綜合控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-PLC工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng).doc

綜合控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)題目： PLC工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng) 院、 系：電子信息工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 090420311 指導(dǎo)教師： 2012年 09月目 錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)二、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的前言三、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的內(nèi)容四、正確、合理地進(jìn)行編程元件資源的分配五、主程序的設(shè)計(jì)六、設(shè)計(jì)梯形圖控制程序七、智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)八、設(shè)計(jì)體會(huì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)是在生物、電子、食品、醫(yī)藥、醫(yī)療等現(xiàn)代生產(chǎn)生活當(dāng)中，要求與自然環(huán)境嚴(yán)格隔離情況下，產(chǎn)生的人行通道控制設(shè)備。自動(dòng)檢測(cè)執(zhí)行警示節(jié)能等新興技術(shù)及設(shè)計(jì)理念的引入，使得該P(yáng)LC控制系統(tǒng)更具實(shí)用性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。作為綜合控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)，本題目擬完成以下工作： 1. 熟練掌握專業(yè)電工電子技術(shù)。2. 了解掌握工業(yè)用風(fēng)淋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工作原理。3. 自主設(shè)計(jì)一個(gè)典型的PLC控制系統(tǒng)，含以下部分及功能： I 通道A、B門開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)（可見光傳感器）聲音提示等。II 通道A、B門電磁聯(lián)動(dòng)鎖控（節(jié)能模式）。強(qiáng)制紅外檢測(cè)（40KMZ，主被動(dòng)方式不限）風(fēng)淋啟動(dòng)及定時(shí)（099S）控制。二、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的前言隨著我國(guó)航空技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)產(chǎn)品的日新月異，現(xiàn)代的航空科研生產(chǎn)的微型化、精細(xì)化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性對(duì)環(huán)境要求不斷提高，科研生產(chǎn)逐步要求在潔凈室的廠房中進(jìn)行。而潔凈室與一般的科研廠房在設(shè)計(jì)時(shí)有一定的區(qū)別。潔凈廠房的等級(jí)是用空氣潔凈度來(lái)劃分等級(jí)的，它是指空氣中空氣含懸浮粒子量多少的程度，粒子多則潔凈度低;粒子少則潔凈度高?？諝鉂崈舳雀鶕?jù)空氣中不同粒徑的最大濃度值把潔凈室及潔凈區(qū)從高到低分為1-9級(jí)。潔凈室設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相關(guān)專業(yè)綜合完成的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，它與一般工業(yè)廠房設(shè)計(jì)有類似處，但也有自身具體的特點(diǎn)。