除塵室plc課設(shè)

1、揚州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計本科生課程設(shè)計課 程：電氣控制及可編程控制器課程設(shè)計專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：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31. 可靠性高，抗干擾能力強32 .通用性強，控制程序可變，使用方便43.功能強，適應(yīng)面廣44.編程簡單，容易掌握45.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量56.體積小、重量輕、功耗低、維護方便5 二 設(shè)計思路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.指令語句9第四章 總結(jié)11一

2、研究成果11二 遇到的問題11三 解決方案11第五章 參考文獻12第一章 任務(wù) 除塵室的PLC控制概況及控制要求： 制藥、水廠等一些對除塵要求比較嚴格的車間，人或物進入這些場合前首先需要進行除塵處理，為了保證除塵操作的嚴格進行，避免人為因素對除塵要求的影響，需對除塵室的門進行有效控制，在本系統(tǒng)中，人或物進入無污染、無塵車間前，首先需在除塵室嚴格進行指定時間的除塵才能進入車間，否則門打個開，進入不了車間。第一道門處設(shè)有兩個傳感器：開門傳感器和關(guān)門傳感器；除塵室內(nèi)有兩臺風(fēng)機，用來對人或物除塵：第二道門上裝有開門傳感器和電磁鎖，該鎖在系統(tǒng)控制下自動鎖上或打開。另外，進入室內(nèi)時需要除塵、出來時不需除塵

3、。1、除塵室有兩道門，兩道門之間有兩臺風(fēng)機，用來對人或物除塵。第二道門上有電磁鎖，該鎖在系統(tǒng)控制下自動鎖上或打開2、人進入車間時必須先打開第一道門進入除塵室，除塵后方可進入室內(nèi)。當(dāng)?shù)谝坏篱T打開時，開門傳感器動作，第一道門關(guān)上時關(guān)門傳感器動作，第二道門打開時相應(yīng)的開門傳感器動作。3、第一道門關(guān)上后，風(fēng)機開始吹風(fēng)，電磁鎖把第二道門鎖上并延時20s(可設(shè)定)后風(fēng)機自動停止，電磁鎖自動打開，此時可打開第二道門進入室內(nèi)。4、人從室內(nèi)出來時，第二道門的開門傳感器先動作，第一道門開門傳感器才動作。關(guān)門傳感器與進入時動作相同，但由于此時不需除塵，所以風(fēng)機、電磁鐵均不動作。第二章 任務(wù)分析一 PLC控制的優(yōu)點P

4、LC控制具有以下幾個優(yōu)點：1. 可靠性高，抗干擾能力強各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯信息，停止運行等待修復(fù)外，還使PLC具有了很強的抗干擾能力。·硬件措施： 主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護和信號調(diào)理電路。    屏蔽對電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。    濾波對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的

5、濾波，如LC或型濾波網(wǎng)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)整與保護對微處理器這個核心部件所需的+5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動和過電壓、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

6、常工作；同時也有助于加快查找故障原因。·軟件措施：     有極強的自檢及保護功能。故障檢測軟件定期地檢測外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強干擾信號等。以便及時進行處理。信息保護與恢復(fù)當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時，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)原來的程序工作。所以，PLC在檢測到故障條件時，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲器，軟件配合對存儲器進行封閉，禁止對存儲器的任何操作，以防存儲信息被沖掉。設(shè)置警戒時鐘WDT（看門狗）如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了WDT規(guī)定的時間，預(yù)示了程序進入死循環(huán)，立即報警。加強對程序的檢查和校驗一

7、旦程序有錯，立即報警，并停止執(zhí)行。對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會丟失。PLC的出廠試驗項目中，有一項就是抗干擾試驗。它要求能承受幅值為1000V，上升時間1nS，脈沖寬度為1S的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時間可達幾十萬上千萬小時；制成系統(tǒng)亦可達45萬小時甚至更長時間。2 .通用性強，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)用于單機控制外，在工

8、廠自動化中也被大量采用。3.功能強，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數(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、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。4.編程簡單，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。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能

9、圖、語句表等編程語言。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時間要長一些，但對于大多數(shù)機電控制設(shè)備來說，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)計及施工的工作量由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強的監(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、維護方便 PLC是將

10、微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機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。現(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24128點。二 設(shè)計思路 本次任務(wù)主要要實現(xiàn)除塵室的兩道門的進出控制、風(fēng)機的自動起?？刂埔约半姶沛i的控制。人進入車間打開的第一道門采用

11、按鈕控制，關(guān)門的實現(xiàn)也通過按鈕的開端來實現(xiàn)，并且在開門與關(guān)門之間應(yīng)設(shè)置一個互鎖環(huán)節(jié)。第一道門關(guān)上時，同時啟動風(fēng)機與定時器一，即用一個關(guān)門輸出的常開觸點來控制風(fēng)機的啟動，此時電磁鎖也接通，對第二道門進行鎖動作，定時時間到時，風(fēng)機停且電磁鎖打開（通過輔助繼電器來實現(xiàn)）。這時可以通過按鈕打開第二道門。人從室內(nèi)出來時，打開第二道門并啟動定時器二，定時時間到時，第一道門打開（此時不除塵，風(fēng)機不啟動）。 我們用OMRON CPM1A型機來進行軟件編程測試，因此要對OMRON CPM1A 小型可編程控制器有基本的了解，熟悉其指令系統(tǒng)為繪制梯形圖做準備。仔細閱讀題目要求，畫出流程圖，根據(jù)流程圖思考怎樣用基本的

12、指令實現(xiàn)每一步任務(wù)，并通過軟件編程以及在實驗裝置上搭接實驗電路，查看能否實現(xiàn)題目要求，檢查出錯誤后再進行進一步的修正。1. OMRON CPM1A 小型可編程控制器日本OMRON電機株式會社是世界上生產(chǎn)PLC的著名廠商之一。OMRON C系列PLC產(chǎn)品門類齊、型號多、功能強、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機以P型機和CPM型機最為典型、這兩種都屬堅固整體型結(jié)構(gòu)。CPM型機時繼P型機之后推出的一款新機型，根據(jù)輸入輸出點數(shù)的不同和附加功能的需要，可分為CPM1A、CPM2A、CPM2C三個系類型號，與P型機相比，CPM型機具有體積更小、指令更豐富、性能更優(yōu)越等特點。C

13、PM系列機采用整體式結(jié)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.指令語句11LD 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 200.00OU

14、T 10.03LD TR0TIM 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 研究成果通過不斷地修改，最終實現(xiàn)了除塵室的PLC控制要求，即人進入車間時必須先打開第一道門進入除塵室，除塵后方可進入室內(nèi)。當(dāng)?shù)谝坏篱T打開時，開門傳感器動作，第一道門關(guān)上時關(guān)門傳感器動作，第二道門打開時相應(yīng)的開門傳感器動作；第一道門關(guān)上后，風(fēng)機開始吹風(fēng)，電磁鎖把第二道門鎖上并延時20s(可設(shè)定)后風(fēng)機自動停止，電磁鎖自動打開，此時可打開第二道門進入室內(nèi)；人從室內(nèi)出來時，第二道門的開門傳感器先動作，第一道門開門傳感器才動作。關(guān)門傳感器與進入時動作相同，但由于此時不需除塵，所以風(fēng)機、電磁鐵均不動作。二 遇到的問題用來斷開電磁鎖的中間繼電器在