液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文精薦

1、液體自動(dòng)混合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要液體自動(dòng)混合監(jiān)控系統(tǒng)是基于PLC和組態(tài)王來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控。PLC簡(jiǎn)稱可編程序控制器，是近年來(lái)發(fā)展極為迅速，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PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)

2、際生活中有著廣泛的應(yīng)用，由于可編程控制器（PLC）具有編程梯形圖語(yǔ)言易學(xué)易懂、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)。本論文首先介紹PLC的產(chǎn)生和發(fā)展及應(yīng)用，以及它的基本功能和特點(diǎn)。然后鑒于PLC的原理及其優(yōu)越性，應(yīng)用PLC控制液體的自動(dòng)混合，該程序可進(jìn)行單周期或連續(xù)工作，正常工作時(shí)，至少完成一個(gè)周期，該程序具有一定的防止誤動(dòng)作能力。本論文從硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行分析，對(duì)西門子S7-200的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：可編程控制器，液體混合裝置，傳感器，組態(tài)王畫(huà)面監(jiān)控 1目錄前言1第1章 緒言2第2章 液體混合裝

3、置的控制的硬件設(shè)計(jì)62.1液體混合裝置結(jié)構(gòu)及控制要求62.2 硬件選用72.2.1選擇接觸器72.2.2選擇攪拌電機(jī)92.2.3選擇小型三極斷路器112.2.4選擇液位傳感器122.2.5選擇電磁閥132.2.6選擇泄壓閥152.3 S7-200的CPU的選擇16第3章 液體混合裝置的控制的軟件設(shè)計(jì)213.1控制要求及分析：213.2兩種液體混合裝置的輸入/輸出分配233.3兩種液體混合裝置的輸入/輸出接線圖243.4兩種液體混合裝置的梯形圖25第4章 液體混合裝置的控制的組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計(jì)294.1組態(tài)王選擇294.2組態(tài)畫(huà)面監(jiān)視設(shè)計(jì)29第4章 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù)384.1 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

4、及維護(hù)384.2 系統(tǒng)故障分析及處理394.3 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù)41結(jié)論43謝 辭44參考文獻(xiàn)45附錄46前言隨著科技的發(fā)展，PLC的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用把各國(guó)的工業(yè)推向自動(dòng)化、智能化。強(qiáng)大的抗干擾能力使它在工業(yè)方面取代了微型計(jì)算機(jī)，方便的軟件編程使他代替了繼電器的繁雜連線，靈活、方便，效率高。本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)兩種液體混合攪拌機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中針對(duì)控制對(duì)象：三個(gè)傳感器監(jiān)視容器液位，設(shè)三電磁閥控制液體A、B輸入與混合液體輸出液位，設(shè)攪拌電機(jī)M。攪拌機(jī)是一種將兩種或多種以上材料攪拌混合的系統(tǒng)，對(duì)攪拌機(jī)的控制，關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。工藝流程是：?jiǎn)?dòng)后開(kāi)閥放出混合液體，10S后關(guān)閥，放入液體A

5、至X2液位，關(guān)A，放液體B至X3液位，關(guān)B，啟動(dòng)攪拌電機(jī)M，攪20S后停，開(kāi)閥放出混合液體，至X1液位后，打開(kāi)排氣閥，延時(shí)5S 放后關(guān)兩閥。運(yùn)行出錯(cuò)是報(bào)警，并停止運(yùn)行。本設(shè)計(jì)采用德國(guó)西門子S7系列S7-200PLC以液體混料控制系統(tǒng)為中心，從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成，軟件選用到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程（包括設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求、梯形圖設(shè)計(jì)、外部連接通信等），以及組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計(jì)，旨在對(duì)其中的設(shè)計(jì)及制作過(guò)程做簡(jiǎn)單的介紹和說(shuō)明。 第1章 緒言1.1 課題背景隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，各種工業(yè)自動(dòng)化的不斷升級(jí)，對(duì)于工人的素質(zhì)要求也逐漸提高。其中在生產(chǎn)的第一線有著各種各樣的自動(dòng)加工系統(tǒng)，其中液體混合加工，

6、是其中最為常見(jiàn)的一種。在工藝加工最初，把多種原料在合適的時(shí)間和條件下進(jìn)行順序加工，以得到產(chǎn)品一直都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的，到后來(lái)多用繼電器系統(tǒng)，對(duì)順序或邏輯的操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化操作。但是現(xiàn)在隨著時(shí)代的發(fā)展，plc這種新型的控制工具進(jìn)入了人們的視野，它體積比一般繼電器要小、輕,并能代替了以往傳統(tǒng)的控制方式，并且還具有如加工程序改變方便、使用電源在安全電壓以下等優(yōu)點(diǎn)，由此大受青睞。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中,多種液體混合是必不可少的工序, 而且也是其生產(chǎn)過(guò)程中十分重要的組成部

