(shè)定的時(shí)間為1min。(3) 、通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)當(dāng)?shù)?步的定時(shí)器T0定時(shí)的時(shí)間到后使得通風(fēng)機(jī)M3尋電，通風(fēng)機(jī)M3啟動(dòng),同時(shí)定時(shí)器T1得電，定時(shí)器T1設(shè)定的時(shí)間為5min。(4) 、通風(fēng)機(jī)停止或升溫當(dāng)?shù)?步的定時(shí)器T1定時(shí)的時(shí)間到后，如果溫度低丁需要溫度，則返回到M1升溫，如果電接點(diǎn)溫度計(jì)的節(jié)點(diǎn)依然閉合(TJ為ON，則通風(fēng)機(jī)停止，即通風(fēng)機(jī)M3斷電，同時(shí)定時(shí)器T2得電，定時(shí)器T2設(shè)定的時(shí)間為

12、2min。(5) 、是否重復(fù)啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)當(dāng)定時(shí)器T2定時(shí)的時(shí)間到后，判斷烘房溫度是否低丁需要溫度，溫度低丁需要溫度(X1為OFF則返回到M1,如果不低丁需要溫度(即X1為ON且預(yù)停按鈕未閉合，則重復(fù)第3、第4步，若預(yù)停按鈕閉合，則返回初始步MQ(6) 、停止按下停止按鈕SB2,只有在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后，才停止操作，停止在初始狀態(tài)。4.1設(shè)計(jì)主程序4.2設(shè)計(jì)公用子程序4.3設(shè)計(jì)手動(dòng)工作方式子程序4.4自動(dòng)程序設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)圖6主程序的梯形圖通過I0.0觸點(diǎn)的接通/閉合狀態(tài)，來分別進(jìn)行手動(dòng)子程序/自動(dòng)子程序的調(diào)用。4.2設(shè)計(jì)公用子程序SM0.111.0M0.05110M0.0II(日)6

13、I02I04I03M0.0M2.0I1IpHI，()M20圖6公用子程序的梯形圖在公用子程序中加入了預(yù)停程序，其操作過程：按下預(yù)停按鈕SB2后，I0.4動(dòng)作，控制烘干機(jī)啟動(dòng)的I0.3在運(yùn)行完這一輪的程序循環(huán)后斷開。急停程序操作過程：按下SB3后，I0.5動(dòng)作，控制烘干機(jī)啟動(dòng)的I0.3立即斷開。通過上述過程可實(shí)現(xiàn)預(yù)停和急停的功能4.3設(shè)計(jì)手動(dòng)工作方式子程序10.B110QO.1Q0.0107Q0.0QO1I1I()圖6手動(dòng)程序的梯形圖手動(dòng)程序操作過程：SA撥至手動(dòng)擋處時(shí)：按下SB4進(jìn)行手動(dòng)升溫，I0.6作用，KM1線圈開始觸發(fā)升溫；為了避免與其他動(dòng)作同時(shí)作用，11.0（溫度反饋）和Q.01（通風(fēng)

14、）此時(shí)斷開。按下SB5進(jìn)行手動(dòng)通風(fēng)，I0.7作用，KM2線圈開始觸發(fā)通風(fēng)效果，為了避免同與其他動(dòng)作時(shí)作用，Q0.1（通風(fēng)）此時(shí)斷開。利用以上程序，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。4.4自動(dòng)程序設(shè)計(jì)M0.4M0.51MU.311.0M04T39I1.0MQ5T40M0.3T37M0.3IIc:)M0.2(R)1MQ.2T38T39INTONPT100msT40INTONPT100m$1200-11.0M0.4M0.3R)1M2.0M0.5M0.4CR)111.010.1MO.OI1IIIII(:)M2.0M0.4JILh：R)1M2.010.2II_(:)M0.5L_(R)1I0.2M0.1II_(:)M0.