根據(jù)潔凈室擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種或使用情況確定所設(shè)計(jì)潔凈室控制的對(duì)象及技術(shù)要求:如生物潔凈室，其控制對(duì)象是空氣中的塵粒和微生物，對(duì)航空與集成電路廠房，其控制對(duì)象主要是空氣中的塵粒。為確保潔凈室達(dá)到必需空氣潔凈度，潔凈室所涉及的各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)故應(yīng)采用妥善的、可靠的措施，潔凈室設(shè)計(jì)人員應(yīng)密切配合，綜合設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)潔凈室的工藝設(shè)計(jì)、潔凈建筑設(shè)計(jì)、空氣凈化設(shè)計(jì)和各種有特殊要求的設(shè)計(jì)枯術(shù)尤為要汁意。液晶顯示器是高科技產(chǎn)品，在其生產(chǎn)過程中，需要一個(gè)高清潔度的車間一“凈化室，。為此，要建一個(gè)員工進(jìn)入“凈化室，的“風(fēng)淋室”，如圖1所示。其作用是使員工身上的灰塵等臟物被“風(fēng)淋”而清除掉，干干凈凈地進(jìn)入“凈化室，。原來(lái)，大多數(shù)公司是用手控“風(fēng)淋室，即當(dāng)員工打開門1，從室外進(jìn)入“風(fēng)淋室，后，用手按下鼓風(fēng)機(jī)的電源開關(guān)，此時(shí)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，開始吹風(fēng)，一直吹到預(yù)定的時(shí)間(用定時(shí)器預(yù)置吹風(fēng)時(shí)間)后才停止吹風(fēng);之后，經(jīng)風(fēng)淋后的員工由“風(fēng)淋室，進(jìn)入“凈化室，。然而，是否風(fēng)淋是人為的，那怕是帶入很少量的灰塵等臟物，就會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在以質(zhì)量求生存的企業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)中，為了解決生產(chǎn)實(shí)際中存在的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)并研制了“風(fēng)淋室”自動(dòng)互鎖，吹風(fēng)，定時(shí)控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱FZT控制系統(tǒng))，以達(dá)到提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效和社會(huì)效益。一般常用的風(fēng)淋室分為“普通型和聯(lián)鎖型”兩類: 普通型采用手動(dòng)啟動(dòng)吹淋的控制方式，個(gè)別操作者會(huì)選擇“不經(jīng)過吹淋就離開”的逃避方式。這使得潔凈區(qū)的空氣潔凈度難以保證。甚至可能會(huì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量。 在聯(lián)鎖型風(fēng)淋室中，通常是在進(jìn)、出兩側(cè)門裝有電磁鎖，當(dāng)任意一扇門打開時(shí)，另一扇門即處于閉鎖狀態(tài)而無(wú)法開啟，故此稱為“聯(lián)鎖”。當(dāng)使用者進(jìn)入風(fēng)淋室，門關(guān)閉后即自動(dòng)啟動(dòng)吹淋，此時(shí)兩側(cè)門均處于閉鎖狀態(tài)，直到吹淋結(jié)束后，門才能開啟。采用這種控制方式，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制吹淋的過程。保證了潔凈區(qū)始終處于理想的空氣潔凈狀態(tài)。 目前在聯(lián)鎖型風(fēng)淋室使用過程中，易發(fā)生故障的部位主要在電磁鎖、霍爾開關(guān)等與門有關(guān)的部位，一方面是由于長(zhǎng)期使用，門及配件磨損變形所致;而另一主要原因是由于使用設(shè)備的人員不了解或不適應(yīng)風(fēng)淋室的“工作流程”，違反“流程”操作，致使在門閉鎖時(shí)強(qiáng)行開門，造成電磁鎖損壞。或有被鎖在風(fēng)淋室內(nèi)“進(jìn)退兩難”的異常情況發(fā)生。在新開發(fā)的智能型風(fēng)淋室中，增加了“語(yǔ)音系統(tǒng)”，從指導(dǎo)操作和門的狀態(tài)監(jiān)視兩方面，及時(shí)給出相應(yīng)的語(yǔ)音提示，督促使用者遵守“工作流程”，規(guī)范操作。