7、分。但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì), 以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣, 不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。另外, 生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點(diǎn), 這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。所以為了幫助相關(guān)行業(yè), 特別是其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體混合的自動(dòng)控制, 從而達(dá)到液體混合的目的，液體混合自動(dòng)配料勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題?？删幊炭刂破鳎?P L C ）是采用微機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動(dòng)化裝置，近幾年來(lái)，在國(guó)內(nèi)已得到迅速推廣普及。P L C正改變著工廠自動(dòng)控制的面貌，對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實(shí)際意義。但P L C發(fā)展很快，國(guó)外P L C產(chǎn)品更新?lián)Q代更是如此

8、。可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器位核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實(shí)現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件支持，實(shí)際上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)HITECH。1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀可編程序控制器從產(chǎn)生到現(xiàn)在，由于其編程簡(jiǎn)單、可靠性高、使用方便、維護(hù)容易、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)，使其得到了迅猛的發(fā)展，在冶金、機(jī)械、石油、化工、紡織、輕工、建筑、運(yùn)輸、電力等部門得到了廣泛的運(yùn)用。可編程序控制器技術(shù)以與機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)并列為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化到生產(chǎn)線的自動(dòng)化、柔性制造系統(tǒng)，乃至整個(gè)工廠的生產(chǎn)自動(dòng)化，PLC均擔(dān)當(dāng)著重要的角色。從1969年出現(xiàn)的第一臺(tái)P

9、LC，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，PLC已經(jīng)發(fā)展到了第四代。第一代在1969-1972年。這個(gè)時(shí)期是PLC發(fā)展的初期，該時(shí)期的產(chǎn)品，CPU由中小規(guī)模集成電路組成，存儲(chǔ)器為磁芯存儲(chǔ)器。第二代在1973-1975年。該時(shí)期的產(chǎn)品已開(kāi)始使用微處理器作為CPU，并初步具備自診斷功能，可能性有了一定的提高，但掃描速度不太理想。第三代在1976-1983年。PLC進(jìn)入大發(fā)展階段，這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品已采用8位和16位微處理器作為CPU,部分的產(chǎn)品還采用了多微處理器結(jié)構(gòu)。在規(guī)模上向兩極發(fā)展,即向小型、超小型和大型發(fā)展。第四代為1983年到現(xiàn)在。這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品除采用16位以上的微處理器作為CPU外,可以將多臺(tái)PLC鏈接起來(lái)，

10、實(shí)現(xiàn)資源共享；可以直接用于一些規(guī)模較大的復(fù)雜控制系統(tǒng)；編程語(yǔ)言除了可使用傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖等外，還可以使用高級(jí)語(yǔ)言；外設(shè)多樣化，可以配置CRT和打印機(jī)等。綜合起來(lái)看，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，

11、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)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。1.3研究意義在國(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。

12、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。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)已是必不可少。隨著30多年來(lái)微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC也通過(guò)不斷的升級(jí)換代大大增強(qiáng)了其功能?，F(xiàn)在PLC已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等

13、多種性能，是名符其實(shí)的多功能控制器。由PLC為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置。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)計(jì)周期，甚至有些文件資料不必繪制成圖。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，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，

14、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。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。1.4研究?jī)?nèi)容本論文研究的是兩種液體的混合，具體控制要求如下1. 初始狀態(tài)裝置投入運(yùn)行時(shí)，液體A、B閥門均為關(guān)閉狀態(tài)，混合液閥門打開(kāi)10s后關(guān)閉。2.起動(dòng)操作按下啟動(dòng)按鈕后，裝置開(kāi)始按下列規(guī)律運(yùn)行：1) 液體A閥門打開(kāi)，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)X2水位時(shí)，關(guān)閉液體A閥門，打開(kāi)液體B閥門。2)

15、當(dāng)液面到達(dá)高水位X3時(shí)，關(guān)閉B閥門，攪勻電動(dòng)機(jī)開(kāi)始攪勻。3) 攪勻電動(dòng)機(jī)工作20S后停止攪動(dòng)，混合液體閥門打開(kāi)，開(kāi)始放出混合液體。4)當(dāng)液面下降到50時(shí)，再過(guò)5s后，混合液排氣閥門關(guān)閉，一個(gè)周期結(jié)束。3報(bào)警當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈閃爍，停止混合系統(tǒng)運(yùn)行。具體控制示意圖如下圖：圖 1-1 兩種液體混合控制示意圖第2章 液體混合裝置的控制的硬件設(shè)計(jì)2.1液體混合裝置結(jié)構(gòu)及控制要求下圖為混合液體控制裝置示意圖，X2為A液體高度傳感器，X3為加入B液體后混合液體高度傳感器，X1為剩余50時(shí)液面高度傳感器，液體A、B與混合液閥由電磁閥Y1、Y2、Y3控制，排氣電磁閥由 Y5控制，攪拌電動(dòng)機(jī)由Y4電磁閥控

16、制，報(bào)警由電磁閥Y6控制，M為攪勻電動(dòng)機(jī)。圖2-1混合液體控制裝置示意圖2.2 硬件選用2.2.1選擇接觸器1 選用CJX1-9，220V型接觸器，如圖2-2所示： 圖2-2 CJX1-9，220V型交流接觸器其中“C”表示接觸器，“J”表示交流，20為設(shè)計(jì)編號(hào)，10/16為主觸頭額定電流2 用途CJX1系列交流接觸器(以下簡(jiǎn)稱接觸器)適用于交流50Hz 或 60Hz，壓至660V，額定絕緣電壓至660V；電流9475A（380V、AC-3使用類別）的電力線路中供遠(yuǎn)距離接通或分?jǐn)嚯娐分?，可頻繁地起動(dòng)及控制交流電動(dòng)機(jī)。適用于控制交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止及反轉(zhuǎn)。3 工作條件 海拔高度不超過(guò)2000

