潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計【2013年最新整理畢業(yè)論文】

重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 1 緒論 . 1 1.1 本題設計的背景 . 1 1.2 本題設計的內容 . 1 1.3 本課題設計的目的和意義 . 2 2 系統(tǒng)控制方案的設計 . 3 2.1 潤滑油脫水凈化掛車的描述 . 3 2.2 控制系統(tǒng)的選定 . 3 2.2.1 PLC 的特點 . 3 2.2.2 PLC 的選定及其在本設計中的應用 . 4 2.3 系統(tǒng)設計的基本步驟 . 5 3 潤滑油脫水凈化掛車系統(tǒng)硬件方面的設計 . 7 3.1 潤滑油脫水凈化掛車的基本結構 . 7 3.2 定位控制系統(tǒng)結構設計 . 8 3.2.1 定位控制系 統(tǒng)的組成 . 8 3.2.2 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的原理 . 8 3.3 各執(zhí)行元件的選擇 . 9 4 潤滑油脫水凈化掛車系統(tǒng)軟件方面的設計 . 10 4.1 可編程控制器的選擇 . 11 4.1.1 PLC 的概述 . 11 4.1.2 PLC 的選型 . 12 4.2 定位控制系統(tǒng)程序設計 . 16 4.2.1 檢測點分布 . 16 4.2.2 電氣系統(tǒng)部分設計 . 17 4.3 PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖設計 . 18 4.4 PLC 控制系統(tǒng)的調試 . 19 總結 . 21 致謝 . 22 參考文獻 . 23 文獻綜述 . 25 附錄一： PLC 程序 . 30 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 I 摘 要 本設計針對目前 潤滑油脫水凈化掛車 ，結合目前科學技術領域的最新研究成果，設計了一種技術較先進、性能可靠、自動化程度較高的 潤滑油脫水凈化掛車控制 系統(tǒng)。本設計的指導思想立足于提高 潤滑油脫水凈化掛車 系統(tǒng)的可靠性、安全性和高效性。本系統(tǒng)所采用的 PLC 技術 對其他控制 系統(tǒng)也有一定的借鑒意義。 本文針對 潤滑油脫水凈化掛車 控制系統(tǒng)中存在的問題，把 PLC 可編程序控制器應用于 潤滑油脫水凈化掛車 控制系統(tǒng)上，并進行了較深入的研究。 本文闡述了 潤滑油脫水凈化掛車 系統(tǒng) 的 PLC 控制的一些基本思路和方法，并著重介紹了 PLC 工作特點及運行原理，還介紹了 艾默生 EC20-2012BRA 可編程控制器的 主要功能模塊及應用。 關鍵詞 : 潤滑油脫水凈化掛車 控制系統(tǒng) PLC 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 II Abstract The design of the current oil dehydration trailer, combined with the latest research achievements of the current field of science and technology, the design of the lubricating oil dehydration is a more advanced technology, reliable performance, high degree of automation of the cleaning Trailer control system. The design of the guiding ideology based on the improvement of lubricating oil purification trailer system reliability, safety and efficiency. This system uses PLC technology also has certain reference significance for other control system. Aiming at oil dehydration Trailer control problems in the system, the PLC programmable controller is applied to the lubricating oil purification Trailer control system, and a more in-depth studies. This paper expounds the trailer system lubricating oil dewatering and purification of PLC control of some of the basic ideas and methods, and emphatically introduces the working characteristic and operation principle of PLC, the main function module and application of Emerson EC20-2012BRA programmable controller is also presented. Keywords: oil dehydration trailer control system PLC 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 1 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 1 緒論 1.1 本題設計的背景 水、空氣、固體顆粒是機械設備的潤滑油中最常見的外來污染物。水使油品產(chǎn)生乳化，加速油液氧化變質，生成酸，使添加劑水解和油膜強度變差，降低其潤滑性能；細微的水滴使油液變渾濁、粘度發(fā)生變化，低溫性能差，同時，還會導致金屬腐蝕和疲勞?？諝鈺铀儆鸵貉趸?