【正文】 ........................23 PLC 的硬件電路設(shè)計 ................................................................................................................................................245．PLC 的軟件設(shè)計 ..............................................................................................................................................................25 PT 與 PLC 之間的通信 ..............................................................................................................................................25開封大學(xué)畢業(yè)論文3 電器元件目錄表 .......................................................................................................................................................25 I/O 分配表 ................................................................................................................................................................26 編寫程序 ...................................................................................................................................................................27 ...................................................................................................................................................................................31 ...................................................................................................................................................................................32參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................................................33附錄 1 CPM1A30EDR........................................................................................................................................................34附錄 2 主電路圖 ..............................................................................................................................................................35附錄 3 I/O 分配圖 ...........................................................................................................................................................36附錄 4 氣流除塵機(jī)外觀圖 ..............................................................................................................................................37開封大學(xué)畢業(yè)論文4 概述氣流除塵機(jī)是制革業(yè)中一種專用于皮革除塵的先進(jìn)設(shè)備。皮革經(jīng)過磨革工序后，要清除皮革表面的皮屑微粒，除塵原理如圖 1 所示。當(dāng)皮革通過該機(jī)時，利用高速氣流和吸塵裝置即可清除附著在皮革兩面的皮屑微粒，以滿足下道噴漿工序的工藝要求。氣流除塵機(jī)設(shè)有三組氣室，兩組氣室噴氣口向下，一組氣室噴氣向上。由鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的低壓清潔空氣，以 15 立方米/分的排氣量,經(jīng)三根直徑為 51cm 的管道,通過機(jī)內(nèi)空氣過濾器進(jìn)入氣室,再從噴氣口(長 1850mm,寬為 )噴出,形成高壓氣幕,將附在皮革表面的灰屑吹起,然后通過吸塵系統(tǒng)(3 根直徑為 150mm 的洗塵管)經(jīng)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)入布袋濾塵器,濾塵后排出清潔氣流。該生產(chǎn)線灰塵較多，工作環(huán)境惡劣，其電氣控制部分選用 PLC 作為控制核心，配以觸摸監(jiān)控屏（PT）作為人機(jī)交互界面 HMI，實現(xiàn)了皮革除塵生產(chǎn)線無人操作、生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程監(jiān)控和實時計數(shù)統(tǒng)計功能。該系統(tǒng)適用于各種皮革加工，輸送速度可調(diào)、生產(chǎn)效率高。另設(shè)有定時電動除塵機(jī)構(gòu)，能夠防止環(huán)境污染。 自動控制系統(tǒng)構(gòu)成及其功能 自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成圖 2 為氣流除塵機(jī)自動控制系統(tǒng)框圖。開封大學(xué)畢業(yè)論文5該系統(tǒng)以日本歐姆龍 CPM1A PLC 作為控制核心，配以歐姆龍 NT30ST131PT，EPSON ESC/P 打印機(jī) ,夠長了一小型工作站,分別控制羅茨泵電機(jī)、傳送帶電機(jī)、離心風(fēng)機(jī)電機(jī)、抖塵電機(jī)、送料機(jī)構(gòu)，并有系統(tǒng)運行及故障顯示。高壓氣流由 LG15/02081 羅茨泵產(chǎn)生,其拖動電機(jī)為 55kw,1450r/min 的三相異步電動機(jī)。設(shè)備投入使用時，必須先啟動羅茨泵產(chǎn)生高壓氣流，然后啟動送料、吸塵電機(jī)。由于羅茨泵拖動電動機(jī)容量較大，故采用西門子公司 SIRJUS 3RW30 軟啟動器。該啟動器具有三種整定形式：將電壓整定到相當(dāng)于電網(wǎng)電壓的百分之幾；秒范圍的啟動斜坡時間；秒范圍的制動斜坡時間。完全滿足羅茨泵電機(jī)的單速啟動要求。傳送帶電機(jī)由日本三墾公司 SAMCOM 變頻器采用開環(huán)矢量控制，可以實現(xiàn)無級變速，以便根據(jù)不同類型皮革（豬皮、羊皮、牛皮等） ，選擇不同的速度。離心風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為，可直接啟動。皮件數(shù)由 E3JK 型光電開關(guān)產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)過 PLC 程序的采集處理后，作為準(zhǔn)確計數(shù)值，輸入 PLC 進(jìn)行累計和統(tǒng)計。操作按鈕盒設(shè)有啟動、停止、自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān), 大批量生產(chǎn)時采用自動方式,裝置，系統(tǒng)運行異常時，立即停機(jī)并發(fā)出報警信號。