PLC控制多種液體混合控制系統(tǒng)

1、摻混PLC控制系統(tǒng)摘 要：可編程序控制器（Programmable controller）簡稱PLC，是近年來一種極為迅速，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器，用來存儲用戶指令，通過數(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控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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單易懂，維修方便等雙重優(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)際生活中

2、有著廣泛的應(yīng)用，由于可編程控制器（PLC）具有編程軟件采自易學(xué)易懂的梯形圖語言、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實(shí)現(xiàn)。該摻混控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際要求利用PLC的實(shí)時(shí)控制和順序處理功能，完成系統(tǒng)控制，。在本次論文中，給出了控制系統(tǒng)的硬件原理圖，主電路圖及軟件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：可編程序控制器、存儲器、計(jì)算機(jī)技術(shù)。第1章 緒 論在生產(chǎn)過程、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)模集成電路的問世和微處理機(jī)技術(shù)的應(yīng)

3、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)對高校工程類專業(yè)的學(xué)生來說,已是必不可少。摻混PLC控制系統(tǒng)這個(gè)課題具有其重要的意義。第2章 摻混控制系統(tǒng)設(shè)備狀況及控制要求2.1 控制過程該摻混控制系統(tǒng)有過渡倉2個(gè)，混倉2個(gè)，包裝倉2個(gè)（分別用1、2標(biāo)記區(qū)別）?？刂葡到y(tǒng)有進(jìn)料，循環(huán)，輸送三種工作狀態(tài)。整個(gè)摻混PLC控制系統(tǒng)的過程出要分為以下幾個(gè)部分：1、進(jìn)料過程（過渡倉到混倉）2、進(jìn)料過程停止 3、循環(huán)過程（混倉內(nèi)進(jìn)行）4、循環(huán)過程停止5、輸送過程（混倉到包裝倉）6、輸送過程停止2.2.1進(jìn)料過程（過渡倉到混倉）只要當(dāng)過渡倉有物料時(shí)，即可進(jìn)行進(jìn)料過程。運(yùn)行過程為過渡

4、倉1輸送到混倉1。整個(gè)進(jìn)料過程為：1開過渡倉發(fā)送罐泄壓閥（13）2延時(shí)3開過渡倉下料氣動(dòng)閥（15），過渡倉錐體松動(dòng)風(fēng)（17）4音叉檢測（11）5關(guān)過渡倉錐體松動(dòng)風(fēng)（17），過渡倉下料氣動(dòng)閥（13），過渡倉發(fā)送罐泄壓閥（15）6開過渡倉底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過渡倉發(fā)送線切換閥（19），混倉切換閥（63）開過渡倉輸送氣刀閥（9），過渡倉輸送氣動(dòng)閥（7）7音叉檢測（5）8關(guān)過渡倉底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過渡倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過渡倉輸送氣動(dòng)閥（7）9關(guān)過渡倉輸送氣刀閥（9）、過渡倉發(fā)送線切換閥（19）、混倉切換閥（63）。其具體流程圖如圖2.1（本說明流程圖中，“，”表示順序動(dòng)作，“-”表示同時(shí)動(dòng)作。）所示

5、：關(guān)（17），（13），（15）音叉（11）（15）反饋信號開（15），（17）延時(shí)0至20秒（可調(diào)）開（13）無料有料無料有料開（1）-（19），（63）,（9），（7）有料音叉（5）無料關(guān)（1）-（3），（7）延時(shí)0至20秒（可調(diào)）關(guān)（9），（19），（63）圖2.1 進(jìn)料過程流程圖2.2.2 進(jìn)料過程停止進(jìn)料過程停止有三種方式：1、手動(dòng)停止在手動(dòng)模式下共分為8種過程，當(dāng)存在允許運(yùn)行進(jìn)料過程的混倉時(shí)，就能夠啟動(dòng)一種進(jìn)料過程，并且能夠隨時(shí)停止任一進(jìn)料過程（包括自動(dòng)模式下的進(jìn)料過程）。手動(dòng)控制的8種過程為：單一運(yùn)行 過渡倉1 混倉1 過渡倉2 混倉1 過渡倉1 混倉2 過渡倉2 混倉2 交替運(yùn)