，產(chǎn)生泡沫，降低液壓系統(tǒng)剛度，動作反應遲緩，因氣穴而損壞油泵。固體顆粒會嚴重損壞系統(tǒng)元件，如果長期在油液系統(tǒng)中循環(huán)，它將起研磨劑的作用，加速機械元件的 磨損。所以，機械設備的潤滑油使用一段時間后，必須進行凈化處理，排除其中的外來污染物，恢復潤滑油的使用性能。 已經(jīng)開發(fā)出的潤滑油凈化機或裝置的型號規(guī)格很多，但多數(shù)是獨立的機體，使用時需要起吊裝在運輸車上運到現(xiàn)場，很不方便。特別是需要在線凈化處理大型船舶、工程機械使用的潤滑油以及儲油容器中的潤滑油時，其適應性顯得更差。因此，需要對已有的潤滑油凈化機或裝置加以改進，而潤滑油脫水凈化掛車具有以下優(yōu)點 :采用先進的大面積組合脫水技術，脫氣脫水效率高；采用強風冷凝除水，增強了設備輸出功率，延長了真空泵使用壽命； 采用復合微孔過濾技術，可滿足各種過濾精度要求；結構緊湊，裝拆容易。 1.2 本題設計的內容 本課題的主要內容是基于艾默生 EC20系列 PLC的潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的設計，通過對掛車控制系統(tǒng)的設計 ,實現(xiàn)對潤滑油脫水凈化的控制。在本設計中我主要做了一下幾方面的工作： 1.PLC 控制系統(tǒng)的硬件選擇 2.PLC 電路圖設計 3.PLC 控制軟件的設計 4.完成對 PLC 軟件的調試。在本次課題設計過程中主要考慮以下幾點： 1深入的了解和分析潤滑油脫水凈化掛車的工藝條件和控制要求。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 2 2根據(jù)潤滑油脫水凈化掛車的控制系統(tǒng) 的功能要求，確定系統(tǒng)的設計系統(tǒng)結構。 3根據(jù)所設計的場所，選擇電動機的類型。 4根據(jù) I/O 的點數(shù)選擇合適的 PLC 的類型。 5分配 I/O 點，分配 PLC 的輸入、輸出點。 6設計潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的梯形圖設計。 7將程序輸入 PLC 程序進行調試，查出錯誤，讓程序更加完善。 1.3 本課題設計的目的和意義 本課題設計的目的是設計出一個能有效的控制掛車完成對潤滑油進行脫水凈化的系統(tǒng)，并且此系統(tǒng)要盡量簡潔明朗，便于人員操作。 本課題的意義在于能夠使?jié)櫥兔撍畠艋瘨燔嚬ぷ鞲又悄芑?，讓?滑油脫水凈化掛車能更有效的脫除潤滑油中的水分、氣體和雜質，還能脫除潤滑油中的揮發(fā)物，如酒精、汽油、柴油等，使其恢復質量，能方便的在線凈化處理各種大型裝備、工程機械、儲油容器等各類設備中的潤滑油，適合于船舶、電力、交通等機械設備上各種被污染的潤滑油的凈化。 本課題能夠提高我自身的能力，讓我更深入了解 PLC 系統(tǒng)設計，能夠掌握控制系統(tǒng)的設計步驟流程以及方案設計，能夠具備控制系統(tǒng)硬件設計、軟件編程與調試等能力。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 3 2 系統(tǒng)控制方案的設計 2.1 潤滑油脫水凈化掛車的描述 已經(jīng)開發(fā)出的潤滑油凈化機或裝置的型號規(guī)格很多，但多數(shù)是獨立的機體，使用時需要起吊裝在運輸車上運到現(xiàn)場，很不方便。特別是需要在線凈化處理大型船舶、工程機械使用的潤滑油以及儲油容器中的潤滑油時，其適應性顯得更差。因此，需要對已有的潤滑油凈化機或裝置加以改進，使之具有更強的適應性。潤滑油脫水凈化掛車能方便的在線凈化處理各種大型裝備、工程機械、儲油容器等各類設備中的潤滑油。因此，最終確定研究對象為潤滑油脫水凈化掛車。 2.2 控制系統(tǒng)的選定 2.2.1 PLC 的特點 1.可靠性高，抗干擾能力強 高可靠 性是電氣控制設備的關鍵性能。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造 ,內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達 30 萬小時。一些使用冗余 CPU的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。從 PLC 的機外電路來說，使用 PLC 構成控制系統(tǒng)和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低 ,此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診 斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2.配套齊全，功能完善，適用性強 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 4 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合 .除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3.易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC 的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事打開了方便之門。 4.系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短 ,同時維護也變得 容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種 ,小批量的生產(chǎn)場合。 5.體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 2.2.2 PLC 的選定及其在本設計中的應用 根據(jù)以上 PLC 的各種特點，并全面考慮潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的要求，本設計選用 PLC 作為潤滑油脫水凈化掛車的控制系統(tǒng)。