除塵室PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、除塵室除塵室 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【摘要】PLC 由于具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、功能完善、可靠性高、體積小、維護(hù)方使等特點(diǎn)，近年來被廣泛地應(yīng)用于各種控制。本文介紹了某無污染、無塵車間進(jìn)門時(shí)對人或物進(jìn)行除塵的過程。在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，人或物進(jìn)入無污染、無塵車間前，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。文中確定了 CPU 主機(jī)模塊及其擴(kuò)展模塊的選擇，以及文中所用到的器件的選型并給出實(shí)物圖及其與主機(jī)相連接的總體連接圖。完成了 I/O 分配、梯形圖的邏輯編程。能夠達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)中所要求的用 PLC 完成除塵室內(nèi)各個(gè)器件的動(dòng)作。通過調(diào)試該系統(tǒng)可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中去。關(guān)鍵詞：PLC

2、除塵室 控制AbstractAbstract： PLC has been widely used in a variety of control in recent years because of its simple structure；easy programming, perfect functions and high reliability,small size,easy to maintain. Introduced process of removal.In this system,people must be dusted before enter the workshop.

3、 This paper defines the CPU host module and the expansion module selection, and selection device used in this article and the physical map and its population is connected to a mainframe connection diagram. The logic programming I/O distribution, ladder diagram. To achieve the curriculum design the r

4、equirements of dust all indoor device with a PLC action. Can be applied to actual production.KeyKey wordswords：PLC Dusting rooms Control目目 錄錄1 1 PLCPLC 知識(shí)簡介知識(shí)簡介.11.1 PLC 的產(chǎn)生 .11.2 PLC 定義和發(fā)展 .11.2.11.2.1 PLCPLC 的定義的定義.11.2.21.2.2 PLCPLC 的發(fā)展的發(fā)展.21.3 PLC 的基本構(gòu)成與特點(diǎn) .31.3.1 PLC 的基本構(gòu)成.31.3.2 PLC 的特點(diǎn).51.4 P

5、LC 工作原理 .61.4 PLC 的分類 .62 2 除塵室除塵室 PLCPLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案.82.1 功能要求和控制要求.82.2 PLC 除塵室控制系統(tǒng)所需硬件設(shè)備.82.3 系統(tǒng)的組成.83 3 PLCPLC 的軟件設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì).93.1 編程中所需要的指令盒.93.2 I/O 分配圖.103.3 I/O 接線圖.103.4 除塵室 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序圖.103.5 梯形圖程序設(shè)計(jì).114 4 除塵室除塵室 PLCPLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟.14結(jié)束語結(jié)束語.16謝謝 辭辭.17文文 獻(xiàn)獻(xiàn).18西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文11.

6、PLC 知識(shí)簡介知識(shí)簡介 PLC 可編程序控制器：PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器。可變程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在內(nèi)部存儲(chǔ)器執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(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?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充的原則設(shè)計(jì)。1.11.1 PLCPLC 的產(chǎn)生的產(chǎn)生從 20 世紀(jì) 20 年代起，人們已經(jīng)將繼電器控制系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中，并由此開始

7、，在很長時(shí)間內(nèi)占據(jù)著主導(dǎo)地位。但繼電器控制系統(tǒng)具有明顯的缺點(diǎn)，如體積大、動(dòng)作速度慢、可靠性低、接線復(fù)雜、難以勝任復(fù)雜控制任務(wù)等。一種新型的裝置，一項(xiàng)先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)，總是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要產(chǎn)生的。20 世紀(jì) 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，為拋棄傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)市場競爭的要求，1968 年美國通用汽車公司公開招標(biāo)，提出要用新的控制裝置取代生產(chǎn)線上的繼電器控制系統(tǒng)。通用汽車公司提出了這種新型控制器所必須具備的十大條件(有名的“GM10 條” )：1、編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；2、維護(hù)方便，最好是插件式；3、可靠性高于繼電器控制柜；4、體積小于繼電器控制柜；5、可將數(shù)據(jù)

8、直接送入管理計(jì)算機(jī)；6、在成本上可與繼電器控制柜競爭；7、輸入可以是交流 115V；8、輸出可以是交流 115V，2A 以上，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9、在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；10、用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4K。于是，PLC 應(yīng)運(yùn)而生。并于 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）帥先研制出第一臺(tái) PLC 在 GM 公司生產(chǎn)線上首次得到應(yīng)用，并為其取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。人們稱之為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC） 。1.21.2 PLCPLC 定義和發(fā)展定義和發(fā)展西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文21.2.1 PLC 的定義的定義可