6、行 過渡倉1、2 混倉1 過渡倉1、2 混倉2停止過程 過渡倉1停止 過渡倉2停止以混倉1為例子，當(dāng)使用鍵盤手動(dòng)輸入指令可進(jìn)行停止操作，系統(tǒng)發(fā)生以下動(dòng)作停止運(yùn)轉(zhuǎn)：1關(guān)閉過渡倉椎體松動(dòng)風(fēng)（17），過渡倉發(fā)送罐泄壓閥（13），過渡倉下料氣動(dòng)閥（15）2過渡倉開底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過渡倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過渡倉發(fā)送線切換閥（19）、混倉切換閥（63）3開過渡倉輸送氣動(dòng)閥（7）、過渡倉輸送氣刀閥（9）4音叉檢測（5）5關(guān)過渡倉開底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過渡倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過渡倉輸送氣動(dòng)閥（7）、過渡倉輸送氣刀閥（9），過渡倉發(fā)送線切換閥（19）、混倉切換閥（63）。具體流程圖如圖2.2。無料關(guān)（17）

7、，（13），（15）開（1）-（3）,（19）-（63）開（7）-（9）音叉（5）關(guān)（1）-（3），（7）-（9），（19）-（63）無料延時(shí)0至3分鐘有料圖2.2 進(jìn)料過程手動(dòng)停止流程圖2、自動(dòng)停車在運(yùn)行過程中當(dāng)混倉1倉體上音叉（57）或混倉2倉體上音（58）叉發(fā)生有料信號后則報(bào)警，如三分鐘內(nèi)無新指令輸入，則按情況一的順序自動(dòng)停車。在自動(dòng)控制模式下兩過渡倉只能夠交替運(yùn)行，不允許同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)過渡倉的兩料位計(jì)過渡倉1音叉（21）、過渡倉2音叉（22）發(fā)出有料信號，開啟先發(fā)出有料信號的過渡倉進(jìn)行送料。若同時(shí)發(fā)出有料信號，則優(yōu)先1倉，然后再1、2倉交替運(yùn)行。（即過渡倉1輸送氣動(dòng)閥（7）、過渡倉1輸送

8、氣刀閥（9）、過渡倉1發(fā)送線切換閥（19）開啟時(shí)，過渡倉2輸送氣動(dòng)閥（8）、過渡倉2輸送氣刀閥（10）、過渡倉2發(fā)送線切換閥（20）關(guān)閉，在此時(shí)間段內(nèi)2倉同時(shí)完成過渡倉2下料氣動(dòng)閥（16）由閉到開的過程，反之，當(dāng)過渡倉1輸送氣動(dòng)閥（7）、過渡倉1輸送氣刀閥（9）、過渡倉1發(fā)送線切換閥（19）關(guān)閉時(shí)，而過渡倉2發(fā)送罐上音叉（12）顯示有料，則立即開啟過渡倉2輸送氣動(dòng)閥（8）、過渡倉2輸送氣刀閥（10）、過渡倉2發(fā)送線切換閥（20）送料，此時(shí)間段內(nèi)倉同時(shí)完成過渡倉1下料氣動(dòng)閥（15）由開到閉的過程。）在自動(dòng)進(jìn)料過程運(yùn)行之前需要對進(jìn)料倉工作狀態(tài)進(jìn)行選擇。同一混倉在進(jìn)行循環(huán)或輸送時(shí)不能同時(shí)進(jìn)行進(jìn)料過程

9、。如果有一混倉允許進(jìn)行進(jìn)料過程，則自動(dòng)選擇該混倉。如有兩個(gè)及以上混倉允許運(yùn)行時(shí)，則發(fā)出報(bào)警聲，并彈出菜單，由操作人員進(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)后報(bào)警聲自動(dòng)消失，如在兩分鐘內(nèi)無確認(rèn)，則自動(dòng)按1、2倉的順序優(yōu)先選擇小序號。如無允許運(yùn)行進(jìn)料過程的混倉，進(jìn)料過程不動(dòng)作，并發(fā)出報(bào)警聲，在操作人員確認(rèn)后報(bào)警消失。3、緊急停車以過渡倉1到混倉1為例，在發(fā)生故障或其他緊急事件時(shí)，輸入緊急停止指令后，則系統(tǒng)控制點(diǎn)發(fā)生如下動(dòng)作： 1關(guān)過渡倉開底部松動(dòng)風(fēng)（1）、過渡倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（3），過渡倉輸送氣動(dòng)閥（7），過渡倉錐體松動(dòng)風(fēng)（17），過渡倉下料氣動(dòng)閥（13）、過渡倉發(fā)送罐泄壓閥（15）2延時(shí)3過渡倉輸送氣刀閥（9），過渡倉發(fā)