在本設計中， PLC 會有以下幾個方面的應用： 1.開關量 的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2.模擬量控制 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 5 在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉換及 D/A 轉換。 PLC 產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉換模塊，使可編程控制器用于模擬 量控制。 3.運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量 I/O 模塊連接位和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合 4.過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC 能編制各種各樣控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。PID 處理一般是運行專用的 PID 子程序。過程控制在冶金、化工、熱爐控制等場合有非常廣泛的應用。 5.數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè) 中的一些大型控制系統(tǒng)。 2.3 系統(tǒng)設計的基本步驟 潤滑油脫水凈化掛車系統(tǒng)設計與調試的主要步驟，如圖 2.1 所示 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 6 圖2.1 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的設計步驟 在本次課題設計過程中主要考慮以下幾點： 1深入的了解 和分析潤滑油脫水凈化掛車的工藝條件和控制要求。 2根據(jù)凈化掛車的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設計系統(tǒng)結構。 3根據(jù)所設計的場所，選擇各執(zhí)行元件的類型。 4根據(jù) I/O 的點數(shù)選擇合適的 PLC 的類型。 5分配 I/O 點，分配 PLC 的輸入 、輸出點。 6設計潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的梯形圖設計。 7將程序輸入 PLC 程序進行調試，查出錯誤，讓程序更加完善。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 7 3 潤滑油脫水凈化掛車系統(tǒng)硬件方面的設計 3.1 潤滑油脫水凈化掛車的基本結構 潤滑油脫水凈化掛車的立體示意圖如圖 3.1 所示： 圖 3.1 潤滑油脫水凈化掛車的立體示意圖 1.潤滑油脫水凈化掛車，由掛車底盤和潤滑油凈化機組組成；掛車底盤包括車身（ 1）、車輪（ 2）、連接在車身前部的中軸管（ 3）、連接在中軸管中下部的前導輪（ 4）、連接在中軸管前端的牽引桿（ 5）、連接在中軸管上且位于 牽引桿之后的制動裝置（ 6），其特征在于：潤滑油凈化機組設在掛車底盤的車身（ 1）上。 2.所述的潤滑油脫水凈化掛車，其特征在于：所述的潤滑油凈化機組包括連接在掛車底盤的車身上的方艙箱體（ 7）、設在方艙箱體內的真空罐（ 8），通過管道與真空罐連接的真空泵（ 9）；通過管道與真空罐連接的加熱器（ 10）、與加熱器連接的粗濾器（ 11）、重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 8 粗濾器與進油管連接；通過管道與真空罐連接的氮膜分離器（ 14）；還包括設在方艙箱體（ 7）一側的電控箱及操作面板（ 15）。 3.所述的潤滑油脫水凈化掛車，其特征在于：在真空罐與真空泵連接管道間 設有冷卻風扇（ 16）、冷凝器（ 17）和冷凝水收集器（ 18）。 4.所述的潤滑油脫水凈化掛車，其特征在于：方艙箱體（ 7）內設有進油管卷盤（ 19）、儲油罐卷盤（ 20）和電纜卷盤（ 21）。 3.2 定位控制系統(tǒng)結構設計 3.2.1 定位控制系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)主要由： PLC、電氣傳動部分、檢測部分、手動控制部分、支架模型組成。 PLC 程序設計要求： 1.能手動控制真空泵、油泵、加熱器、冷卻風扇啟動跟停止 2.能基本實現(xiàn)潤滑油自動脫水凈化 3.真空泵和冷卻風扇要最先啟動 4.在真空罐中壓力到達一定值時油泵啟動 5.在油液溫度沒達到指定溫度時，油液路線要形成內循環(huán)，循環(huán)加熱 6.溫度到達指定值，整個控制整個系統(tǒng)開始脫水凈化 7.設計時要考慮到進油速率過慢導致油泵空載 8.設計時要考慮到精濾器堵塞導致過載，要做好過載保護 3.2.2 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的原理 整個潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計由一臺 PLC 對掛車上的裝置進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過 PLC 控制載掛車上各裝置以完成對潤滑油脫水凈化的操作。各裝置的啟動停止由 PLC 根據(jù)當前脫水凈化需要的步驟，按照相應的需求開停。 潤滑油脫水凈化掛車控制系 統(tǒng)使用弱電系統(tǒng)實現(xiàn)控制。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集、報警與控制輸出。 PLC 輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關斷。當發(fā)生意外時，按下急停開關，斷掉所有電機的電源，使個裝置無法繼續(xù)運行，以保護人員及設備的安全。 系統(tǒng)輸出控制信號包括控制電機運行信號，控制電磁閥得、失電信號，控制加重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 9 熱器運行信號。 