17、米；周圍環(huán)境溫度：-25+40；空氣相對(duì)濕度：在40時(shí)不超過(guò)50%，低溫時(shí)允許有較大的相對(duì)濕度；大氣條件：沒(méi)有會(huì)引起爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)，也沒(méi)有會(huì)腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體和導(dǎo)電塵埃 。安裝位置：安裝面與垂直面的傾斜度不超過(guò)5；在無(wú)顯著搖動(dòng)和沖擊的地方；在沒(méi)有雨雪侵襲的地方；控制電壓允許變動(dòng)范圍：85%110%US。4 結(jié)構(gòu)特征 總體結(jié)構(gòu)：接觸器為E字形鐵芯，雙斷點(diǎn)觸頭的直動(dòng)式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。接觸器動(dòng)作機(jī)構(gòu)靈活，手動(dòng)檢查方便，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，可防止外界雜物及灰塵落入接觸器活動(dòng)部位。接線端有罩蓋，人手不會(huì)直接接觸帶電部位，可確保使用安全。接觸器外形尺寸小巧，安裝面積小。安裝方式可用螺釘堅(jiān)固，938A也可扣裝在3

18、5毫米寬的標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上，裝卸迅速、方便。觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭均為橋式雙斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)，觸頭材料由導(dǎo)電性能優(yōu)越的銀合金制成，具有使用壽命長(zhǎng)及良好的接觸可靠性，滅弧室成封閉型，并由阻燃性材料阻擋電弧向外噴濺，保證人身及鄰近電器的安全。磁系統(tǒng)：938A接觸器的磁系統(tǒng)是通用的，電磁鐵工作可靠、損耗小、具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，線圈的接線端裝有電壓規(guī)格的標(biāo)志牌，標(biāo)志牌按電壓等級(jí)著有特定的顏色，清晰醒目，接線方便，可避免因接錯(cuò)電壓規(guī)格而導(dǎo)致線圈燒毀。2.2.2選擇攪拌電機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用非常廣泛，因而正確的選擇電動(dòng)機(jī)顯得極為重要。三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇包括它的功率、種類、方式、電壓和轉(zhuǎn)速等。1 功率選擇 合理

19、選擇電動(dòng)機(jī)的功率是運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)的可靠保證。所選電動(dòng)機(jī)的功率是由生產(chǎn)機(jī)械所需的功率確定的。 1). 連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇 原則：對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，若負(fù)載是恒定負(fù)載，先算出生產(chǎn)機(jī)械的功率，所選電動(dòng)機(jī)的額 定功率稍大于或等于生產(chǎn)機(jī)械功率（即若負(fù)載是變化的，計(jì)算比較復(fù)雜，通常根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載的變化規(guī)律求出等效的恒定負(fù)載，然后選擇電動(dòng)機(jī)）。 2). 短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇 原則：通常是根據(jù)過(guò)載系數(shù)來(lái)選擇短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的功率。 （原因由于發(fā)熱慣性，在短時(shí)運(yùn)行時(shí)可以容許過(guò)載。工作時(shí)間愈短，過(guò)載可以愈大。但電動(dòng)機(jī)的過(guò)載是受限制的）。電動(dòng)機(jī)的額定功率是生產(chǎn)機(jī)械所要求功率的1/。2 種類和型式的選擇

20、種類選擇原則：主要從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與起動(dòng)性能、維護(hù)及價(jià)格等方面來(lái)考慮。 結(jié)構(gòu)型式選擇原則：根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的周圍環(huán)境條件來(lái)確定。 電動(dòng)機(jī)常用的結(jié)構(gòu)型式有：開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式、防爆式。 3 電壓和轉(zhuǎn)速的選擇 電壓等級(jí)選擇原則：要根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來(lái)決定。Y系列籠型電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等級(jí)；大功率異步電動(dòng)機(jī)才采用3000V、6000V的電壓等級(jí)。 轉(zhuǎn)速選擇原則：根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定。圖2-3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90S-6/0.75KWY系列三相異步電動(dòng)機(jī)是一般用途低壓三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)基本系列。該系列可以滿足國(guó)內(nèi)外一般用途的需要，機(jī)座范圍80-31

21、5，是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品。Y系列電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、性能好、振動(dòng)小、噪聲低、壽命長(zhǎng)、可靠性高、維護(hù)方便、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。采用B級(jí)絕緣、外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方式IC418. 2.2.3選擇小型三極斷路器圖2-4 DZ47-63系列小型斷路器適用范圍：交流50Hz額定工作電壓至380V額定電流至63A額定短路分?jǐn)嗄芰Σ怀^(guò)6000A的配電線路中作為過(guò)載和短路保護(hù)之用，亦可作為線路不頻繁通斷操作與轉(zhuǎn)換之用，斷路器符合GB10963.1標(biāo)準(zhǔn)。2.2.4選擇液位傳感器選用LSF-2.5型液位傳感器（圖2-5） 圖 2-5 LSF-2.5型液位傳感器其