10、送線切換閥（19），混倉切換閥（63）。系統(tǒng)流程圖如圖2.3所示關(guān)（1）-（3）-（7），（17），（13）-（15）關(guān)（9），（19），（63）延時(shí)1090秒可調(diào)圖2.3 緊急停車流程圖2.2.3 循環(huán)過程循環(huán)過程是在混倉內(nèi)進(jìn)行。啟動(dòng)一個(gè)循環(huán)過程的先決條件為：該倉沒有進(jìn)行輸送過程或者是進(jìn)料過程。只要混倉內(nèi)有料（不管音叉狀態(tài)如何）即可進(jìn)行循環(huán)，并且允許2個(gè)混倉同時(shí)進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)過程分四種情況：混倉1循環(huán)，混倉2循環(huán)，混倉1循環(huán)停止，混倉2循環(huán)停止。在循環(huán)過程中，振動(dòng)器在兩組之間交替運(yùn)行，運(yùn)行周期位3分鐘。以混倉1為例，其運(yùn)行過程如下：1開混倉泄壓電磁閥（47）、混倉倉體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉錐體

11、松動(dòng)風(fēng)（49），混倉下料氣動(dòng)閥（45），混倉隔離氣動(dòng)閥（39），混倉A組振動(dòng)器或B組振動(dòng)器（59、60）2音叉檢測（37）3關(guān)混倉隔離氣動(dòng)閥（39）4開混倉發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23），混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25），混倉循環(huán)線氣刀閥（29），混倉循環(huán)線氣動(dòng)閥（31）5音叉檢測（43）6關(guān)混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）7開混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）,混倉隔離氣動(dòng)閥（39）8關(guān)混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）9音叉檢測（37）10開混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）11關(guān)混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41），混倉隔離氣動(dòng)閥（39）12開混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（4

12、5）回第5步。其流程圖如圖2.4所示。無料有料開（47），（55）-（49），（45），（39），（59）或（60）無料音叉（37）有料關(guān)（39）開（23），（25），（29），（31）無料音叉（43）有料關(guān)（47）-（49）-（45）開（41）,（39）關(guān)（25）維持現(xiàn)狀（0至20）秒（可調(diào)）有料音叉（37）無料開（25）關(guān)（41）-（39）開（47）-（49）-（45）圖2.4 循環(huán)過程流程圖 循環(huán)過程停止循環(huán)過程停止運(yùn)行過程：1關(guān)混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）2開混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）3關(guān)混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）4開混倉隔離氣動(dòng)閥（39）5音叉檢測

13、（27）6關(guān)混倉發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉循環(huán)線氣刀閥（29）、混倉1切換閥（63）、混倉A組振動(dòng)器（59）或B組振動(dòng)器（60）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉隔離氣動(dòng)閥（39）。其流程圖如圖2.5所示。關(guān)（47）-（49）-（45）開（41）關(guān)（25）開（39）音叉（27）無料有料維持現(xiàn)狀（0至3）分鐘（可調(diào)）關(guān)（23）-（41）-（29）-（63）-（59）或（60）-（55）-（41）-（39）圖2.5 循環(huán)過程停止流程圖循環(huán)過程緊急停止運(yùn)行過程：1關(guān)混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）、混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)