潤滑油脫水凈化掛車是一種比較典型的跨學科機電一體化產(chǎn)品，集機械、電子、信息技術于一體。其中，電子技術、信息技術和傳感技術的合理運用與組合構成了掛車的控制系統(tǒng)。潤滑油脫水凈化掛車的控制系統(tǒng)是 整個車庫系統(tǒng)的重要組成部分，也是掛車系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機構是“四肢”，框架是“軀體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著掛車的每個運作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進行監(jiān)控。 潤滑油脫水凈化掛車的系統(tǒng)控制原理：操作者 (人 )要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺 (界面 )把啟動信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識別的控制信息通過輔助設備驅動執(zhí)行結構，來完成潤滑油脫水凈化的運作。 3.3 各執(zhí)行元件的選擇 1.確定真空泵 根據(jù)整個潤滑油脫水凈化掛車真空系統(tǒng)參數(shù)要求：工作真空度要小于 0.09MPa，抽氣 速度達到 15L/S。本設計選用了 2X-15A 型號的真空泵，該型號真空泵的主要技術參數(shù)如下： 抽氣速率： 15L/S 極限壓力： 6x10-2Pa 轉速： 470 r/min 額定功率： 1.5 KW 2.確定輸油泵 根據(jù)整個潤滑油脫水凈化掛車對處理流量參數(shù)要求：處理流量為 6M3/h。本設計選用了 Y100L1-4型號的輸油泵，該型號輸油泵的主要技術參數(shù)如下： 功率： 2.2KW 電壓： 380V 電流： 5A 轉速： 1430 r/min 3.確定加熱器 根據(jù)整個掛車加熱系統(tǒng)的要求：加熱器要分成兩組，剛開始內循環(huán)加熱時需要重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 10 大功率 加熱，后期只需 小功率 加熱。本設計選用了額定電壓為 AC380V 的加熱器 ，其加熱電阻分為兩組，一組為大功率 36KW（ 12KWx3），一組為小功率 18KW（ 6KWx3)。 4.確定冷 卻 風扇 根據(jù)整個凈化掛車系統(tǒng)的相關性能要求：噪音要小于 90dB，抽氣速度要達到15L/S。本設計選用了電機額定功率為 0.1KW、額定電壓為 220V 的冷 卻 風扇。 根據(jù)以上執(zhí)行元件可以繪制出主電路圖如圖 3.2： 圖 3.2 PLC 主電路圖 4 潤滑油脫水凈化掛車系統(tǒng)軟件方面的設計 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 11 4.1 可編程控制器的選擇 4.1.1 PLC 的概述 PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是 :一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程序控制器是六十年代末在美國首先出現(xiàn) 的，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（ Sequence Controller)。 提出 PLC 概念的是美國通用汽車公司。當時，根據(jù)汽車制造業(yè)生產(chǎn)線的需要，希望用電子化的新型控制器替代繼電器控制盤，以減少汽車改型時，重新設計制造繼電器控制盤的成本和時間。隨著半導體技術尤其是微處理器和微型計算機技術的發(fā)展， 到七十年代中期以后， PLC 已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出組件和外圍電路也都采用了中 、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的“ PLC”已不再是僅有邏輯 （ Logic）判斷功能了，同時具有數(shù)據(jù)處理、 PID 調節(jié)和數(shù)據(jù)通訊功能。 美國電氣制造商協(xié)會 NEMA（ National Electrical Manu-factory Association）從 1976 年開始，經(jīng)過四年的調查，于 1980 年把它正式命名為可編程序控制器，簡稱“ PC” . 可編程序控制器硬件由部分構成 : 1.中央處理器（ Central Processor Unit 簡稱 CPU）：它是可編程序控制器的心臟部分。 CPU 由微處理器（ Microproce-ssor）存儲 實際控制邏輯的程序存儲器和存儲數(shù)據(jù)、變量的數(shù)據(jù)儲器構成。 2.電源 （ Power Supply）：給中央處理器提供必需的工作電源。 輸入組件（ Inputs）：輸入組件的功能是將操作開關和現(xiàn)場信號送給中央處理器?，F(xiàn)場信號可能是開關量、模擬量或針對某一特定目的使用的特殊變量。 3.輸出組件（ Outputs）：輸出組件接收 CPU 的控制信號，并把它轉換成電壓或電流等現(xiàn)場執(zhí)行機構所能接收的信號后，傳送控制命令給現(xiàn)場設備的執(zhí)行器。 輸入輸出（簡稱 I/O）是可編程序控制器的“手”和“腳”或者叫作系統(tǒng)的“眼睛”和“視覺”。輸重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 12 入信 號包括按扭開關、限位開關、接近開關、光電傳感器、熱電偶、熱電阻、位置檢測開關和編碼器等。輸出信號包括繼電器、指示燈、顯示器、電機啟動等直流和交流設備。 4.編程器（ Programmer）：在正常情況下，編程器用于系統(tǒng)初始狀態(tài)的配置，控制邏輯程序編制和加載，不能對系統(tǒng)操作。編程器也可用于控制程序的調試和控制系統(tǒng)故障時作為檢查故障的有效工具。 