除塵室plc課設(shè)

1、本科生課程設(shè)計(jì)課 程：電氣控制及可編程控制器課程設(shè)計(jì)專 業(yè)：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)老師：完成日期：2014年目錄第一章 任務(wù)2第二章 任務(wù)分析3一 PLC控制的優(yōu)點(diǎn)31. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)32 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便43.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣44.編程簡(jiǎn)單，容易掌握45.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量56.體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便5 二 設(shè)計(jì)思路61. OMRON CPM1A 小型可編程控制器62. 流程圖7第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)8一 硬件部分81.主電路圖82.I/O接線圖8二 軟件部分91.梯形圖92.指令語(yǔ)句9第四章 總結(jié)11一 研究成果11二 遇到的

2、問(wèn)題11三 解決方案11第五章 參考文獻(xiàn)12第一章 任務(wù) 除塵室的PLC控制概況及控制要求： 制藥、水廠等一些對(duì)除塵要求比較嚴(yán)格的車間，人或物進(jìn)入這些場(chǎng)合前首先需要進(jìn)行除塵處理，為了保證除塵操作的嚴(yán)格進(jìn)行，避免人為因素對(duì)除塵要求的影響，需對(duì)除塵室的門(mén)進(jìn)行有效控制，在本系統(tǒng)中，人或物進(jìn)入無(wú)污染、無(wú)塵車間前，首先需在除塵室嚴(yán)格進(jìn)行指定時(shí)間的除塵才能進(jìn)入車間，否則門(mén)打個(gè)開(kāi)，進(jìn)入不了車間。第一道門(mén)處設(shè)有兩個(gè)傳感器：開(kāi)門(mén)傳感器和關(guān)門(mén)傳感器；除塵室內(nèi)有兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，用來(lái)對(duì)人或物除塵：第二道門(mén)上裝有開(kāi)門(mén)傳感器和電磁鎖，該鎖在系統(tǒng)控制下自動(dòng)鎖上或打開(kāi)。另外，進(jìn)入室內(nèi)時(shí)需要除塵、出來(lái)時(shí)不需除塵。1、除塵室有兩道門(mén)，

3、兩道門(mén)之間有兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，用來(lái)對(duì)人或物除塵。第二道門(mén)上有電磁鎖，該鎖在系統(tǒng)控制下自動(dòng)鎖上或打開(kāi)2、人進(jìn)入車間時(shí)必須先打開(kāi)第一道門(mén)進(jìn)入除塵室，除塵后方可進(jìn)入室內(nèi)。當(dāng)?shù)谝坏篱T(mén)打開(kāi)時(shí)，開(kāi)門(mén)傳感器動(dòng)作，第一道門(mén)關(guān)上時(shí)關(guān)門(mén)傳感器動(dòng)作，第二道門(mén)打開(kāi)時(shí)相應(yīng)的開(kāi)門(mén)傳感器動(dòng)作。3、第一道門(mén)關(guān)上后，風(fēng)機(jī)開(kāi)始吹風(fēng)，電磁鎖把第二道門(mén)鎖上并延時(shí)20s(可設(shè)定)后風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止，電磁鎖自動(dòng)打開(kāi)，此時(shí)可打開(kāi)第二道門(mén)進(jìn)入室內(nèi)。4、人從室內(nèi)出來(lái)時(shí)，第二道門(mén)的開(kāi)門(mén)傳感器先動(dòng)作，第一道門(mén)開(kāi)門(mén)傳感器才動(dòng)作。關(guān)門(mén)傳感器與進(jìn)入時(shí)動(dòng)作相同，但由于此時(shí)不需除塵，所以風(fēng)機(jī)、電磁鐵均不動(dòng)作。第二章 任務(wù)分析一 PLC控制的優(yōu)點(diǎn)PLC控制具有以下幾個(gè)優(yōu)

4、點(diǎn)：1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時(shí)給出出錯(cuò)信息，停止運(yùn)行等待修復(fù)外，還使PLC具有了很強(qiáng)的抗干擾能力。·硬件措施： 主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路。    屏蔽對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。    濾波對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如LC或型濾波網(wǎng)

5、絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。    電源調(diào)整與保護(hù)對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響。    隔離在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各I/O口之間亦彼此隔離。    采用模塊式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作；同時(shí)也有助于加

6、快查找故障原因。·軟件措施：     有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。故障檢測(cè)軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等。以便及時(shí)進(jìn)行處理。信息保護(hù)與恢復(fù)當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞PLC內(nèi)部的信息。一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來(lái)的程序工作。所以，PLC在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT（看門(mén)狗）如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了WDT規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警，

7、并停止執(zhí)行。對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)丟失。PLC的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目中，有一項(xiàng)就是抗干擾試驗(yàn)。它要求能承受幅值為1000V，上升時(shí)間1nS，脈沖寬度為1S的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)上千萬(wàn)小時(shí)；制成系統(tǒng)亦可達(dá)45萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用

8、。3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。4.編程簡(jiǎn)單，容易掌握 目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。

9、PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。6.體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便 PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)

10、備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24128點(diǎn)。二 設(shè)計(jì)思路 本次任務(wù)主要要實(shí)現(xiàn)除塵室的兩道門(mén)的進(jìn)出控制、風(fēng)機(jī)的自動(dòng)起?？刂埔约半姶沛i的控制。人進(jìn)入車間打開(kāi)的第一道門(mén)采用按鈕控制，關(guān)門(mén)的實(shí)現(xiàn)也