14、（25）、混倉發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉循環(huán)線氣動(dòng)閥（31）、混倉A組振動(dòng)器（59）、混倉倉體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉隔離氣動(dòng)閥（39）2關(guān)混倉循環(huán)線氣刀閥（29）其流程圖如圖2.6所示關(guān)（47）-（49）-（45）-（25）-（23）-（31）-（59）或（60）-（55）-（41）-（39）延時(shí)10至90秒（可調(diào)）關(guān)（29）圖2.6 循環(huán)過程緊急停止流程圖 輸送過程輸送過程是從混倉到包裝倉的過程。當(dāng)混倉有料且沒有進(jìn)行進(jìn)料和輸送過程，并存在未全滿的包裝倉就可進(jìn)行輸送過程。輸送過程分為：自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種模式。開始輸送過程前需先進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的確認(rèn)。在自動(dòng)控制模式下

15、，同一混倉的輸送過程在兩個(gè)包裝倉之間交替進(jìn)行。且按照先1后2的順序選擇未滿的包裝倉（即包裝倉的音叉顯示無料）輪流輸送。當(dāng)一個(gè)音叉顯示有料時(shí)則自動(dòng)切換到下一個(gè)未滿的包裝倉，如此周而復(fù)始。當(dāng)所有的包裝倉全滿時(shí)，則自動(dòng)停止輸送過程，延時(shí)20到60分鐘后再自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)一混倉的所有音叉（包括輸送罐上的音叉）全部發(fā)出無料信號，3分鐘后發(fā)出報(bào)警聲，在一分鐘內(nèi)如果無新的指令輸入 ，就自動(dòng)停止輸送過程，且不再自動(dòng)啟動(dòng)。在輸送的過程中，隨時(shí)可以人為發(fā)出停止指令停止輸送過程，手動(dòng)停止后就不再自動(dòng)啟動(dòng)。在手動(dòng)模式下，當(dāng)存在允許運(yùn)行輸送過程的混倉和包裝倉時(shí)，就可以啟動(dòng)一種輸送過程且可以隨時(shí)停止一種輸送過程。在一種手動(dòng)輸

16、送過程中，當(dāng)輸送的包裝倉的音叉顯示有料時(shí)則報(bào)警，如兩分鐘無新的指令輸入，按程序自動(dòng)停止輸送過程。輸送過程運(yùn)行步驟：1開混倉泄壓電磁閥（47），混倉倉體松動(dòng)風(fēng)（55），混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49），混倉下料氣動(dòng)閥（45），混倉隔離氣動(dòng)閥（39），混倉A組振動(dòng)器（59）或混倉B組振動(dòng)器（60）2音叉檢測（37）3關(guān)混倉隔離氣動(dòng)閥（39）4開混倉發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25），包裝倉切換閥（67）、混倉輸送線切換閥（65），混倉1輸送線氣動(dòng)閥（33）、混倉1輸送線氣刀閥（35）5音叉檢測（41）6關(guān)混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）7開混倉上罐松動(dòng)風(fēng)

17、（41），混倉隔離氣動(dòng)閥（39）8音叉檢測（37）9開混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）10關(guān)混倉上罐松動(dòng)風(fēng)，（41）混倉隔離氣動(dòng)閥（39）11開混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）。其流程圖如圖2.7所示開（47），（55）-（49），（45）-（39），（59）或（60）無料有料音叉（37）關(guān)（39）開（23）-（25），（67）-（65），（33），（35）有料無料音叉（41）關(guān)（47）-（49）-（45）開（41），（39）維持現(xiàn)狀（10至90秒可調(diào)）音叉（37）有料無料開（25）關(guān)（41），(39）開（47）-（49）-（45）圖2.7 輸送過程流程圖 輸送過

18、程停止輸送過程應(yīng)按如下程序停止：1開混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）2開混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）3關(guān)混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）4開混倉隔離氣動(dòng)閥（39）5音叉檢測（25）6關(guān)混倉發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉輸送線氣動(dòng)閥（33）、混倉A組振動(dòng)器（59）、混倉B組振動(dòng)器（60）、混倉倉體松動(dòng)風(fēng)（55）、混倉輸送線切換閥（65）、報(bào)警輸出（75）、混倉隔離氣動(dòng)閥（39）。其具體流程圖如圖2.8。關(guān)（47）-（49）-（45）開（41）關(guān)（25）開（39）有料音叉（25）無料維持現(xiàn)狀（0至3分鐘可調(diào)）關(guān)（23）-（41）-（33）-（35）-