4.1.2 PLC 的選型 首先應估計需要的 PLC 規(guī)模，然后選擇功能和容量滿足要求的 PLC 1. PLC 規(guī)模的估算 能否完成預定的控制人任務所需要的 PLC 的規(guī)模 ，主要取決于設備對輸入、輸出點的需求量和控制過程的難易程度。估算 PLC 需要的各種類型的輸入、輸出點數(shù)，并據(jù)此估算出用戶的存儲容量，是系統(tǒng)設計中的主要環(huán)節(jié)。 （ 1） 輸入、輸出點統(tǒng)計 為了準確地統(tǒng)計出被控設備對輸入、輸出點的總需求量，可以把被控設備的信號源一一列出，并認真分析輸入、輸出點的信號類型。 除統(tǒng)計大量的開關量輸入、輸出點外，其他類型的輸入、輸出點也要分別進行統(tǒng)計。 PLC 與真空泵電機、輸油泵電機、加熱器、冷凝風扇電機等設備連接，所需專用接口也應一起列出來。輸入 /輸出（ I/O） 地址分配如圖 4.1： 輸入信號 輸 出 信號 名稱 代號 輸入點編號 名稱 代號 輸入點編號 SB1 X0 手動 /自動 KM1 Y0 真空泵 SB2 X2 急停 KM3 Y1 加熱 1 SB3 X4 真空泵啟動 KM5 Y2 冷卻風扇 SB4 X6 油泵啟動 YA2 Y3 中間閥 SB5 X10 加熱 1 啟動 KM4 Y4 加熱 2 SB6 X12 加熱 2 啟動 YA1 Y5 進油閥 SB7 X14 真空泵停止 KM2 Y6 油泵 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 13 SB8 X16 油泵停止 YA3 Y7 出油閥 SB9 X20 加熱 1 停止 SB10 X22 加熱 2 停止 SB11 X13 停止 X1 壓力傳感器 X3 高液位傳感器 X5 溫度傳感器 X7 低液位傳感器 X11 過壓傳感器 SB12 X15 啟動 圖 4.1 輸入 /輸出（ I/O）地址分配 考慮到在實際安裝、調式和應用中還可能會發(fā)現(xiàn)一些估算中未預見到的因素，需要根據(jù)實際情況增加一些輸入、輸出信號。因此，要按統(tǒng)計數(shù)再增加 15%到 20%的輸入、輸出點數(shù)，以備將來調整、 擴充使用。 （ 2） 存儲容量的估算 小型的 PLC 的用戶存儲器是固定的，不能隨意的擴充選擇。因此，選購 PLC 時，要注意它的用戶存儲器容量是否夠用。 用戶程序占用內存的多少與多種因素有關，例如，輸入、輸出點的數(shù)量和類型，輸入、輸出量之間關系的復雜程度，需要進行運算的次數(shù)，處理量的多少，程序結構的優(yōu)劣等，這些都與內存容量有關。因此，在用戶程序編寫、調試好以前，很難估算出 PLC 所應配置的存儲容量。一般只能根據(jù)輸入、輸出的點數(shù)及其類型，控制的繁簡程度加以估算。一般粗略的估計方法是： （輸入點數(shù) +輸出點數(shù)） X（ 10 12） =指令語句數(shù) 在按上述數(shù)據(jù)估算后，通常再增加 15% 20%的備用量，作為選擇 PLC 內存容量的依據(jù)。 2. PLC 的選擇 根據(jù)圖 4.1 可以看出需要 16 個輸入， 8 個輸出，所以初步選取了艾默生重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 14 EC20-2012BRA 型號的 PLC。該 PLC 的特性如圖 4.2 型號 電源電壓 輸入 /輸出點數(shù) 輸入信號電壓 輸出類型 中斷脈沖輸入 脈沖輸出 EC20-2012BRA 90 264VAC 20/12 24VDC 繼電器 有 無 圖 4.2 該 PLC 硬件圖如下圖 4.3，說明見圖 4.4 圖 4.3 1數(shù)據(jù)備份用鈕扣電池安裝座，安裝一只 CR2032鈕扣型鋰電池 9 35mmDIN 槽安裝鎖扣，用于 DIN 槽安裝方式 2電源輸入端子 10信號輸出端子 3信號輸入端子 11系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈 4輸入信號狀態(tài)指示燈 12通訊端口 COM1，同時提供 RS485和 RS232兩種電平 5 26pin 母線插座，用于連接擴展模塊 13通訊端口 COM0， RS232電平，插座為 Mini DIN8 6輸出信號狀態(tài)指示燈 14系統(tǒng)運行控制開關，有 ON、 TM、 OFF 三個 檔位 7主模塊結構緊固螺釘，用于緊固 PLC 結構上下蓋 15模擬電位器（兩只） 8模塊安裝孔，用于螺釘安裝方式 圖 4.4 PLC 產(chǎn)品的種類、型號很多，他們的功能、價格、使用條件各不相同。在選用時，重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 15 除輸入，輸出點外，一般還應考慮 以下 幾個方面的問題 ： （ 1） PLC 的功能 PLC 的功能要與說完成的控制任務相適應，這是最基本的要求。如果選用的 PLC功能不恰當或功能太強，則很多功能用不上，就會造成不必要的浪費；如果所選的功能不強，又滿足不了控制任務的要求。 一般 機械設備的單機自動控制多屬簡單的順序控制，只要選用具有邏輯運算、定時器、計數(shù)器等基本功能的小型 PLC 就可以了。 如果控制任務復雜，包括了數(shù)值計算、模擬信號處理等內容，就必須選用具有數(shù)值計算功能、模 /數(shù)和數(shù) /模轉換功能的中型 PLC。 在本設計中只需用單機自動控制，所以 PLC 選取 EC20-2012BRA 可以滿足本設計的功能要求。 （ 2） 輸 入 電路模塊 PLC 的輸入直接與被控設備的一些輸出量相連。因此，除按前述統(tǒng)計結果考慮輸入點數(shù)外，還要選好傳感器等?？紤]輸入點的參數(shù)，主要是選擇它們的 工作電壓和工作電流。 輸入點的工作電壓、工作電流的范圍應與被控設備的輸出值（包括傳感器等的輸出）相適應，最好不經(jīng)過轉換就能直接相連。 本設計中輸入信號的電壓只需要 24V， EC20-2012BRA 型 PLC 滿足條件。 (3)輸出電路模塊 輸出電路模塊的任務是將 PLC 的內部輸出信號變換成可以驅動執(zhí)行機構的控制信號。除考慮輸出點數(shù)外，在選擇時通常還要注意下面兩個問題 : 1.輸出電路模塊允許的工作電壓、電流應大于負載的額定工作電壓、電流值。