15、3L_(R)1M0.1M0.4R)1M0.1QOOI（）M02137|inton600-PT100eeM03Q0.1IIH-pH：）138flNTON3000-PTlOQmw圖7自動(dòng)程序的梯形圖自動(dòng)程序操作過程：當(dāng)開關(guān)SA撥至連續(xù)擋時(shí)：按下SB1，常開觸點(diǎn)I0.0閉合，此時(shí)啟動(dòng)烘干機(jī)，KM1作用升溫至所需溫度后停止加熱，運(yùn)用接通延時(shí)定時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)升溫后延遲1min后接著KM2作用通風(fēng)；通風(fēng)5min后通風(fēng)機(jī)停止2min,然后再啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)停止，若低丁所需溫度則繼續(xù)循環(huán)進(jìn)行。4.6元件清單輸名稱符號輸名稱符號型號入X0手動(dòng)/自動(dòng)切換SA2出繼電器KM1CJ12-100X1啟動(dòng)按鈕SB1Y1繼電器KM

16、2CJ12-100X2預(yù)停按鈕SB2繼電器KMCJ12-100X3手動(dòng)加熱SB3X4手動(dòng)通風(fēng)SB4X5電接點(diǎn)溫度計(jì)TJ電源啟動(dòng)按鈕SB5電源停止按鈕SB6控制電路總電源廠關(guān)SA1序名稱符號型號01電動(dòng)機(jī)MJD2-31-602電阻絲R03熱繼電器FR04熔斷器FURL1-604.7指令清單根據(jù)烘干機(jī)的工作流程得出自動(dòng)控制程序功能圖，然后根據(jù)順功能圖設(shè)計(jì)自動(dòng)控制程序梯形圖。由編程軟件FXGPXIhffi寫出梯形圖，該程序轉(zhuǎn)換生成相應(yīng)的指令表可寫入到可編程控制器而用丁控制烘干機(jī)的工作。所得的程序活單如下：0LDM80021ORxooo2MPS3ANIX0054ESTMO5MPP6ANDX0057SE

17、TMO8LDXOOO9ZESTMl14LDXOOO15CJPO18Pl19LDM800220LDM421ANDT222ANDMIO23OEB24ORMO25ANIMl26OUTMO27LDMO28ANDX00129ORM330OBM431ANIX00532OEMl33ANIM234OUTMl35OUTY00036LDMlM537ANDX00538ORM239ANIM340OUTM241OUTTO44LDM245ANDTO46LDM547ANDT348ORB49OEM350ANIMl51ANIM452OUTM353OUTY00154OUTT157LDM358ANDT159ORM460ANIMO6

18、1ANIMl62ANIM563OUTM464OUTT267LDM468ANDT289ANIMIO70ORM571ANIM372OUTM573OUTT376LDX00277ORMIO78ANIX00179OUTMIO80PO81LDIXOOO82CJPl85LDX00386ANIX00587OUTY00088LDX00489OUTY001K600K3000K1200第5章可編程序控制器控制系統(tǒng)的調(diào)試設(shè)計(jì)調(diào)試過程如下圖:Y交付使用心得體會(huì)本次設(shè)計(jì)使所學(xué)的可編程控制器知識得以鞏固，同時(shí)也使我感受到PLC對我們生活的重要性。因?yàn)樵谝郧暗恼n程設(shè)計(jì)中我感受頗多，雖然我的基礎(chǔ)知識不是很牢固，但是一次次的課程

19、設(shè)計(jì)使我收獲很多。上面有很多按鈕剛開始的時(shí)候根本不回操作，后來回了但是也是知其然不知其所以然。通過這次PLC的課程設(shè)計(jì)，我逐漸了解到它的工作原理和設(shè)計(jì)者的思想。因?yàn)橥ㄟ^這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了FX2N系列可編程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)、外部接線方法和指令的運(yùn)用，以及寫入和編輯程序的方法，掌握了用以轉(zhuǎn)換為中心編程方式編制簡單梯形圖程序，更進(jìn)一步地掌握了編程器的使用方法和調(diào)試程序的方法。了解到關(guān)于一般電氣控制設(shè)計(jì)的要求，通過設(shè)計(jì)和復(fù)習(xí)，鞏固了所學(xué)的課程，使所學(xué)知識牢固掌握并靈活運(yùn)用。接到老師給的任務(wù)書后。在經(jīng)過第一天的查資料和連續(xù)兩天把課本都從頭看了一遍，以及向?qū)W得好的同學(xué)的請教，到第三天晚上才有了點(diǎn)進(jìn)展。難而設(shè)計(jì)過程中要考慮很多的環(huán)節(jié)，不是一件很容易的事。我通過翻閱大量有關(guān)資料，在自己努力和老師，同學(xué)的幫助下終于完成了本次設(shè)計(jì)。經(jīng)過自己的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)程序，我想對我以后的學(xué)習(xí)和工作會(huì)很有幫助，因?yàn)樗刮业膭?dòng)手能力得到了鍛煉與提高，