19、（59）-（60）-（55）-（65）-（75）-（39）圖2.8 輸送過程停止正常停止流程圖輸送過程緊急停止過程：1關(guān)混倉泄壓電磁閥（47）、混倉錐體松動(dòng)風(fēng)（49）、混倉下料氣動(dòng)閥（45）、混倉上罐松動(dòng)風(fēng)（41）、混倉發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)（25）、混倉發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)（23）、混倉隔離氣動(dòng)閥（39）、混倉輸送線氣動(dòng)閥（32）、混倉A組振動(dòng)器（59）或混倉B組振動(dòng)器（60）、混倉倉體松動(dòng)風(fēng)（55）2關(guān)混倉輸送線氣刀閥（35）混倉輸送線切換閥（65）包裝倉切換閥（67）。其具體流程圖如圖2.9。關(guān)（47）-（49）-（45）-（41）-（25）-（23）-（39）-（32）-（59）或（60）-（55）

20、維持現(xiàn)狀（10至90秒可調(diào)）關(guān)（35），（65），（67）圖2.9 輸送過程緊急停止同一混倉的進(jìn)料、循環(huán)、輸送過程不能同時(shí)進(jìn)行，只能運(yùn)行一種，當(dāng)計(jì)算機(jī)接到由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的指令時(shí)，必須先人工停止前一過程再啟動(dòng)后一過程。在輸送過程中，振動(dòng)器也在兩組之間自動(dòng)進(jìn)行交替運(yùn)行，交替運(yùn)行以3分鐘為周期。 部分參數(shù)的可調(diào)節(jié)范圍1、氣刀、倉風(fēng)、錐風(fēng)開放時(shí)為斷續(xù)供氣，具體調(diào)節(jié)范圍如下：氣刀（9）（10）（29）（35）（36）（30）開1-8秒，倉風(fēng)、錐風(fēng)（17）（18）（55）（56）（49）（50）（41）（4）開0-10秒，關(guān)0-10秒。2、一般報(bào)警告知維持時(shí)間3、管延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間4、進(jìn)料抽真空時(shí)間

21、；進(jìn)料過程停止，總清過渡倉時(shí)間；進(jìn)料過程緊急停止，清進(jìn)料管道時(shí)間。5、循環(huán)時(shí)延時(shí)檢測混倉底部上音叉信號時(shí)間；循環(huán)停止時(shí)，總清混倉時(shí)間；循環(huán)緊急停止時(shí)，清混倉循環(huán)管道時(shí)間。6、輸送時(shí)延時(shí)檢測混倉底部上音叉信號時(shí)間；輸送停止時(shí)，總清混倉時(shí)間；輸送緊急停止時(shí)，清輸送管道時(shí)間。2.2.8 計(jì)算機(jī)報(bào)警提示隨著工業(yè)生產(chǎn)過程的復(fù)雜化和功能要求的不斷提高，對PLC控制系統(tǒng)的要求也越來越高?？偩€技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，更使PLC控制系統(tǒng)不斷擴(kuò)大化了，因而對遠(yuǎn)程控制、群控、數(shù)控、數(shù)據(jù)的修改與交換、故障的自動(dòng)檢測、自動(dòng)報(bào)警、各控制點(diǎn)的狀態(tài)顯示以及歷史事件記錄的查詢等智能化控制技術(shù)提出了新的更高的要求。報(bào)警提示音作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

22、中必不可少的一個(gè)部分，在生產(chǎn)的安全、維修等方面起著重要的作用。生產(chǎn)廠家已使PLC具有自我診斷功能來檢測其自身的故障，但PLC外部設(shè)備的故障檢測需要用戶自己設(shè)計(jì)處理。下面對本次設(shè)計(jì)的報(bào)警功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般報(bào)警告知：所有音叉正常料位有料時(shí)，發(fā)出一個(gè)短音，主要用于提示工作人員對整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常與否進(jìn)行判斷。第二種報(bào)警告知：報(bào)警音維持1060秒（可調(diào)）后消失1、在自動(dòng)控制模式下（21）或（22）有料2、在輸送過程中（69）或（70）有料3、在輸送過程中（57）（53）（51）（43）（37）（27）或（58）（54）（52）（44）（38）（28）全無料第三種報(bào)警告知：報(bào)警音必須在操作人員作出處理后才