9、編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在內(nèi)部存儲(chǔ)器執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(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。PLC 及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)臉成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則而設(shè)計(jì)。1.2.2 PLC 的發(fā)展的發(fā)展第一臺(tái) PLC 生產(chǎn)不久，MODICON 公司也推出了 084 控制器。隨后，1971年日本推出了 DSC-80 控制器；1973 年，西歐國家的各種 PLC 也紛紛研制成功，這些 PLC 的功能雖然不夠強(qiáng)大，但它們開啟了工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)新時(shí)代的大

10、門。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC 技術(shù)業(yè)迅速發(fā)展起來，由最初的 1 位機(jī)發(fā)展到 8 位機(jī)，形成了現(xiàn)代意義上的 PLC。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32 位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化 PLC 得到了驚人的發(fā)展，使 PLC 不僅在設(shè)計(jì)、性價(jià)比與應(yīng)用等方面有了新的突破，而且控制功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便，具有遠(yuǎn)程 I/0 和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理及人機(jī)界面等功能。PLC 技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的三大支柱之一。PLC 從產(chǎn)生到現(xiàn)在，其發(fā)展經(jīng)歷的幾個(gè)過程可概括如下。第一代( 1969- 1972 年)：其功能是邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、

11、中小規(guī)模集成電路 CPU，磁芯存儲(chǔ)器。應(yīng)用范圍：取代繼電器控制。第二代(1973-1975 年)：其功能在第一代的基礎(chǔ)上，增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理功能，初步形成系列，可靠性進(jìn)一步提高。應(yīng)用范圍：能同時(shí)完成邏輯控制、模擬量控制。第三代(1976-1983 年)：其功能在第二代的基礎(chǔ)上，增加了復(fù)雜數(shù)值運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程 I/O 和通信功能，采用大規(guī)模集成電路 CPU，加強(qiáng)自診斷、容錯(cuò)技術(shù)。應(yīng)用范圍：適應(yīng)大型復(fù)雜控制系統(tǒng)控制的需要，并用于聯(lián)網(wǎng)、通信、監(jiān)控等場合。第四代(1983 至今)：其功能在第三代的基礎(chǔ)上，具有高速大容量功能，采用 32 位 CPU，編程語言多樣化，通信能力進(jìn)一步完善，智能化功

12、能模塊齊全。應(yīng)用范圍：構(gòu)成分級網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像動(dòng)態(tài)過程控制，模擬網(wǎng)絡(luò)資源共享。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文3目前，世界上有 200 多個(gè)廠家生產(chǎn) 300 多個(gè)品種的 PLC，比較著名的廠家包括：美國的 AB(被 ROCKWELL 收購)、GE，MODICON(被 SCHNEIDER 收購） ；日本的 OMRON，MITSUBISHI，F(xiàn)UJI、松下電工；德國的 SIEMENS；法國的 SCHNEIDER 公司等。國內(nèi)的生產(chǎn)廠家，如浙大中控等生產(chǎn)的 PLC 產(chǎn)品也在市場占有一席之地。PLC 總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、高性能、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化及與現(xiàn)場總線技術(shù)緊密結(jié)

13、合等方向發(fā)展。1.31.3 PLCPLC 的基本構(gòu)成與特點(diǎn)的基本構(gòu)成與特點(diǎn)1.3.1 PLC 的基本構(gòu)成的基本構(gòu)成PLC 的基本構(gòu)成包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)（一）PLC 的硬件系統(tǒng)PLC 的硬件系統(tǒng)有中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入單元/輸出單元、編程器、外設(shè)接口、電源等。1、中央處理單元（CPU） 中央處理單元是 PLC 的控制中樞，核心部件，其性能決定了 PLC 的性能。CPU 組成：由控制器，運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過地址總線，數(shù)據(jù)總線，控制總線，與存儲(chǔ)器的輸入，輸出接口電路相連。常用芯片：通用微處理器，單片機(jī)，位片式微處理器。作用：處理和運(yùn)行用戶程序，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算