22、中“L”表示光電的，“S”表示傳感器，”F“表示防腐蝕的，2.5為最大工作壓力。LSF系列液位開(kāi)關(guān)可提非常準(zhǔn)確、可靠的液位檢測(cè)，其原理是依據(jù)光的反射折射原理，當(dāng)沒(méi)有液體時(shí)，光被前端的棱鏡面或球面反射回來(lái)；有液體覆蓋光電探頭球面時(shí)，光被折射出去，這使得輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量。應(yīng)用此原理可制成單點(diǎn)或多點(diǎn)液位開(kāi)關(guān)。LSF光電液位開(kāi)關(guān)具有較高的適應(yīng)環(huán)境的能力，在耐腐蝕方面有較好的抵抗能力。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1. 工作壓力可達(dá)2.5Mpa；2. 工作溫度上限為125；3. 觸點(diǎn)壽命為100萬(wàn)次；4. 觸點(diǎn)容易為70W；5. 開(kāi)關(guān)電壓為24VDC；6. 切換電

23、流為0.5A。2.2.5選擇電磁閥1 入罐液體的選用入罐液體的選用VF4-25型電磁閥，如圖2-6所示：圖2-6 VF4-25型電磁閥其中“v”表示電磁閥，“F”表示防腐蝕，4表示設(shè)計(jì)序號(hào)，25表示口徑（mm)寬度。 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： l) 材質(zhì)：聚四氟乙烯。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑等酸堿性的液體； 2). 介質(zhì)溫度150環(huán)境溫度-20一60； 3). 使用電壓：AC:220V50HZ/60HZ DC:24V；4). 功率：AC:2.5KW；5). 操作方式：常閉：通電打開(kāi)，斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高頻率。2 出罐液體的選用出罐液體的選用AVF-40型電磁閥，如

24、圖2-8所示：圖2-7 -AVF-40型電磁閥其中“A”表示可調(diào)節(jié)流量， “V”表示電磁閥，“F”表示防腐蝕，40為口徑（mm）相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1). 其最大特點(diǎn)就是能通過(guò)設(shè)備上的按健設(shè)置來(lái)控制流量，達(dá)到定時(shí)排空的效果；2). 其閥體材料為：ABS，有比較強(qiáng)的抗腐蝕能力；3). 使用電壓：AC:220V 50HZ/60HZ DC:24V；4). 功率：AC:5KW。2.2.6選擇泄壓閥由控制系統(tǒng)中的要求，泄壓閥選用浙江三正閥門有限公司生產(chǎn)的YQ98002型過(guò)濾活塞式安全泄壓閥，其主要特點(diǎn)如下：1、設(shè)定壓力準(zhǔn)確，能長(zhǎng)期穩(wěn)定，一旦超壓能迅速泄壓。2、彈性軟密封，確保可靠，滴水不陋。

25、3、Y形寬體腔筏，流阻小、抗汽蝕性強(qiáng)，無(wú)噪音。4、活塞傳動(dòng)，平穩(wěn)可靠。5、可任何角度安裝。圖2-8 YQ98002型過(guò)濾活塞式安全泄壓閥2.3 S7-200的CPU的選擇在本控制系統(tǒng)中，所需的開(kāi)關(guān)量輸入為6點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸出為6點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式PLC。由于輸入輸出數(shù)比較少，所以我們的PLC控制器選用西門子的S7-200，CPU為224的模塊就足夠了。 1 編程器的選用與簡(jiǎn)介1）西門子STEP 7-Micro/WIN32編程軟件簡(jiǎn)介 STEP 7-Micro/WIN32編程軟件是西門子公司專為SIMATIC系列S7-200可編程控制器研制開(kāi)發(fā)的編程軟件，它可以使用個(gè)

26、人計(jì)算機(jī)作為圖形編程器，用于在線（聯(lián)機(jī)）或者（脫機(jī)）開(kāi)發(fā)用戶程序，并可在線實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)，是西門子S7-200用戶不可缺少的開(kāi)發(fā)工具。具有簡(jiǎn)單，易學(xué)，高效，節(jié)省編程時(shí)間，能夠解決復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)；它具有強(qiáng)大的拓展功能，現(xiàn)在漢化程序后，可在漢化的界面下進(jìn)行操作，使用起來(lái)更加方便。S7-200PLC結(jié)構(gòu)如下圖：圖2-9 S7200 PLC結(jié)構(gòu)2 ）S7-200系列PLC概述 西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個(gè)系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，22版與21版相比，硬

27、件、軟件都有改進(jìn)。22版向下兼容21版的功能。 22版與21的主要區(qū)別是： 21版CPU的自由口通訊速率300、600被22版的57600、115200所取代，22版不再支持300和600波特率，22版不再有智能模塊位置的限制其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見(jiàn)的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號(hào)。 a 集成的24V電源 可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA 可用作負(fù)載電源。 b 高速脈沖輸出 具有2 路高速脈沖輸