23、能消除1、混倉上料位計(jì)有料時(shí)2、罐中上音叉有料而罐中下音叉無料，出現(xiàn)故障即：a. （11）有（5）無 ， b. （12）有（6）無c. （37）有（27）無 ， d. （38）有（28）無e. （57）有（53）無 ， f. （58）有（54）無3、計(jì)算機(jī)發(fā)出指令后，20秒鐘內(nèi)沒有返回閥門已打開的信號故障4、在手動(dòng)控制模式下（21）或（22）有料。2.3 摻混PLC控制系統(tǒng)原理圖(見附錄A)第3章 控制系統(tǒng)的方案選擇3.1 系統(tǒng)方案的選擇系統(tǒng)方案選擇的原則是在滿足生產(chǎn)機(jī)械工藝要求確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，力求投資少，效益高和操作方便。根據(jù)課題的要求，本課題的控制系統(tǒng)方案有幾種方案可供選擇：繼電器控

24、制方案、單片機(jī)控制方案、PLC控制方案等。1、繼電器控制方案。由于繼電器在控制電路中有獨(dú)特的電氣、物理特性，其斷態(tài)的高絕緣電阻和通態(tài)的低導(dǎo)通電阻，使得其它任何電子元器件無法與其相比，加上繼電器標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好、可簡化電路等優(yōu)點(diǎn)，所以繼電器仍得以廣泛應(yīng)用。隨著科技的飛速發(fā)展，繼電器在程控通信設(shè)備中的使用量還在進(jìn)一步增加。但是由于使用繼電器控制方案接線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只只有48對觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差。繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。觸點(diǎn)開閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，可靠性和

25、可維護(hù)性差。再加上使用繼電器控制方案將大大增加成本，因此，該控制系統(tǒng)不適合使用繼電器控制方案。2、單片機(jī)控制方案。單片機(jī)是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)，通常片內(nèi)都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。單片機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)片內(nèi)集成的功能越來越強(qiáng)大，并朝著SOC（片上系統(tǒng)）方向發(fā)展。單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、機(jī)器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、 智能化，既提高了產(chǎn)品的

26、功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計(jì)。但是單片機(jī)對環(huán)境要求較高，一般要在干擾小的場地使用，指令集復(fù)雜，對編程能力要求較高，可讀性差，實(shí)時(shí)控制相對于PLC較差。3、PLC控制方案?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。同時(shí)可編程序控制器具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用靈活，編程方便、易于使用，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

27、、安裝、調(diào)試方便，維修方便、維修工作量小，功能完善等特點(diǎn)。3.2 系統(tǒng)方案的確定相對于傳統(tǒng)的繼電器控制方案來說,PLC在技術(shù)角度上大大方便了電控設(shè)計(jì)人員，其系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)簡便，維護(hù)方便，在體積、可靠性、耗電量等性能方面都有很大程度的提高，從而帶動(dòng)成本的節(jié)約，而且可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控，這一系列的優(yōu)點(diǎn)使PLC很快被人們接受并代替繼電器控制方案，廣泛應(yīng)用于工廠自動(dòng)控制中。相對于單片機(jī)來說,PLC本身固有的穩(wěn)定性和可靠性特點(diǎn)決定了它在自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)不可取代的地位。PLC擠占部分單片機(jī)的市場。PLC相比單片機(jī)具有高可靠性，易于開發(fā)，擴(kuò)展性好，通訊簡單的，這些優(yōu)點(diǎn)促使很多的設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)

28、時(shí)選用PLC作為設(shè)備的控制器。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。眾所周知，目前我國仍有許多生產(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，這勢必造成設(shè)計(jì)周期長。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對生產(chǎn)提出的

29、新工藝要求，重新編寫程序并把它存儲在EEPROM模塊中去，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，這既方便、簡單又可保密。開發(fā)這種軟件對優(yōu)化生產(chǎn)過程，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。僅此一點(diǎn)也深受生產(chǎn)及設(shè)計(jì)者的歡迎。綜上所述，該控制系統(tǒng)的控制方案應(yīng)選PLC控制方案為宜。3.3 PLC控制方案的優(yōu)點(diǎn)PLC控制方案有以下幾個(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，抗干擾能力強(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（7）體積小，能耗低第4章 控制系統(tǒng)PLC與元器件選型4.1.2