14、，控制整個(gè)系統(tǒng)，使之協(xié)調(diào)的工作。具體有：（1）檢查編程中的語法錯(cuò)誤，診斷電源、內(nèi)部電路故障。（2）用掃描方式接收輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。（3）運(yùn)行時(shí)，從存儲(chǔ)器中逐條讀取并執(zhí)行用戶程序，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理等操作。（4）根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新標(biāo)志位數(shù)據(jù)寄存器，刷新輸出映像寄存器內(nèi)容，由輸出寄存器的位狀態(tài)或寄存器的有關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)輸出控制。（5）響應(yīng)外部設(shè)備的工作請求，如打印機(jī)、上位機(jī)、條形碼判讀器和圖形監(jiān)控系統(tǒng)等的請求。2、存儲(chǔ)器（1）系統(tǒng)程序儲(chǔ)存器一般采用 PROM 和 EPROM 構(gòu)成的系統(tǒng)程序儲(chǔ)存器，這兩種儲(chǔ)存器都是只讀型的，具有掉電保持功

15、能，主要存放 PLC 的系統(tǒng)程序。（2）用戶程序存儲(chǔ)器 RAM 即稱為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，一般用于存放用戶程序。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文4這種儲(chǔ)存器是特點(diǎn)是“掉電失憶” ，只能存放 CPU 采樣的數(shù)據(jù)和程序執(zhí)行時(shí)間的中間結(jié)果及內(nèi)部編程元件的狀態(tài)。3、輸入單元/輸出單元 輸入/輸出單元通常出稱為 I/O 單元或 I/O 模塊，是 PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。PLC 通過輸入接口可以檢測被控對象，以這些數(shù)據(jù)作為 PLC 對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí) PLC 又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。PLC 提供了多操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的 I/O 接口，有各樣的功能的

16、 I/O 接口供用選用。I/O 接口的主要類型有：數(shù)字量（開關(guān)量）輸入/輸出、模量輸入/輸出等。4、外設(shè)接口外設(shè)接口可將打印機(jī)、寫入器、圖形監(jiān)控系統(tǒng)等與主機(jī)相連，以完成相應(yīng)的操作。5、電源：PLC 的電源可分為三類：外部電源、內(nèi)部電源、后備電源。（1）外部電源：用驅(qū)動(dòng) PLC 的負(fù)載和人才交流中心現(xiàn)場信號，又稱用戶電源，一般使用 220V 交流電源或者 24V 直流電源；（2）內(nèi)部電源：即 PLC 的工作電源，有時(shí)出作為現(xiàn)場輸入信號的電源。提供 5V、12V、24V 直流電。（3）RAM 后備電源；在停機(jī)或突然掉電時(shí)，保證 RAM 中的信息不丟失，一般 PLC 采用鋰電池作為 RAM 的后備電

17、源。6、PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、PLC 與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的 PLC 新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計(jì)算機(jī)一樣具有 RS-232 接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。 當(dāng)然，PLC 之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的PLC 之間、PLC 與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。（二）PLC 的軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件含系統(tǒng)的管理程序，用戶指令

18、的解釋程序，另外還包括一些供系統(tǒng)調(diào)用的專用標(biāo)準(zhǔn)程序塊等。系統(tǒng)管理程序用以完成機(jī)內(nèi)運(yùn)行相關(guān)時(shí)間分配、存儲(chǔ)空間分配管理、系統(tǒng)自檢等工作。用戶指令的解釋程序用以完成用戶指令變換為機(jī)器碼的工作。系統(tǒng)軟件在用戶使用可編程控制器之前就已裝入機(jī)內(nèi)，并永久保存，在各西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文5種控制工作中也不需要做什么更改。應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件又叫用戶軟件或用戶程序，是由用戶根據(jù)控制要求，采用 PLC 專用的程序語言編制的應(yīng)用程序，以實(shí)現(xiàn)所需的控制目的。1.3.2 PLC 的特點(diǎn)的特點(diǎn)1、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)(1)采用循環(huán)掃描，集中采樣，集中輸出。(2)硬件設(shè)計(jì)采用模塊式結(jié)構(gòu)，采取屏蔽、濾波、隔離、聯(lián)鎖

19、等抗干擾技術(shù)，增加輸出聯(lián)鎖、環(huán)境檢測與故障診斷電路。(3)軟件設(shè)計(jì)中設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)控、自診斷、信息保護(hù)、恢復(fù)等程序與硬件電路配合實(shí)現(xiàn)各種故障診斷、處理、報(bào)警顯示及保護(hù)功能。2、編程簡單、使用方便PLC 設(shè)計(jì)的最初目的，就是為取代繼電器控制邏輯，所以在 PLC 誕生之時(shí)，其設(shè)計(jì)者充分考慮到工程技術(shù)人員的技能與習(xí)慣，其編程語言采用了和傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中電氣原理圖類似的梯形圖程序，具有直觀、清晰、修改方便、易掌握的特點(diǎn)。3、控制功能強(qiáng)、通用型好現(xiàn)代的 PLC 幾乎能滿足所有工業(yè)控制領(lǐng)域的需要。PLC 的控制系統(tǒng)可大可小，并且都具備很強(qiáng)的信息處理能力、輸出控制能力。為實(shí)現(xiàn)某些特殊控制功能，PLC 制造商開發(fā)出