28、出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)定位任務(wù) c 通信口 CPU 221、CPU222和CPU224具有1個(gè)RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2個(gè)RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。 d 模擬電位器 CPU221/222有1個(gè)模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個(gè)模擬電位器。模擬電位器用來(lái)改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過(guò)程量的控制參數(shù)。 e 中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 f EEPROM 存儲(chǔ)器模塊 可作為

29、修改與拷貝程序的快速工具，無(wú)需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。 g 電池模塊 用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器）可通過(guò)內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5 天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。 h 不同的設(shè)備類型 CPU 221226 各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 I 數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn) CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 224 具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)；CPU226/226XM 具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電

30、耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型。 j 高速計(jì)數(shù)器 CPU 221/222有4個(gè)30KHz高速計(jì)數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個(gè)30KHz的高速計(jì)數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號(hào)。下圖為S7-200PLC的結(jié)構(gòu)分布示意圖：圖2-10 S7-200PLC的結(jié)構(gòu)分布示意圖S7-200的工作環(huán)境要求為： 0C55C，水平安裝 0C45C，垂直安裝 相對(duì)濕度95%，不結(jié)露 西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品（SIPLUSS7-200）： 工作溫度范圍：-25C+70C 相對(duì)濕度：55C時(shí)98%，70C時(shí)45% 其他參數(shù)與普通S7-200產(chǎn)品相同2 S7

31、200 PLC運(yùn)行示意圖圖2-11 S7-200PLC的運(yùn)行示意3 S7200 PLC結(jié)構(gòu) S7-200 CPU將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I/O點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而形成了一個(gè)功能強(qiáng)大的微型PLC， 在下載了程序之后，S7-200將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序。，下圖為PLC控制液體混合的示意圖。圖2-12 PLC控制液體混合的示意圖4 下圖為S7-200的掃描工作過(guò)程圖2-13 S7-200的掃描工作過(guò)程 如圖S7-200的掃描工作過(guò)程知，PLC可自動(dòng)檢測(cè)I/O口是否出錯(cuò)，CPU可強(qiáng)制為STOP，但是本設(shè)計(jì)，出錯(cuò)后報(bào)警，報(bào)警燈要閃爍，所以不能強(qiáng)制為STOP，只能用程序控

32、制停止程序。第3章 液體混合裝置的控制的軟件設(shè)計(jì)3.1控制要求及分析：1. 初始狀態(tài)裝置投入運(yùn)行時(shí)，液體A、B閥門均為關(guān)閉狀態(tài)，混合液閥門打開(kāi)10s后關(guān)閉。2.起動(dòng)操作按下啟動(dòng)按鈕后，裝置開(kāi)始按下列規(guī)律運(yùn)行：1) 液體A閥門打開(kāi)，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)X2水位時(shí)，關(guān)閉液體A閥門，打開(kāi)液體B閥門。對(duì)1）的分析，由于A液體電磁閥動(dòng)作兩次，分別表示注入A液體和停止A液體的注入，所以為了便于分析，不用停止注入A液體作為注入B液體的順序開(kāi)關(guān)。而用初始狀態(tài)結(jié)束作為注入B液體的順序開(kāi)關(guān)。2) 當(dāng)液面到達(dá)高水位X3時(shí)，關(guān)閉B閥門，攪勻電動(dòng)機(jī)開(kāi)始攪勻。3) 攪勻電動(dòng)機(jī)工作20S后停止攪動(dòng)，混合液體閥門打開(kāi)，

33、開(kāi)始放出混合液體。對(duì)3）的分析：由于初始狀態(tài)也有混合液體電磁閥的動(dòng)作，所以用攪拌結(jié)束作為第二次混合液體電磁閥的動(dòng)作的順序開(kāi)關(guān)。4)當(dāng)液面下降到50時(shí)，再過(guò)5s后，混合液排氣閥門關(guān)閉，一個(gè)周期結(jié)束。對(duì)4）的分析：對(duì)于排氣電磁閥，假設(shè)是在液面降到50時(shí)，排氣閥打開(kāi)，5S之后，混合液體停止排放，排氣閥關(guān)閉。3報(bào)警當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈閃爍，停止混合系統(tǒng)運(yùn)行。對(duì)報(bào)警的分析：停止混合系統(tǒng)運(yùn)行可視為，停止液體A和液體B的注入?；旌弦后w排放和排氣閥的動(dòng)作不運(yùn)行液體混合。下圖為兩種液體混合裝置的流程圖：圖 3-1 液體混合程序流程圖3.2兩種液體混合裝置的輸入/輸出分配在確定了控制對(duì)象的控制任務(wù)和選擇好PL

34、C的機(jī)型后，即可安排輸入、輸出的配置，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：表3-1 輸入分配表輸入地址對(duì)應(yīng)元件對(duì)應(yīng)外部設(shè)備I0.0SB1啟動(dòng)按鈕M0.0SL0初始狀態(tài)M0.1SL2A液體注入液位到達(dá)狀態(tài)M0.2SL3B