對于燈絲負載、容性負載、電動機負載等， 要注意啟動沖擊電流的影響，應留有較大的余量。 2.對于感性負載，應注意在斷開瞬間可能產(chǎn)生很高的反向感應電動勢。為避免這種感應電動勢擊穿元器件或干擾 PLC 主機的正常工作，應采取必要的抑制措施。 在本設計中負載大多都是電動機負載，負載額定電壓比較大， EC20-2012BRA 型重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 16 號的 PLC 采用繼電器輸出可以控制，且 輸出電路形式外接電源既可以是直流，也可以是交流。 所以 EC20-2012BRA 型號的 PLC 完全符合本設計的要求，本設計最終選定艾默生EC20-2012BRA 型號的 PLC。 4.2 定位 控制系統(tǒng)程序設計 4.2.1 檢測點分布 （ 1）真空罐內壓力是否到達檢測 采用壓敏傳感器在真空罐內進行檢測。壓敏傳感器在真空罐內，當真空泵啟動后，真空罐內壓力開始減小，當壓力減小到壓敏傳感器設定的值時，傳感器得電，經(jīng)PLC 程序使進油閥打開，加熱 1啟動，冷卻風扇啟動。 （ 2）油液是否到達真空罐高位檢測 采用液位傳感器在真空罐高位進行檢測。液位傳感器在真空罐內高位，當真空罐內油液因為負壓作用到達指定高度的時候，高液位傳感器得電，經(jīng) PLC 程序使進油閥關閉，中間閥打開，油泵打開，使油液能夠在系統(tǒng) 內部循環(huán)加熱。 （ 3）油液溫度是否到達指定溫度檢測 采用溫敏傳感器在真空罐內進行檢測。溫敏傳感器在真空罐內，當真空罐油液溫度經(jīng)過循環(huán)加熱后，油液溫度上升到指定溫度，溫敏傳感器得電，經(jīng) PLC 程序使出油閥、進油閥打開，中間閥關閉，并是加熱器換到加熱 2 模式。 （ 4）油液是否到達真空罐低位檢測 采用液位傳感器在真空罐低位進行檢測。液位傳感器在真空罐內低位，真空罐內的出油速度高于進油速度，真空罐內油液高度降低，當?shù)竭_低位傳感器位置時，傳感器得電，經(jīng) PLC 程序控制油泵關閉，停止出油，液位升高，直至到 達高液位。 （ 5）精濾器是否過載檢測 采用壓敏傳感器在精濾器內進行檢測。壓敏傳感器在精濾器內，當精濾器內堵塞，造成壓力過大，傳感器得電，經(jīng) PLC 程序控制整個系統(tǒng)急停，全部停止工作。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 17 4.2.2 電氣系統(tǒng)部分設計 PLC 接線設計：在潤滑油脫水凈化掛車中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是真空泵、油泵、風扇電機和加熱器，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內實現(xiàn)按一定的順序開停，其次是掛車內的各種輔助裝置，如各閥門的開閉等。同時在車庫中還采用了一些傳感器如溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器， 其控制原理圖見圖4.5 所示。 圖 4.5 PLC 控制原理圖 傳感器選型： 1.液位傳感器 高低液位傳感器都選用液位傳感器，該液位傳感器 全不銹鋼結構，具有精度高，抗干擾、防雷擊等特點。廣泛用于水箱水位、消防水池水位、污水處理池液位、水罐水位測量與控制場合。也稱為投入式液位傳感器，水箱液位傳感器、水重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 18 庫水位傳感器、水池水位傳感器。 2.溫度傳感器 溫度傳感器選用金諾的型號溫度傳感器，該傳感器 經(jīng)精密的封裝工藝生產(chǎn)而成，具有靈敏度高，穩(wěn)定性好，耐腐蝕，壽命長，安裝方便等優(yōu)點?？捎糜?任何高低及潮濕等惡劣環(huán)境。能迅速準確地檢測被測物體的溫度，并把信號送到控制系統(tǒng)中，適用于鋼軌，油缸，可直接投入液體中，使用方便。 適用溫度： -40-+200 供電電壓： 12V 24V 3.壓力傳感器 真空罐中壓力傳感器和過載壓力傳感器都選用英國 Druck 的 PMP4000 放大輸出壓力傳感器，其測量范圍為 7KMa 70MPa。 4.3 PLC 控制系統(tǒng)的梯形圖設計 根據(jù)本設計的需求， PLC 控制系統(tǒng)設計的控制流程圖如圖 4.6 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 19 圖 4.6 程序流程圖 根據(jù) 程序流程圖編寫潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)的程序梯形圖見 附錄 1 4.4 PLC 控制系統(tǒng)的調試 PLC 控制 系統(tǒng)的調試工作，一般來說都是由系統(tǒng)硬件，軟件設計者本人承擔，調試者應對設備，生產(chǎn)現(xiàn)場的控制要求非常了解，對自己設計的 PLC 程序了如指掌，因此，調試所需要的基本技術資料準備一般比較充分與具體。通常情況下，調試人員應具備以下資料，以開展并完成調試工作。 1.設備的控制要求匯總表 2.設備電氣控制控制原理圖 3.設備電氣接線圖 4.設備電氣元件布置圖 5.PLC 使用手冊，編程手冊 6.設備 PLC 程 序清單（初稿） 7.PLC 特殊功能模塊，專用控制裝置（如變頻器，驅動器等）的使用說 明書等。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 20 設備的控制要求匯總表是系統(tǒng)設計的依據(jù)，也是檢驗系統(tǒng)軟件，硬件設計正確與否的標準，在調試階段，需要根據(jù)以上要求， 逐一試驗 PLC 的用戶程序的設計 正確性。 設備電氣控制原理示意圖，電氣接線圖，電氣元件布置圖是檢查系統(tǒng)硬件連接，安裝的技術文件。在調試階段或維修時必須以此為依據(jù)來檢查系統(tǒng)的硬件連接情況或確認故障部位，資料必須與實際線路，元器件安裝相等。 PLC 使用與編程說明書，既是調試人員調 試用戶程序，對 PLC 程序進行修改的參考資料，也是其他人員分析，理解 PLC 程序，詳細了解，分析機床的動作過程，動作條件動作順序以及各信號之間的邏輯關系的依據(jù)。