有效避免了由于操作不當(dāng)所引起的人為故障。此外，還增加了自動(dòng)開啟照明，壓差檢測(cè)等功能。 通過操作顯示面板，用戶可自行設(shè)定吹淋時(shí)間(0-99秒可調(diào))，觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及壓差報(bào)警等情況。三、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的內(nèi)容本智能語(yǔ)音風(fēng)淋室控制系統(tǒng)采用高速微控制芯片進(jìn)行總線控制，具有較高的抗干擾能力，能夠適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，由于采用數(shù)字錄音清晰的真人語(yǔ)音提示被編碼后同控制程序有機(jī)的整合后寫入微處理器，使得每個(gè)提示環(huán)節(jié)準(zhǔn)確與工作流程相吻合，以提供最佳的工作狀態(tài)。風(fēng)淋室Air Shower自帶潔凈系統(tǒng)，安裝在潔凈室的入口為了減少外界顆粒污染進(jìn)入室內(nèi)的數(shù)量。當(dāng)人員或設(shè)備進(jìn)入潔凈室時(shí)，經(jīng)高效過濾器過濾后的高速潔凈氣流由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各個(gè)方向噴射至人身上，有效面迅速清除塵埃粒子，清除后含有塵埃粒子空氣再由初、高效過濾后重新循環(huán)到風(fēng)淋區(qū)域內(nèi)。風(fēng)淋室是人員進(jìn)出潔凈室所必需的通道，并同時(shí)起到氣閘室密閉潔凈室的作用，是進(jìn)行人員凈化和防止室外空氣污染潔凈區(qū)的有效設(shè)備。為了更容易的合適的去除顆粒污染，風(fēng)淋室內(nèi)裝置有可供用調(diào)節(jié)的時(shí)間設(shè)置（最少12秒）。以模塊化的裝配可以裝配成單人，單吹，雙人，雙吹等不同的形式。 1、采用液晶時(shí)間顯示，風(fēng)淋時(shí)間為099S可調(diào)，并顯示已風(fēng)淋時(shí)間；2、采用獨(dú)特的空氣清新功能系統(tǒng)，對(duì)長(zhǎng)期封閉的風(fēng)淋室風(fēng)淋信道內(nèi)產(chǎn)生的異味進(jìn)行切底的消除；風(fēng)淋室是人進(jìn)入潔凈室所必需的信道，它可以減少人進(jìn)出潔凈室所帶來(lái)的污染問題。風(fēng)淋室的兩道門電子互鎖，可以兼起氣閘室的作用，防止未被凈化的空氣進(jìn)入潔凈室。 特 點(diǎn) 1吹淋系統(tǒng)自動(dòng)控制，帶語(yǔ)音提示功能,前后門電子互鎖。 2采用初效與高效兩次過濾器。 3采用進(jìn)口高風(fēng)速,低噪音風(fēng)機(jī),噴嘴風(fēng)速2026m/s，有效地去除人體及攜帶物表面的灰塵。4.采用進(jìn)口油壓閉門器,可選性定位,有效保護(hù)門鎖使用壽命; 5采用EVA密封材料，密封材料好.6可選加裝除靜電功能裝置,在除塵同時(shí)兼具除靜電功能.7.外觀及材質(zhì)尺寸要求可據(jù)客戶不同需求定制.1 吹淋系統(tǒng)自動(dòng)控制，前后門互鎖。2采用初效與高效兩次過濾器。3噴嘴風(fēng)速2026m/s，有效地去除人體及攜帶物表面的灰塵。4采用EVA密封材料，密封材料好。2 風(fēng)淋室是人員進(jìn)入潔凈室無(wú)塵車間所必備的凈化設(shè)備，通用性強(qiáng)，可與所有的潔凈室和潔凈廠房配套使用，工作人員進(jìn)入車間時(shí)，必須通過此設(shè)備，用強(qiáng)勁潔凈的空氣，由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各個(gè)方向噴射至人身上，有效而迅速清除去附著在衣服上的灰塵、頭發(fā)、發(fā)屑等雜物，它可以減少人進(jìn)出潔凈室所帶來(lái)的污染問題。風(fēng)淋室的兩道門電子互鎖，可以兼起氣閘室的作用，阻止外界污染和未被凈化的空氣進(jìn)入潔凈區(qū)域。杜絕工作人員將頭發(fā)，灰塵、細(xì)菌帶入車間，達(dá)到工作場(chǎng)地嚴(yán)格的無(wú)塵凈化標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。 紅外線自動(dòng)感應(yīng)器。