11、通過(guò)按鈕的開(kāi)端來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且在開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)之間應(yīng)設(shè)置一個(gè)互鎖環(huán)節(jié)。第一道門(mén)關(guān)上時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)與定時(shí)器一，即用一個(gè)關(guān)門(mén)輸出的常開(kāi)觸點(diǎn)來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，此時(shí)電磁鎖也接通，對(duì)第二道門(mén)進(jìn)行鎖動(dòng)作，定時(shí)時(shí)間到時(shí)，風(fēng)機(jī)停且電磁鎖打開(kāi)（通過(guò)輔助繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)）。這時(shí)可以通過(guò)按鈕打開(kāi)第二道門(mén)。人從室內(nèi)出來(lái)時(shí)，打開(kāi)第二道門(mén)并啟動(dòng)定時(shí)器二，定時(shí)時(shí)間到時(shí)，第一道門(mén)打開(kāi)（此時(shí)不除塵，風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)）。 我們用OMRON CPM1A型機(jī)來(lái)進(jìn)行軟件編程測(cè)試，因此要對(duì)OMRON CPM1A 小型可編程控制器有基本的了解，熟悉其指令系統(tǒng)為繪制梯形圖做準(zhǔn)備。仔細(xì)閱讀題目要求，畫(huà)出流程圖，根據(jù)流程圖思考怎樣用基本的指令實(shí)現(xiàn)每一步任務(wù)，并

12、通過(guò)軟件編程以及在實(shí)驗(yàn)裝置上搭接實(shí)驗(yàn)電路，查看能否實(shí)現(xiàn)題目要求，檢查出錯(cuò)誤后再進(jìn)行進(jìn)一步的修正。1. OMRON CPM1A 小型可編程控制器日本OMRON電機(jī)株式會(huì)社是世界上生產(chǎn)PLC的著名廠商之一。OMRON C系列PLC產(chǎn)品門(mén)類齊、型號(hào)多、功能強(qiáng)、適應(yīng)面廣。大致可以分成微型、小型、大型四大類產(chǎn)品。小型PLC機(jī)以P型機(jī)和CPM型機(jī)最為典型、這兩種都屬堅(jiān)固整體型結(jié)構(gòu)。CPM型機(jī)時(shí)繼P型機(jī)之后推出的一款新機(jī)型，根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的不同和附加功能的需要，可分為CPM1A、CPM2A、CPM2C三個(gè)系類型號(hào)，與P型機(jī)相比，CPM型機(jī)具有體積更小、指令更豐富、性能更優(yōu)越等特點(diǎn)。CPM系列機(jī)采用整體式結(jié)

13、構(gòu)，內(nèi)部有CPU、電源、系統(tǒng)程序區(qū)、用戶程序區(qū)、輸入/輸出接口、I/O擴(kuò)展單元、編程器接口及其他外部設(shè)備組成。2. 流程圖 圖2-1 第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)一 硬件部分1.主電路圖 圖3-12.I/O接線圖 圖3-2二 軟件部分1.梯形圖 圖3-32.指令語(yǔ)句LD 0.00LD 10.00ANDNOT 10.01ORLDOR TIM001OUT 10.00LD 0.01LD 10.01ANDNOT 10.00ORLDOUT 10.01LD 10.01ANDNOT TIM000OUT TR0ANDNOT 200.00OUT 10.02LD TR0ANDNOT 200.00OUT 10.03LD TR0

14、TIM 000 #100ANDNOT 200.00OUT 10.04LD 200.00OR TIM000ANDNOT 0.05OUT 200.00LD 0.02OR 200.01OUT TR0ANDNOT TIM001OUT 200.01LD TR0TIM 001 #50LD 10.03ORNOT 200.01OUT 10.05第四章 總結(jié)一 研究成果通過(guò)不斷地修改，最終實(shí)現(xiàn)了除塵室的PLC控制要求，即人進(jìn)入車間時(shí)必須先打開(kāi)第一道門(mén)進(jìn)入除塵室，除塵后方可進(jìn)入室內(nèi)。當(dāng)?shù)谝坏篱T(mén)打開(kāi)時(shí)，開(kāi)門(mén)傳感器動(dòng)作，第一道門(mén)關(guān)上時(shí)關(guān)門(mén)傳感器動(dòng)作，第二道門(mén)打開(kāi)時(shí)相應(yīng)的開(kāi)門(mén)傳感器動(dòng)作；第一道門(mén)關(guān)上后，風(fēng)機(jī)開(kāi)始吹風(fēng)，電磁鎖把第二道門(mén)鎖上并延時(shí)20s(可設(shè)定)后風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止，電磁鎖自動(dòng)打開(kāi)，此時(shí)可打開(kāi)第二道門(mén)進(jìn)入室內(nèi)；人從室內(nèi)出來(lái)時(shí)，第二道門(mén)的開(kāi)門(mén)傳感器先動(dòng)作，第一道門(mén)開(kāi)門(mén)傳感器才動(dòng)作。關(guān)門(mén)傳感器與進(jìn)入時(shí)動(dòng)作相同，但由于此時(shí)不需除塵，所以風(fēng)機(jī)、電磁鐵均不動(dòng)作。二 遇到的問(wèn)題用來(lái)斷開(kāi)電磁鎖的中間繼電器在第