用于最終調試或維修的 PLC 程序清單應是設備生產(chǎn)廠家的設計人員在完成調試后的最終版本。 結合以上資料完成系統(tǒng)調試的調試工作。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 21 總結 隨著世界的發(fā)展，我國的技術水平也不斷提高。所以對技術的要求也越來越高，我們所研發(fā)的設備也更加追求高智能化，所以本設計針對潤滑油脫水凈化掛車研究了一套智能化較高 的控制系統(tǒng)。在這次設計中我深入了解了有關 PLC 的知識，我知道了要完成一個 PLC 系統(tǒng)設計是必須按照一定步驟進行的。為了能更好的完成此次設計我查閱的很多相關資料，從資料中我學習到了， PLC 也是分為很多型號的，每個型號的功能各不相同。要想選擇一個合適潤滑油脫水凈化掛車的 PLC，是必須經(jīng)過多方面考慮的，首先最先就是要確定輸入輸出點，然后根據(jù)輸入輸出的數(shù)量去粗選 PLC 型號。然而要想確定 PLC 型號，我們還要考慮所選 PLC 功能是否滿足，輸入輸出電壓是否合適等條件。 在本設計中我明白了 PLC 的軟件設計，程序的編寫是一項非 常嚴謹?shù)墓ぷ?，我們必須在編寫程序梯形圖前先畫好程序流程圖，這樣我們才能更高效有條不紊的完成程序的編寫工作。 完成此次設計對我?guī)椭艽?，讓我?PLC 有了比較深的理解，但 PLC 作為我們專業(yè)發(fā)展的一個方向，要想真正學好它，我還有很長的路要走，而此次的畢業(yè)設計恰為我的發(fā)展方向奠定了一個基礎。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 22 致 謝 為期一個學期的畢業(yè)論文已接近尾聲了，我的 四 年大學生涯也即將 畫 上句號。畢業(yè)設計是我對這 四 年來的大學生活進行總結，是對我們學的知識的一個測試，也是一個自我的檢驗。 在這 里我要特別感謝我的指導老師 龔 老師的熱情關懷和悉心指導。一個好的設計，僅僅依靠自己的力量是很難完成的，因為你總會遇見困難，或許老師的一個簡單提示就可以讓你豁然開朗、讓你茅塞頓開，在此次設計過程中，我深刻體會到了這一點的重要性，在我 做畢業(yè)設計 的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在 設計的 構思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了龔 老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學識、深厚的學術素養(yǎng)、嚴謹?shù)闹螌W精神和一絲不茍的工作作風使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。如 果沒有他的努力工作，此次設計的完成將變得非常困難。 然后還要感謝大學 四 年來所有的老師，為我打下扎實的專業(yè)知識基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了他們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利完成。 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 23 參考文獻 1王永華 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC應用技術 M.北京 :北京航空航天大學出版社 ,2010 2王巖 .淺談 PLC控制技術的特點及發(fā)展方向 J.蘭州工業(yè)高等?？茖W校 ,2011, 18(1): 41-42 3陳彬兵 ,魏躍國 .PLC技術的發(fā)展趨勢 J.四川大學 ,2008, 10(22): 76-77 4秦雪峰 .PLC的未來發(fā)展趨勢 J.（天津）自動化科技有限公司 ,2011, 2(12): 29-31 5施尚英 .PLC的現(xiàn)狀與發(fā)展淺談 J.四川職業(yè)技術學院 ,2010, 17(10): 20-22 6陳潔 .新技術形勢下 PLC的發(fā)展前景 J.機械工程與自動化 ,2004, 20(4): 84-84 7李正吾等編著，機電一體化技術及其應用 M，機械工業(yè)出版社， 1990 8史殿義 ,劉吉東 .PLC的現(xiàn)狀及發(fā)展分析 J.計算機與網(wǎng)絡 ,2004, 27(22): 53-55 9王廣才 ,王蕾 .二十一世紀 PLC發(fā)展方向 J.油氣田地面工程 ,2004, 15(3): 26-27 10陳潔 .現(xiàn)代 PLC控制技術與發(fā)展 J.電機電器技術 ,2004, 12(3): 19-20 11陳有根 ,危韌勇 .可編程序控制器概述 J.大眾用電雜志 ,2003, 22(1): 34-35 12黃晚青 .試論 PLC技術及其應用 J.中國高新技術企業(yè) ,2009, 17(14): 55-56 13魏志精 .可編程控制器應用技術 M.北京 :電子工業(yè)出版社 ,1994 14廖常初 .PLC的發(fā)展趨勢 J.電氣時代 ,2003, 19(12): 10-12 15陳鳳蘭 .軟 PLC技術的發(fā)展趨勢與應用前景 J.電力學報 ,2006, 21(2): 2-3 16張華龍 .圖解 PLC與電氣控制 M.北京 :人民郵電出版社 ,2009 17于慶廣 .可編程控制器原理及系統(tǒng)設計 .北京：清華大學出版社， 2004 18陳宏 .可編程控制器 (PLC)的選型 J.化工進展 .2003， 22(12)： 1354 1356. 19鐘肇新等 .可編程控制器原理及應用 . 華南理工大學出版社 .第 4版 .2008.2 20殷洪義，吳建華， PLC原理與實踐 M.北京：清華大學出版社， 2008.10 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 24 21馮清秀，鄧星鐘，機電傳動控制 .武漢：華中科技大學出版社， 2011.6 22廖曉鐘 .電力電子技術與電氣傳動 M.北京：北京理工大學出版社， 2000 23陳堅 .電力電子學 M.2版 .