自動(dòng)感應(yīng)吹淋，日光燈20Wphilip； 風(fēng)淋室安裝有高科技語(yǔ)音提示系統(tǒng)，提示完成整個(gè)吹淋過程，提高凈化效果；深圳清新凈化公司生產(chǎn)的高科技智能語(yǔ)音風(fēng)淋室?guī)в姓Z(yǔ)音提示系統(tǒng)，人在吹淋時(shí)由自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)提示讓人有次序的完成整個(gè)吹淋除塵過程，人性化語(yǔ)音提示給人一種親切感覺，并達(dá)到有效的凈化效果。風(fēng)淋室是人進(jìn)入潔凈室所必需的通道，它可以減少人進(jìn)出潔凈室所帶來(lái)的污染問題。風(fēng)淋室的兩道門電子互鎖，可以兼起氣閘室的作用，防止未被凈化的空氣進(jìn)入潔凈室，高科技智能語(yǔ)音風(fēng)淋室?guī)в姓Z(yǔ)音提示系統(tǒng)，人在吹淋時(shí)由自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)提示讓人有次序的完成整個(gè)吹淋除塵過程，人性化語(yǔ)音提示給人一種親切感覺，并達(dá)到有效的凈化效果，經(jīng)高效過濾器過濾后的潔凈氣流由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各個(gè)方向噴射至人身上，有效而迅速清除塵埃粒子，清除后的塵埃粒子再由初、高效過濾器過濾后重新循環(huán)到風(fēng)淋區(qū)域內(nèi)。電路控制：先進(jìn)的集成電路板，PLC控制，LED顯示吹淋時(shí)間，時(shí)間繼電器099秒可調(diào)，紅外線自動(dòng)感應(yīng)器。感應(yīng)自動(dòng)吹淋，觸摸式微動(dòng)開關(guān)。并安裝有高科技的人性化智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)。四、正確、合理地進(jìn)行編程元件資源的分配PLC工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)I/O分配符號(hào)數(shù)據(jù)類型注釋（非注明為通有效）I0.0BOOLA門（自然區(qū)）狀態(tài)輸入I0.1、BOOLB門（潔凈區(qū)）狀態(tài)輸入I0.2BOOL風(fēng)淋區(qū)紅外感應(yīng)檢測(cè)輸入I0.3BOOL照明控制（開關(guān)）I0.4BOOL紫外光源(殺菌)控制（開關(guān)）Q0.0BOOLA門鎖控/LED指示輸出高壓吸合Q0.1BOOLA門鎖控/LED指示輸出低壓保持Q0.2BOOLB門鎖控/LED指示輸出高壓吸合Q0.3BOOLB門鎖控/LED指示輸出低壓保持Q0.4BOOL風(fēng)淋電機(jī)控制輸出Q0.5BOOL照明控制輸出Q0.6BOOL紫外光源控制輸出Q0.7BOOL門狀態(tài)聲光報(bào)警五、主程序的設(shè)計(jì)一. 典型工作模式I. 系統(tǒng)上電自檢。II. A、B門狀態(tài)檢測(cè)。A、B門開狀態(tài)延時(shí)5S聲音報(bào)警A、B門狀態(tài)重復(fù)自檢。III. A、B門關(guān)閉狀態(tài)下系統(tǒng)初態(tài)處理A、B門雙鎖強(qiáng)制定時(shí)風(fēng)淋A、B門解鎖進(jìn)入正常風(fēng)淋工作狀態(tài)。IV. 員工進(jìn)出系統(tǒng)工作：1. 員工A門進(jìn)1：A、B門狀態(tài)檢測(cè)A、B門雙鎖紅外檢測(cè)定時(shí)風(fēng)淋A、B門解鎖員工B門出A、B門狀態(tài)檢測(cè)返回。2. 員工A門進(jìn)2：A、B門狀態(tài)檢測(cè)A、B門雙鎖紅外檢測(cè)定時(shí)風(fēng)淋A、B門解鎖員工A門出A、B門狀態(tài)檢測(cè)A、B門雙鎖強(qiáng)制定時(shí)風(fēng)淋A、B門解鎖返回。3. 員工B門進(jìn)1：A、B門狀態(tài)檢測(cè)員工A門出A、B門狀態(tài)檢測(cè)A、B門雙鎖強(qiáng)制定時(shí)風(fēng)淋A、B門解鎖返回。4. 員工B門進(jìn)2：A、B門狀態(tài)檢測(cè)員工B門出A、B門狀態(tài)檢測(cè)返回。二. 軟件控制思想MAIN 門狀態(tài)讀入A門開YB門開NY門開延時(shí)及聲音警示N員工進(jìn)出判斷A門進(jìn)紅外檢測(cè)定時(shí)風(fēng)淋AB門解鎖A門出AB門雙鎖開強(qiáng)制風(fēng)淋返回MAINB門進(jìn)、出圖1 通道門及風(fēng)淋控制流程圖風(fēng)淋凈化控制系統(tǒng)一個(gè)有代表性的部分是系統(tǒng)有關(guān)通道門的管理及風(fēng)淋潔凈控制的過程，其控制流程如圖1所示。