35、液體注入液位到達(dá)狀態(tài)M0.3SL4攪拌完成狀態(tài)M0.4SL1混合液體排出至50狀態(tài)表3-2 輸出分配表輸出地址對(duì)應(yīng)元件對(duì)應(yīng)外部設(shè)備Q0.1YV1A液體電磁閥Q0.2YV2B液體電磁閥Q0.3YV3混合液體電磁閥Q0.4YV4攪拌電磁閥Q0.5YV5排氣電磁閥Q0.6YV6報(bào)警電磁閥表3-3 定時(shí)器分配表定時(shí)器定時(shí)時(shí)間作用T3710S初始狀態(tài)排放混合液體T3820S攪拌定時(shí)T395S排氣定時(shí)T502ms報(bào)警閃爍閃爍時(shí)間定時(shí)T513ms報(bào)警閃爍停止時(shí)間定時(shí)3.3兩種液體混合裝置的輸入/輸出接線圖圖3-2 兩種液體混合裝置的輸入/輸出接線圖3.4兩種液體混合裝置的梯形圖圖3-3 兩種液體混合裝置的梯

36、形圖其工作過(guò)程分析：1. 初始狀態(tài)I0.0為啟動(dòng)按鈕Q0.3為混合液體電磁閥T37為初始狀態(tài)排放混合液體定時(shí)器，定時(shí)10SM0.0為初始狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)則按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始排放混合液體，10S后，停止排放。2. 起動(dòng)操作Q0.1為A液體電磁閥 M0.1為A液體注入液位到達(dá)狀態(tài)Q0.2為B液體電磁閥則初始狀態(tài)完成后，A液體電磁閥打開(kāi)，注入A液體，到設(shè)定液位關(guān)閉A液體電磁閥，停止注入A液體，B液體電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始注入B液體。M0.2為B液體注入液位到達(dá)狀態(tài) Q0.5為攪拌電磁閥T38為攪拌定時(shí)器，定時(shí)20S M0.3為攪拌完成狀態(tài)則注入B液體，到設(shè)定液位關(guān)閉B液體電磁閥，停止注入B液體，攪拌電磁閥打開(kāi)

37、，開(kāi)始攪拌混合液體。20S之后，停止攪拌，混合液體電磁閥打開(kāi)，排放混合液體，攪拌完成。M0.4為混合液體排出至50狀態(tài) Q0.4排氣電磁閥T39為排氣定時(shí)器，定時(shí)5S則混合液體排出至50時(shí)，打開(kāi)排氣電磁閥，5S之后，關(guān)閉混合液體電磁閥和排氣電磁閥，停止排放混合液體和停止排氣。3 報(bào)警SM5.0為I/O口錯(cuò)誤監(jiān)視T51為報(bào)警閃爍停止時(shí)間定時(shí)器，定時(shí)3msT50為報(bào)警閃爍閃爍時(shí)間定時(shí)器，定時(shí)2msQ0.6為報(bào)警電磁閥則運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)報(bào)警燈閃爍。則運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)，關(guān)閉A液體電磁閥，或B液體電磁閥，停止注入液體。程序結(jié)束。第4章 液體混合裝置的控制的組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計(jì)4.1組態(tài)王選擇組態(tài)王6.50（64點(diǎn)）版號(hào)6

38、.5.0.31版權(quán) 北京亞控科技發(fā)展有限公司4.2組態(tài)畫(huà)面監(jiān)視設(shè)計(jì)1 主畫(huà)面設(shè)計(jì)圖 4-1 兩種液體混合設(shè)計(jì)組態(tài)王主畫(huà)面 如上圖所示，可顯示反應(yīng)罐A注入的A液體的體積，與反應(yīng)罐B注入的B液體的體積，以及反應(yīng)罐混合液體體積。而報(bào)警畫(huà)面可自動(dòng)跳出。2 畫(huà)面數(shù)據(jù)設(shè)置如下圖圖 4-2畫(huà)面數(shù)據(jù)設(shè)置如上圖，A液位，B液位及反應(yīng)液位都為I/O整數(shù)，只讀，并且設(shè)置了報(bào)警的數(shù)值最大值，具體見(jiàn)下圖。圖 4-3 A原料罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置圖 4-4 B原料罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置圖 4-5 反應(yīng)罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置數(shù)據(jù)設(shè)置好之后，可關(guān)聯(lián)畫(huà)面，關(guān)聯(lián)的是模擬值輸出，如下圖圖4-6 圖中模擬值輸出設(shè)置圖A原料罐液位數(shù)據(jù)顯示為2位整數(shù)，居中顯示

39、，如下圖圖4-7 模擬值連接為A原料罐液位B原料罐液位數(shù)據(jù)顯示為2位整數(shù)，居中顯示，如下圖圖4-8 模擬值連接為B原料罐液位反應(yīng)罐液位數(shù)據(jù)顯示為3位整數(shù)，居中顯示，如下圖圖4-9 模擬值連接為反應(yīng)罐液位3 報(bào)警畫(huà)面的設(shè)置如下圖圖4-10 報(bào)警畫(huà)面設(shè)置圖畫(huà)面顯示可通過(guò)主畫(huà)面的命令語(yǔ)言顯示，如下圖，有報(bào)警，顯示報(bào)警畫(huà)面，報(bào)警確認(rèn)后，重新顯示主畫(huà)面。圖4-11 主畫(huà)面與報(bào)警畫(huà)面轉(zhuǎn)換的設(shè)置圖報(bào)警是由報(bào)警數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的，如下圖，本站點(diǎn)A原料罐液位.Hilimit=100 ，優(yōu)先級(jí)為10本站點(diǎn)B原料罐液位.Hilimit=100 ，優(yōu)先級(jí)為5本站點(diǎn)反應(yīng).Hilimit=250 ，優(yōu)先級(jí)為1根據(jù)實(shí)際情況，只需設(shè)