20、了許多智能化的 I/O 模塊。這些模塊本身帶有 CPU，減少了對 PLC 掃描速度的影響，提高了控制性能和功能。典型的智能化模塊有高速計(jì)數(shù)器模塊、定位控制模塊、溫度控制模塊、閉環(huán)控制模塊、以太網(wǎng)通信模塊和各種現(xiàn)場總線協(xié)議通信模塊等；能輕松完成單機(jī)控制、批量控制及組成通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和管理等任務(wù)：可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場、遠(yuǎn)距離、簡單系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)等的控制。4、開發(fā)周期短、成功率高用 PLC 完成一項(xiàng)控制工程時(shí)，由于其硬件和軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，只要正確、合理選用各種模塊組成系統(tǒng)，且具體的編程工作也可在 PLC 到貨前行，而且這些用戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試好，再到工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)。設(shè)計(jì)

21、和施工是可以同時(shí)進(jìn)行的，從而縮短了施工周期，提高了成功率。5、維護(hù)簡單、方便現(xiàn)代的 PLC 都具有相應(yīng)的系統(tǒng)軟件和自診斷功能，不僅能對 PLC 控制程西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文6序進(jìn)行檢測、修改，還能對 PLC 的工作過程進(jìn)行監(jiān)控。能隨時(shí)檢查出自身的故障，并顯示給操作人員，如 I/O 通道的狀態(tài)、RAM 后備電池的狀態(tài)、數(shù)據(jù)通信的異常、PLC 內(nèi)部電路異常等信息。正是通過 PLC 這種完善的診斷和顯示能力，當(dāng) PLC 主機(jī)和外部的輸入裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，使操作人員能迅速檢查、判斷故障原因，確定故障位置，以便采取迅速有效的措施。如果是 PLC 本身的故障，在維修時(shí)只帶要更換插入式模

22、板或其他易損件即可完成，既方便又縮短了維護(hù)周期。1.41.4 PLCPLC 工作原理工作原理1、基本工作模式：PLC 有運(yùn)行模式和停止模式（1）運(yùn)行模式：分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個(gè)階段。（2）停止模式：當(dāng)處于工作模式時(shí)，PLC 只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容圖 1-1PLC 基本工作模式圖 2、 PLC 的工作過程PLC 與繼電器的工作方式不一樣。繼電器控制是并行運(yùn)行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的端點(diǎn)立即動(dòng)作。而 PLC 則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只有該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時(shí)，該線圈觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入

23、和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而 PLC 每一掃描則需要輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。（1）輸入采樣階段 在這一階段中，PLC 讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文7存儲(chǔ)器單元。（2）程序執(zhí)行階段 在這個(gè)階段中，PLC 按照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應(yīng)的輸入存儲(chǔ)單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，等到運(yùn)算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)器單元。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。在這個(gè)程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。（3）輸出刷新階段 在這個(gè)階段

24、中，PLC 將相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。 1.41.4 .1.1 PLCPLC 的分類的分類1、按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù) PLC 結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式和模塊式。 （1）整體式 PLC（單元式、箱體式)（小型） 。微型 PLC 一般采用整體式結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是將電源、CPU、存儲(chǔ)器、I/O 安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，組成一個(gè) PLC 的基本單元(主機(jī))。基本單元上設(shè)有 I/O 擴(kuò)展單元接口、通信接口等，可以和擴(kuò)展單元模塊相連接。小型機(jī)系統(tǒng)還提供許多特殊功能模塊，如 I/O 模塊、熱電偶模塊、定位模塊、通信模塊等。通過不同的配置，