其中為表述方便約定，與外部自然區(qū)域（非潔凈區(qū)）相通的通道門為A門，與生產(chǎn)區(qū)域（潔凈區(qū)）相通的通道門為B門。在風(fēng)淋過程前A、B通道門自動(dòng)雙鎖并在門的外側(cè)伴有紅色LED警示，防止此時(shí)有人意外進(jìn)出污染潔凈區(qū)域。紅外感應(yīng)風(fēng)淋為員工進(jìn)入風(fēng)淋潔凈室內(nèi)有效區(qū)域后，通過紅外感應(yīng)啟動(dòng)風(fēng)淋電機(jī)進(jìn)行的正常風(fēng)淋潔凈過程，風(fēng)淋過程中除風(fēng)淋噴頭自身旋轉(zhuǎn)外，語(yǔ)音會(huì)自動(dòng)提示被風(fēng)淋者前后轉(zhuǎn)體，以保證潔凈效果。如果進(jìn)入室內(nèi)一定時(shí)間內(nèi)不到有效區(qū)域接受風(fēng)淋潔凈過程，會(huì)有語(yǔ)音提示，這種情況下通道門鎖不會(huì)釋放。強(qiáng)制風(fēng)淋為員工回到外面后系統(tǒng)對(duì)受到污染的風(fēng)淋室環(huán)境進(jìn)行的自凈過程。其它技術(shù)不再贅述六、設(shè)計(jì)梯形圖控制程序七、智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制電路工作過程按3鍵上電后進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，按1鍵設(shè)定工作模式，包括紅外風(fēng)淋啟動(dòng)和強(qiáng)制風(fēng)淋兩種模式，按2健設(shè)定門未關(guān)好的聲音警示等待時(shí)間長(zhǎng)短兩種情況。按3鍵設(shè)定風(fēng)淋時(shí)間，進(jìn)入風(fēng)淋時(shí)間設(shè)定時(shí)，1鍵加10，2鍵加1，3鍵確定。不按鍵上電后，進(jìn)入工作狀態(tài)，1鍵控制系統(tǒng)運(yùn)行開關(guān)，2鍵控制通道燈開關(guān)。八、設(shè)計(jì)體會(huì)基于PLC技術(shù)的智能型語(yǔ)音風(fēng)淋凈化控制系統(tǒng)，秉承了PLC單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練、運(yùn)行快捷、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、技術(shù)保密性好等工業(yè)控制機(jī)的固有特性。由于采用了通道門連動(dòng)互鎖、系統(tǒng)參數(shù)LCD顯示、語(yǔ)音同步提示、細(xì)菌殺滅、節(jié)能降耗等一些新的設(shè)計(jì)技術(shù)及思想，因此系統(tǒng)具有直觀便利、操作可靠、親和性好等優(yōu)點(diǎn)。由于上述系統(tǒng)是基于通道門的開關(guān)檢測(cè)對(duì)員工的進(jìn)出做出推理判斷的，系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有員工只是開關(guān)通道門而并不實(shí)際進(jìn)出風(fēng)淋潔凈室時(shí)，雖然不會(huì)造成對(duì)潔凈區(qū)域污染的直接后果，但仍會(huì)使得系統(tǒng)對(duì)員工的真實(shí)流向判斷出錯(cuò)。因而軟件中還應(yīng)該考慮建立一種正常的紅外感應(yīng)風(fēng)淋潔凈過程與強(qiáng)制風(fēng)淋自凈過程之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，最好通過在通道門口設(shè)置兩個(gè)對(duì)射方式的紅外光檢測(cè)裝置并將其輸出信號(hào)送至微處理器的方式，根據(jù)其被人體遮擋的先后順序最終由系統(tǒng)對(duì)員工的流向做出正確可靠的判斷 在此次課程設(shè)計(jì)的過程中，我逐漸對(duì)智能語(yǔ)音風(fēng)淋室控制系統(tǒng)有了深刻的認(rèn)知，本系統(tǒng)是風(fēng)淋室專用系統(tǒng)，具有普通風(fēng)淋室的所有功能，電路控制：先進(jìn)的集成電路板，PLC控制，LED顯示吹淋時(shí)間，時(shí)間繼電器099秒可調(diào)，紅外線自動(dòng)感應(yīng)器。感應(yīng)自動(dòng)吹淋，觸摸式微動(dòng)開關(guān)。