40、計(jì)最高至報(bào)警，而報(bào)警優(yōu)先級(jí)反應(yīng)（及混合液體）優(yōu)先級(jí)最高，A原料罐液位優(yōu)先級(jí)最低。圖 4-12 A液位 B液位 反應(yīng)（反應(yīng)罐液位）報(bào)警設(shè)置歷史報(bào)警設(shè)置如下圖圖4-14 歷史報(bào)警設(shè)置圖第4章 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù) 4.1 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù)統(tǒng)故障一般指整個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為PLC內(nèi)部故障和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備的外部故障兩部分。PLC系統(tǒng)包括中央處理器、主機(jī)箱、擴(kuò)展機(jī)箱、I/0模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備包括I/O端口和現(xiàn)場(chǎng)控制檢測(cè)設(shè)備，如繼電器、接觸器、閥門、電動(dòng)機(jī)等。個(gè)部分發(fā)生故障比例分布圖如下。圖5-1 PLC故障比例分布圖4.2 系統(tǒng)故障分析及處理4.2.1

41、 PLC的I/O端口系統(tǒng)故障分析及處理PLC最大的薄弱環(huán)節(jié)在I/0端口。PLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于其I/O端口，在主機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)水平相差無(wú)幾的情況下，I/O模塊是體現(xiàn)PLC性能的關(guān)健部件，因此它也是PLC損壞中的突出環(huán)節(jié)。要減少I/O模塊的故障就要減少外部各種干擾對(duì)其影響，首先要按照其使用的要求進(jìn)行使用，不可隨意減少其外部保護(hù)設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對(duì)主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。4.2.2 PLC主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部故障分析及處理目前PLC的主存儲(chǔ)器大多采用可擦寫(xiě)ROM，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、CPU模塊工藝水平有關(guān)。而PLC的中央處理器目前都采用高性能的處理芯片，故降率已

42、經(jīng)大大下降。PLC主機(jī)系統(tǒng)容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作，散熱中，電壓和電流的波動(dòng)沖擊是不可避免的。系統(tǒng)總線的損壞主要由于現(xiàn)在PLC多為插件結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期使用插拔模塊會(huì)適成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線很壞，在空氣溫度變化，濕度變化的影響下，總線的塑料老化、印刷線路的老化、接觸點(diǎn)的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和處理系統(tǒng)故障的時(shí)候要考慮到空氣、塵埃、紫外線等因素對(duì)設(shè)備的破壞。對(duì)于PLC主機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫描施，定期除塵，使PLC的外部環(huán)境符合其安裝運(yùn)行要求；同時(shí)在系統(tǒng)維修時(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，謹(jǐn)防人為

43、的對(duì)主機(jī)系統(tǒng)造成損害。4.2.3 現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備外部故障分析及處理在整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障地的地點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)中最容易出故障的有以下幾個(gè)方面。1第1類故障點(diǎn)是在繼電器、接觸器。PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)中，電氣備件消耗量最大的為各類繼電器或空氣開(kāi)關(guān)。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。所以減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。2. 第2類故障點(diǎn)是傳感器和儀表，這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號(hào)的不正常。這類設(shè)備安裝時(shí)信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動(dòng)力電纜分開(kāi)敷設(shè)，

44、特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PLC內(nèi)部進(jìn)行軟件濾波。這類故障的發(fā)現(xiàn)及處理也和日常點(diǎn)巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。3. 第3類故障多發(fā)生在閥門等設(shè)備上。因?yàn)檫@類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位，利用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機(jī)械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會(huì)產(chǎn)生誤差或故障。長(zhǎng)期使用缺乏維護(hù)，機(jī)械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要加強(qiáng)對(duì)此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。4.3 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù)由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，因此一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工業(yè)環(huán)境中。但如果工作環(huán)境過(guò)于惡劣，如干擾特別強(qiáng)烈，可能使PLC引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)；運(yùn)算出

45、錯(cuò)誤的結(jié)果；產(chǎn)生出錯(cuò)誤的輸出信號(hào)；造成錯(cuò)誤的動(dòng)作，就不能保證控制系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行。因此為提高控制系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)有效的抗干擾措施是非常必要的。外界干擾的主要來(lái)源有：1. 電源的干擾供電電源的波動(dòng)以及電源電壓中高次諧波產(chǎn)生的干擾。2. 感應(yīng)電壓的干擾PLC周圍鄰近的大容量設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的于擾；其它設(shè)備或空中強(qiáng)電場(chǎng)通過(guò)分布電容串入PLC引起的干擾。3. 輸入輸出信號(hào)的干擾輸入沒(méi)備的輸入信號(hào)線間寄生電容引起的差模干擾和輸入信號(hào)線與大地間的共模干擾；在感性負(fù)載的場(chǎng)合，輸出信號(hào)由斷開(kāi)一閉合時(shí)產(chǎn)生的突變電流和由閉合一斷開(kāi)的反向感應(yīng)電勢(shì)以及電磁接觸器的接點(diǎn)產(chǎn)生電弧等產(chǎn)生的干