30、輸出元件的點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)和配置在確定了控制對象的控制任務(wù)和選擇好PLC的機(jī)型后，即可安排輸入、輸出的配置，并對輸入、輸出進(jìn)行地址編號。分配I/O地址時(shí)要注意以下問題：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；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：摻混PLC控制系統(tǒng)輸入點(diǎn)共占用40個(gè)點(diǎn)，其中包括音叉料位開關(guān)20個(gè)和啟動(dòng)按鈕20個(gè)

31、。其具體分配情況如表41所示。表4-1：摻混PLC控制系統(tǒng)輸入點(diǎn)X分配表輸入地址 名 稱編號備注X000過渡倉1發(fā)送罐下音叉5X001過度倉1輸送氣動(dòng)閥7X002過渡倉1發(fā)送罐上音叉11X003過渡倉1下料氣動(dòng)閥15X004過渡倉1音叉21X005過渡倉1輸送線切換閥19X006過渡倉2輸送線切換閥20X007過渡倉2發(fā)送罐下音叉6X010過渡倉2輸送線氣動(dòng)閥8X011過渡倉2發(fā)送罐上音叉12X012過渡倉2下料氣動(dòng)閥16X013過渡倉2音叉22X014混倉1輸送線氣動(dòng)閥33X015混倉1隔離氣動(dòng)閥39X016混倉1下料氣動(dòng)閥45X017混倉1倉體上音叉57X020混倉1倉體下音叉53X021

32、混倉1錐體音叉51X022混倉1上罐音叉43X023混倉1發(fā)送罐上音叉37X024混倉1發(fā)送罐下音叉27續(xù)表4-1X025混倉1循環(huán)線氣動(dòng)閥31X026混倉1切換閥63X027混倉2輸送線氣動(dòng)閥32X030混倉2隔離氣動(dòng)閥40X031混倉2下料氣動(dòng)閥46X032混倉2倉體上音叉58X033混倉2倉體下音叉54X034混倉2錐體音叉52X035混倉2上罐音叉44X036混倉2發(fā)送罐上音叉38X037混倉2發(fā)送罐下音叉28X040混倉2循環(huán)線氣動(dòng)閥34X041混倉2切換閥64X042混倉1輸送線切換閥65X043混倉2輸送線切換閥66X044包裝倉1切換閥67X045包裝倉2切換閥68X046包裝

33、倉2音叉70X047包裝倉1音叉69摻混PLC控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)共占用54個(gè)點(diǎn)，其中包括切換閥8個(gè)、氣刀閥6個(gè)、泄壓閥2個(gè)、氣動(dòng)閥12個(gè)、松動(dòng)風(fēng)18個(gè)、振動(dòng)器2臺、電磁閥2個(gè)，伴管8個(gè)。其具體分配情況如表42所示。表4-2：摻混PLC控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)Y分配表輸出地址名 稱編號備注Y000過渡倉1發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)1Y001過渡倉1發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)3Y002過渡倉1輸送氣動(dòng)閥7Y003過渡倉1輸送氣刀閥9Y004過渡倉1發(fā)送罐泄壓閥13Y005過渡倉1下料氣動(dòng)閥15Y006過渡倉1錐體松動(dòng)風(fēng)17Y007過渡倉1輸送線切換閥19Y010過渡倉2發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)2Y011過渡倉2發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)4Y012過渡倉2輸

34、送氣動(dòng)閥8Y013過渡倉2輸送氣刀閥10續(xù)表42Y014過渡倉2發(fā)送罐泄壓閥14Y015過渡倉2下料氣動(dòng)閥16Y016過渡倉2錐體松動(dòng)風(fēng)18Y017過渡倉2輸送線切換閥20Y020混倉1發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)23Y021混倉1發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)25Y022混倉1輸送線氣動(dòng)閥33Y023混倉1輸送線氣刀閥35Y024混倉1隔離氣動(dòng)閥39Y025混倉1上罐松動(dòng)風(fēng)41Y026混倉1錐體松動(dòng)風(fēng)49Y027混倉1倉體松動(dòng)風(fēng)55Y030混倉2發(fā)送罐底部松動(dòng)風(fēng)24Y031混倉2發(fā)送罐松動(dòng)風(fēng)26Y032混倉2輸送線氣動(dòng)閥34Y033混倉2輸送線氣刀閥36Y034混倉2隔離氣動(dòng)閥40Y035混倉2上罐松動(dòng)風(fēng)42Y036混倉