25、可完成不同的控制任務(wù)。整體式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低、容易裝配在工業(yè)控制設(shè)備的內(nèi)部，適于生產(chǎn)機(jī)械的單機(jī)控制。（2）模塊式 PLC（積木式） （中、大型 PLC） 。中、大型 PLC 多采用模塊式結(jié)構(gòu)。模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC，各個(gè)部分功能做成獨(dú)立模塊：電源模塊、CPU 模塊、I/O 模塊、各種功能模塊等。使用時(shí)將這些模塊插在導(dǎo)軌基架上即可。特點(diǎn)：配置靈活，裝配維護(hù)方便，易于擴(kuò)展。2、按 I/O 點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量分類PLC 按照 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少，可將 PLC 分為 3 類，即小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)（1）小型機(jī)( I/O 點(diǎn)數(shù)小于 128 點(diǎn)，存儲(chǔ)器 2 KB 步)。小型機(jī)一般以開關(guān)量的邏輯

26、控制為主，其 I/O 點(diǎn)數(shù)在 128 點(diǎn)以下。這類機(jī)主要應(yīng)用于邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制，也具有一定的通信能力和模擬量處理功能。其特點(diǎn)是價(jià)格低廉、體積小。適用于單機(jī)設(shè)備。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文8（2）中型機(jī)( I/O 點(diǎn)數(shù)在 1282048 點(diǎn)，存儲(chǔ)器 28KB 步） 。中型機(jī)具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷、數(shù)據(jù)通信、模擬量處理等功能。它不僅具有較強(qiáng)的開關(guān)量控制能力，而且通信能力和模擬量處理功能也更強(qiáng)大。指令群更豐富，適用于復(fù)雜的邏輯控制及連續(xù)生產(chǎn)線的過程控制。（3）大型機(jī)( I/O 點(diǎn)數(shù)在大于 2048 點(diǎn)，存儲(chǔ)器8KB 步） 。大型 PLC 的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

27、容量可達(dá) 10 MB，其性能己經(jīng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相當(dāng)。它具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視記錄、打印等功能，還有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信聯(lián)網(wǎng)能力。它的監(jiān)視系統(tǒng)能夠表示過程的動(dòng)態(tài)流程，記錄各種曲線、PID 調(diào)節(jié)參數(shù)等。它還可以構(gòu)成多功能控制系統(tǒng)，可以與其他型號的控制器相連，和上位機(jī)相連，組成集散控制系統(tǒng)。大型機(jī)適用于大規(guī)?？刂?、自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制、過程監(jiān)控等系統(tǒng)。2.除塵室除塵室 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2.12.1 功能要求和控制要求功能要求和控制要求人或物進(jìn)入無污染、無塵車間前，首先在除塵室嚴(yán)格進(jìn)行指定時(shí)間的除塵才能進(jìn)入車間，否則門打不開，進(jìn)入不了車間。第一道門處設(shè)有兩個(gè)傳感

28、器：開門傳感器和關(guān)門傳感器；除塵室內(nèi)有兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，用來除塵；第二道門上裝有電磁鎖和開門傳感器，電磁鎖在系統(tǒng)控制下自動(dòng)鎖上或打開。進(jìn)入室內(nèi)需要除塵，出來時(shí)不需除塵。具體控制要求如下：（1）進(jìn)入車間時(shí)必須先打開第一道門進(jìn)入除塵室，進(jìn)行除塵，當(dāng)?shù)谝坏篱T打開時(shí)，開門傳感器動(dòng)作，第一道門關(guān)上時(shí)關(guān)門傳感器動(dòng)作。（2）第一道門關(guān)上后，風(fēng)機(jī)開始吹風(fēng)，電磁鎖把第二道門鎖上并延時(shí) 20s后，風(fēng)機(jī)自動(dòng)停止，電磁鎖自動(dòng)打開，此時(shí)可打開第二道門進(jìn)入室內(nèi)。（3）第二道門打開時(shí)相應(yīng)的開門傳感器動(dòng)作。（4）人從室內(nèi)出來時(shí)，第二道門的開門傳感器先動(dòng)作，第一道門的開門傳感器才動(dòng)作，關(guān)門傳感器與進(jìn)入時(shí)動(dòng)作相同，出來時(shí)不需除塵，所以風(fēng)

29、機(jī)、電磁鎖均不動(dòng)作。2.22.2 PLCPLC 除塵室控制系統(tǒng)所需硬件設(shè)備除塵室控制系統(tǒng)所需硬件設(shè)備選擇合適的 PLC 機(jī)型不僅可以滿足控制要求，而且可以使 PLC 的各個(gè)接口盡可能的充分利用，從而降低成本。由于此除塵室需在惡略環(huán)境下不間斷運(yùn)西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文9行，對可靠性要求較高，而西門子 S7200 系列小型可編程控制器價(jià)格低、性能優(yōu)良，具有程序容量較大、運(yùn)行速度快、多種中斷、編程靈活等優(yōu)點(diǎn)。在此，我們選擇該系列中的 214 作為 CPU 模塊，并擴(kuò)展兩塊 EM222 數(shù)字輸出模塊，共 14 個(gè)輸入點(diǎn)，26 個(gè)輸出點(diǎn)，完全滿足本系統(tǒng)要求。根據(jù)控制要求，PLC控制系統(tǒng)選用 S