46、擾。4. 外部配線干擾因各種電纜選擇不合理，信號(hào)線絕緣降低，安裝，布線不合理等產(chǎn)生的干擾。提高PLC控制系統(tǒng)抗干擾性能的措施：(1) 科學(xué)選型；(2) 選擇高性能電源，抑制電網(wǎng)干擾；(3) 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)；(4) 柜內(nèi)合理選線配線，降低干擾。為了延長(zhǎng)PLC 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對(duì)該系統(tǒng)的沒(méi)備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點(diǎn)有比較準(zhǔn)確的估計(jì)，也就是說(shuō)，要知道整個(gè)系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對(duì)PLC 過(guò)程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)有所幫助。43結(jié)論為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本已經(jīng)落下帷幕了，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我遇到了很多困難，主要表現(xiàn)在對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)備

47、和整體運(yùn)行過(guò)程不太熟悉，尤其是對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)的動(dòng)作情況很難掌握，其次梯形圖的編寫(xiě)由于控制過(guò)程的復(fù)雜而覺(jué)得難以下手。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，認(rèn)識(shí)到了很多東西。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的一份綜和性作業(yè).在不斷的努力下我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì)課程設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法是錯(cuò)誤的。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)太理論化了，面對(duì)單獨(dú)的課題的是感覺(jué)很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。

48、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)通過(guò)查找資料和老師的講解，這些問(wèn)題還是基本得到了解決。本設(shè)計(jì)采用PLC對(duì)液體混合控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和硬件結(jié)構(gòu)，提高了該系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性和安全性。梯形圖采用步進(jìn)指令（STL），這樣使程序的條理更加清晰易懂，這是本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，但是由于時(shí)間，經(jīng)驗(yàn)和能力的關(guān)系，本系統(tǒng)存在很多明顯的不足，沒(méi)有操作界面和人機(jī)對(duì)話操作，僅能在理論上運(yùn)行的可能。希望這些缺陷，我能在以后的實(shí)際工作中能加以注意。整體來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)給了我很大的幫助，不僅僅熟悉的PLC的控制系統(tǒng)和各種元器件，

49、并提高了實(shí)踐的能力，這些都將成為我以后步入社會(huì)參加工作的一筆寶貴經(jīng)驗(yàn)。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文謝 辭畢業(yè)設(shè)計(jì)已如期完成，這是一個(gè)辛苦卻令人感到充實(shí)的過(guò)程，讓我從中學(xué)到了不少新的知識(shí)。首先對(duì)培育了我四年的母校致謝！在此，我想對(duì)我的指導(dǎo)老師表達(dá)我深深的謝意，感謝他在緊張而繁忙的工作中，還能不厭其煩的回答我的種種疑問(wèn)，耐心地幫助我深入課題，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能如期順利的完成。老師以廣博的才識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，精益求精的態(tài)度引領(lǐng)我走過(guò)了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)我的成長(zhǎng)起到了深刻的影響。最后，我還要感謝在整個(gè)設(shè)計(jì)中幫助我的同學(xué)們。謝謝你們。50參考文獻(xiàn)1 廖常初. 可編程序控制器的編程方法和工程應(yīng)用M.重慶：重慶大

50、學(xué)出版社.20032 歐陽(yáng)三泰，歐陽(yáng)希，周琴. 可編程控制器發(fā)展綜述J.機(jī)床電器.2005.13 陳潤(rùn)泰，許琨. 檢測(cè)技術(shù)與智能儀表 中南工業(yè)大學(xué)出版社. 2002 4 方承遠(yuǎn)、王炳勛.電氣控制原理與設(shè)計(jì)M.常熟：寧夏人民出版社，1989.3：60-705 李景學(xué)，金廣業(yè)編可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法北京：電子工業(yè)出版社，19956 李仁， 電器控制北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19987 梁劍雄，鄧水先. 高可靠性的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 2005.18 何國(guó)金. 機(jī)械電氣自動(dòng)控制M.重慶：重慶大學(xué)出版社，20029 歐陽(yáng)三泰，歐陽(yáng)琳，周琴. 淺談PLC高級(jí)運(yùn)用程序設(shè)計(jì)與技術(shù)要點(diǎn).2002.410

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52、控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用. 機(jī)電工程. 2000.12(3)19 廖常初,周林. PLC的功能指令. 電工技術(shù)， 1999（7）2000（4）附錄 附錄 1 控制方式選擇就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。 （1）繼電器控制系統(tǒng) 控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過(guò)程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜

53、的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 （2）單片機(jī)控制 單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。 （3）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制 工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢(shì)。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開(kāi)關(guān)量控制有些大材小用。且其外部I/O接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。（4）可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語(yǔ)言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過(guò)修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。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