北京：高等教育出版社， 2004 重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 25 文獻綜述 一、 前言 水、空氣、固體顆粒是機械設備的潤滑油中最常見的外來污染物。水使油品產(chǎn)生乳化，加速油液氧化變質，生成酸，使添加劑水解和油膜 強度變差，降低其潤滑性能；細微的水滴使油液變渾濁、粘度發(fā)生變化，低溫性能差，同時，還會導致金屬腐蝕和疲勞?？諝鈺铀儆鸵貉趸a(chǎn)生泡沫，降低液壓系統(tǒng)剛度，動作反應遲緩，因氣穴而損壞油泵。固體顆粒會嚴重損壞系統(tǒng)元件，如果長期在油液系統(tǒng)中循環(huán)，它將起研磨劑的作用，加速機械元件的磨損 1。所以，機械設備的潤滑油使用一段時間后，必須進行凈化處理，排除其中的外來污染物，恢復潤滑油的使用性能。已經(jīng)開發(fā)出的潤滑油凈化機或裝置的型號規(guī)格很多，但多數(shù)是獨立的機體，使用時需要起吊裝在運輸車上運到現(xiàn)場，很不方便。特別是需要在線 凈化處理大型船舶、工程機械使用的潤滑油以及儲油容器中的潤滑油時，其適應性顯得更差。因此，需要對已有的潤滑油凈化機或裝置加以改進，而潤滑油脫水凈化掛車具有以下優(yōu)點 :采用先進的大面積組合脫水技術，脫氣脫水效率高；采用強風冷凝除水，增強了設備輸出功率，延長了真空泵使用壽命；采用復合微孔過濾技術，可滿足各種過濾精度要求；結構緊湊，裝拆容易。 本設計即是基于日趨成熟和自動化程度不斷提高的 PLC 技術，是針對目前潤滑油脫水凈化掛車的控制系統(tǒng)設計， 本文根據(jù)目前國內外學者對可編程控制器和 潤滑油脫水凈化掛車 的研究成果，借鑒他們 的理論和原理，將它們運用在 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng) 設計中。這些文獻給與本文很大的參考價值，本文主要查閱了近幾年中外有關于可編程控制和 潤滑油脫水凈化掛車 的書籍，論文和文獻期刊。 二、 PLC 的相關論述 工業(yè)控制計算機 (簡稱工控機 )是以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置，目前已成為工業(yè)控制的標準設備，被廣泛地應用于各行各業(yè)，工控機是實現(xiàn)生產(chǎn)自動化的最佳配套產(chǎn)品，而工業(yè)可編程序控制器 (PLC)則在工控領域中占有主要的地位。 plc具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 26 PLC 的定義有許多種。國際電工委員會（ iec）對 plc 的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計 2。從結構上， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 plc 包括 cpu板、 i/o 板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合 成一個不可拆卸的整體。模塊式 plc 包括 cpu 模塊、 i/o 模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 1、 我國工業(yè)控制計算機的發(fā)展 20 世紀 40 年代末 50年代初，我國的流程工業(yè)規(guī)模很小，設備陳舊，必要的調節(jié)主要靠最簡單的測量儀表由人工操作運行。 50 年代末 60 年代初，我國研制生產(chǎn)的傳感器、變送器、調節(jié)器、執(zhí)行器等，基本上能顯示過程狀態(tài)，實現(xiàn)調節(jié)意圖，最終命令執(zhí)行器完成對工藝流程的調節(jié)要求。 70 年代初，我國自行研制的工控機開始應用于工業(yè)過程控制，它部分地取代了原來控制室內的儀 表。但由于受當時電子器件性能的限制，工控機本身的可靠性遠不如現(xiàn)在，工控機帶來的控制集中引起“危險”集中。70 年代末，分散型控制系統(tǒng) (DCS)進入工控領域，解決了“危險”集中的問題，還解決了一些復雜的控制。 dcs 可建立通信網(wǎng)絡，為大工廠生產(chǎn)帶來許多方便，但其價格一直居高不下。 80 年代初，適應性較強的總線型工控機 (std)應運而生， std 總線技術的推廣和應用，使工控機的功能更加強化 8。 2、 工業(yè)可編程序控制器 (PLC)發(fā)展趨勢 PLC 作為工控機的一員，在主要工業(yè)國家中成為自動化系統(tǒng)的基本電 控裝置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、體積小、價格適宜等特點。據(jù)統(tǒng)計，當今世界plc 生產(chǎn)廠家約 150 家，生產(chǎn) 300 多個品種。 2000 年銷售額約為 86 億美元，占工控機市場份額的 50%， plc 將在工控機市場中占有主要地位，并保持繼續(xù)上升的勢頭。PLC 在 60年代末引入我國時，只用作離散量的控制，其功能只是將操作接到離散量輸出的接觸器等，最早只能完成以繼電器梯形邏輯的操作。新一代的 plc 具有 pid 調節(jié)重慶理工大學畢業(yè)設計 潤滑油脫水凈化掛車控制系統(tǒng)設計 27 功能，它的應用已從開關量控制擴大到模擬量控制領域，廣泛地應用于航天、冶金、輕工、建材等行業(yè) 3。但 plc 也面 臨著其它行業(yè)工控產(chǎn)品的挑戰(zhàn)，各廠家正采取措施不斷改進產(chǎn)品，主要表現(xiàn)為以下幾個方面： (1).微型、小型 PLC 功能明顯增強 很多有名的 PLC 廠家相繼推出高速、高性能、小型、特別是微型的 plc。三菱的fxos14 點 (8 個 24vdc 輸入， 6 個繼電器輸出 )，其尺寸僅為 58mm 89mm，僅大于信用卡幾個毫米，而功能卻有所增強，使 plc 的應用領域擴大到遠離工業(yè)控制的其它行業(yè)，如快餐廳、醫(yī)院手術室、旋轉門和車輛等，甚至引入家庭住宅、娛樂場所和商業(yè)部門。 (2).集成化發(fā)展趨勢增強 由于控制內容的復雜化和高難度化，使 PLC 向集成化方向發(fā)展， plc 與 pc 集成、plc 與 DCS 集成、 plc 與 pid 集成等，并強化了通訊能