PLC 及周圍控制設(shè)備裝于生產(chǎn)現(xiàn)場電氣控制柜內(nèi)，CPM1A PLC 自帶有一個 RS422 適配器，可用 RS422 電纜經(jīng) B500AL004 型鏈接適配器（即 RS232/422 電平轉(zhuǎn)接器）以 1:1 上位鏈接直接與 PT 的 RS232 接口相連，最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá) 500m。 系統(tǒng)的功能（1）監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理：PT 可代替工控計算機(jī)作為人機(jī)界面（HMI） ，交互性好，可對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控。監(jiān)控畫面直觀地反映了皮革除塵生產(chǎn)過程中的動作流程，系統(tǒng)通過應(yīng)用程序?qū)Σ杉降膶崟r數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對不同的皮革類型，分別進(jìn)行產(chǎn)量統(tǒng)計，方便今后的生產(chǎn)管理。（2）參數(shù)設(shè)定和修改：將工藝人員提供的各種工藝參數(shù)數(shù)值存放在 PT 內(nèi)存中，操作人員可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，設(shè)定傳送帶的輸送速度、定時抖塵的時間等，可在線修改各種設(shè)定參數(shù)。（3）系統(tǒng)報表及報警處理：操作人員可通過實時趨勢圖、歷史趨勢圖和報表查詢實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及設(shè)備運行狀態(tài)，便于對故障進(jìn)行分析或優(yōu)化工藝參數(shù)的設(shè)定。用戶按工藝要求實時或定時打印生產(chǎn)報表及故障記錄報表。當(dāng)被控制對象中的工藝參數(shù)或設(shè)備發(fā)生異常時，系統(tǒng)將通過畫面和聲音進(jìn)行報警。開封大學(xué)畢業(yè)論文6 2．主要器件介紹 羅茨泵　　羅茨真空泵（簡稱羅茨泵）是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡谩Ｋ怯闪_茨鼓風(fēng)機(jī)演變而來的。根據(jù)羅茨真空泵工作范圍的不同，又分為直排大氣的低真空羅茨泵；中真空羅茨泵（又稱機(jī)械增壓泵）和高真空多級羅茨泵。 羅茨泵的物理原理及工作原理一、羅茨泵的物理原理羅茨泵 (rootstype pump) 是一種無內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)和制造精度外，還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度，可將羅茨泵串聯(lián)使用。 羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間 v0 內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后 v0 空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣，v0 空間與排氣側(cè)相通時，由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高，則有一部分氣體返沖到空間 v0 中去，使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內(nèi)，有二個“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為 1 的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間，保持有一定的間隙，可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運行。二、羅茨泵的工作原理羅茨泵的工作原理與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相似。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸入到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空間 v0 內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出。由于吸氣后 v0 空間是全封閉狀態(tài)，所以，在泵腔內(nèi)氣體沒有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過排氣口邊緣， v0 空間與排氣側(cè)相通時，由于排氣側(cè)氣體壓強(qiáng)較高，則有一部分氣體返沖到空間 v0 中去，使氣體壓強(qiáng)突然增高。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，氣體排出泵外。 　　如圖為羅茨泵轉(zhuǎn)子由 0176。轉(zhuǎn)到 180176。的抽氣過程。在0176。位置時，下轉(zhuǎn)子從泵入口封入 v0 體積的氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)到 45176。位置時，該腔與排氣口相通。由于排氣側(cè)壓強(qiáng)較高，引起一部分氣體返沖過來。當(dāng)轉(zhuǎn)到 90176。位置時，下轉(zhuǎn)子封入的氣體，連同返沖的氣體一起排向泵外。這時，上轉(zhuǎn)子也從泵入口封入 v0 體積的氣體。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)到 135176。時，上轉(zhuǎn)子封入的氣體與排氣口相通，重復(fù)上述過程。180176。位置和 0176。位置是一樣的。轉(zhuǎn)子主軸旋轉(zhuǎn)一周共排出四個 v0 體積的氣體。 羅茨泵特點在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大的抽速；起動快，能立即工作；對被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；轉(zhuǎn)子不必潤滑，泵腔內(nèi)無油；振動小，轉(zhuǎn)子動平衡條件較好，沒有排氣閥；開封大學(xué)畢業(yè)論文7驅(qū)動功率小，機(jī)械摩擦損失小；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；運轉(zhuǎn)維護(hù)費用低。因此，羅茨泵在冶金、石油化工、造紙、食品、電子工業(yè)部門得到廣泛的應(yīng)用。 羅茨泵的結(jié)構(gòu)　　抽氣原理在泵腔內(nèi)，有二個“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對平行軸上，由傳動比為 1 的一對齒輪帶動作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運動。在轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與泵殼內(nèi)壁之間，保持有一定的間隙，可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運行。由于羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很低，故高、中真空泵需要前級泵。羅茨泵的極限真空除取決于泵本身結(jié)構(gòu)和制造精度外，還取決于前級泵的極限真空。為了提高泵的極限真空度，可將羅茨泵串聯(lián)使用。 軟啟動器　 軟起動器是一種集軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為 Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現(xiàn)不同的功能。 軟啟動器的工作原理開封大學(xué)畢業(yè)論文8 軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路，主電路圖見圖 1。使用軟啟動器啟動電動機(jī)時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。軟啟動與軟停車的電壓曲線見圖 2，3。 軟啟動器的軟起動方式運用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動，在軟起動過程中，電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動一般有