35、2錐體松動(dòng)風(fēng)50Y037混倉2倉體松動(dòng)風(fēng)56Y040混倉1泄壓電磁閥47Y041混倉1循環(huán)線氣動(dòng)閥31Y042混倉1循環(huán)線氣刀閥29Y043混倉1切換線63Y044混倉1下料氣動(dòng)閥45Y045混倉2泄壓電磁閥48Y046混倉2循環(huán)線氣動(dòng)閥32Y047混倉2循環(huán)線氣刀閥30Y050混倉2切換線64Y051混倉2下料氣動(dòng)閥46Y052混倉2輸送線切換閥66Y053混倉1輸送線切換閥65Y054包裝倉2切換閥68Y055包裝倉1切換閥67Y056包裝倉1松動(dòng)風(fēng)73Y057包裝倉2松動(dòng)風(fēng)74Y060混倉1A組振動(dòng)器59Y061混倉1B組振動(dòng)器60續(xù)表42Y062混倉2A組振動(dòng)器61Y063混倉2B組振

36、動(dòng)器62Y064-Y067第一組伴管1-471由M7控制Y070-Y073第二組伴管1-472由M8控制Y074報(bào)警輸出75根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)，以及考慮到今后對系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充使用，要保留1/8的裕量，因此我們選用的PLC型號為三菱公司的FX2N系列，其選擇如下：基本單元：FX2N-80MR-001（輸入點(diǎn)40點(diǎn)，輸出點(diǎn)40點(diǎn)）擴(kuò)展單元：FX2N-48ER（輸入點(diǎn)24點(diǎn)、輸出點(diǎn)24點(diǎn)）4.3 PLC的外部接線圖及擴(kuò)展單元接線圖(見附錄C)5.2 PLC程序設(shè)計(jì)框圖圖5.1 PLC程序設(shè)計(jì)框圖5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)說明軟件設(shè)計(jì)中，本文僅給出主要的流程圖，采用步進(jìn)梯形指令進(jìn)行編程。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程

37、包括進(jìn)料過程，循環(huán)過程和輸送過程三部分。5.4過渡倉1到混倉1、2的進(jìn)料過程圖5.2過渡倉1到混倉1的進(jìn)料過程流程圖圖5.3過渡倉1到混倉2的進(jìn)料過程流程圖S1S2S3S4S5Y004Y005Y000Y007Y043Y006Y001Y002Y003Y007Y043Y003Y043Y050X002T0X000T1Y043/50Y043/50圖5.4 過渡倉1到混倉1、2的進(jìn)料過程順序控制梯形圖5.5過渡倉2到混倉1、2的進(jìn)料過程圖 5.5過渡倉2到混倉1的進(jìn)料過程流程圖圖5.6過渡倉2到混倉1的進(jìn)料過程流程圖S6S7S8S9S10Y014Y015Y010Y017Y043Y016Y011Y012Y

38、013Y017Y043Y013Y043Y050X011T0X007T1Y043/50Y043/50X007圖5.7過渡倉2到混倉1、2的進(jìn)料過程順序控制梯形圖5.6過渡倉1、2交替到混倉1、2的進(jìn)料過程圖5.8 過渡倉1、2交替到混倉1的進(jìn)料過程流程圖圖5.9 過渡倉1、2交替到混倉2的進(jìn)料過程流程圖S12S13S14Y004Y000Y007Y006Y001Y002X002Y005S11Y004T0Y003Y007Y043/50X000X000Y003Y043/50S15S16Y014Y010Y015Y016Y011Y012X011Y013Y017Y043/50X013X013S17Y017Y013Y043/50圖5.10 過渡倉1、2交替到混倉2的進(jìn)料過程順序控