30、IEMENS 公司 S7-200 系列 CPU226,滿足控制要求。微波感應(yīng)器：又稱微波雷達(dá)感應(yīng)器，是利用電磁波的多普勒原理來做的。它可廣泛應(yīng)用于類似自動(dòng)門控制開關(guān)、安全防范系統(tǒng)、需要自動(dòng)感應(yīng)控制的場所。這種傳感器相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)：1、非接觸探測；2、不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響，適合惡劣環(huán)境；3、抗射頻干擾能力強(qiáng)；4、輸出功率僅有 5mW，對人體構(gòu)不成危害；將傳感器安裝到門上可以將人接近門的動(dòng)作（或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識(shí)別為開門信號的控制單元，通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門開啟,在人離開后再將門自動(dòng)關(guān)閉，并對開啟和關(guān)閉的過程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。它的工作原理就是將開門關(guān)門的觸點(diǎn)信號作為輸入控制單元

31、對開啟和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。2.32.3 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成除塵室 PLC 控制總體如下圖所示，吹風(fēng)機(jī)和電磁鎖動(dòng)作時(shí)需傳感器給 PLC一個(gè)啟動(dòng)信號根據(jù)題目要求有三個(gè)傳感器。當(dāng)有信號傳入時(shí) PLC 根據(jù)邏輯控制編程，使對應(yīng)的吹風(fēng)機(jī)、電磁鎖動(dòng)作。 圖 2-1 系統(tǒng)總體組成西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文103.PLC 的軟件設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)3.13.1 編程中所需要的指令盒編程中所需要的指令盒1、接通延時(shí)定時(shí)器使能輸入端接通時(shí)，當(dāng)前值從 0 開始+1 計(jì)時(shí)，當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器狀態(tài)位為 ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到 32767。使能輸入斷開，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，即定時(shí)器狀態(tài)位為 OFF，當(dāng)前值為 0。

32、指令格式見圖 3-1。 圖 3-1 接通延時(shí)定時(shí)器2、步開始標(biāo)記一個(gè) SCR 端的開始，Sxy 是代表該步段的順控繼電器。指令格式見右圖 3-2 圖 3-2 步開始指令 3、步結(jié)束 標(biāo)記一個(gè) SCR 段的結(jié)束。指令格式見右圖 3-3西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文11 圖 3-3 步結(jié)束指令3.23.2 I/OI/O 分配圖分配圖除塵室 PLC 控制系統(tǒng) I/O 分配圖如下表 3-1 所示。表 3-1I/O 分配圖輸入輸出第一道門的開門傳感器 I0.0風(fēng)機(jī) 1 Q0.0第一道門的關(guān)門傳感器 I0.1風(fēng)機(jī) 2 Q0.1第二道門的關(guān)門傳感器 I0.2電磁鎖 Q0.23.33.3 I/OI/O 接

33、線圖接線圖除塵室 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖如圖 3-4 所示。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文12圖 3-4 除塵室 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖3.43.4 除塵室除塵室 PLCPLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序圖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序圖除塵室 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序圖如 3-5 所示。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文133-5 除塵室 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序圖3.53.5 梯形圖程序設(shè)計(jì)梯形圖程序設(shè)計(jì) 根據(jù)要求編制相應(yīng)的控制程序，除塵室控制系統(tǒng)梯形圖程序如圖 3-6。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文14西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文15圖 3-6 除塵室控制系統(tǒng)梯形圖4 除塵室除塵室 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟1、分析工藝流程和控制要求西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16（1）分析工藝流程及工作特點(diǎn)，確定被控對象，包括需要 PLC 控制的機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線等。（2）確定被控對象后，根據(jù)被控對象機(jī)、電之間的配合，確定 PLC 控制系統(tǒng)的控制要求。包括控制的基本方式、所需要完成的功能、必要的保護(hù)等。2、確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)控制要求，確定 PLC 控制系統(tǒng)所需的用戶輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。并且根據(jù)這