【正文】 ........................23 PLC 的硬件電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................245．PLC 的軟件設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................................................25 PT 與 PLC 之間的通信 ..............................................................................................................................................25開(kāi)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(xiě)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(kāi)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(guò)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(guò)該機(jī)時(shí)，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(guò)機(jī)內(nèi)空氣過(guò)濾器進(jìn)入氣室,再?gòu)膰姎饪?長(zhǎng) 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(guò)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(shí)現(xiàn)了皮革除塵生產(chǎn)線無(wú)人操作、生產(chǎn)過(guò)程遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)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(shí)電動(dòng)除塵機(jī)構(gòu)，能夠防止環(huán)境污染。 自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成及其功能 自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成圖 2 為氣流除塵機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖。開(kāi)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(zhǎng)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(yùn)行及故障顯示。高壓氣流由 LG15/02081 羅茨泵產(chǎn)生,其拖動(dòng)電機(jī)為 55kw,1450r/min 的三相異步電動(dòng)機(jī)。設(shè)備投入使用時(shí)，必須先啟動(dòng)羅茨泵產(chǎn)生高壓氣流，然后啟動(dòng)送料、吸塵電機(jī)。由于羅茨泵拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量較大，故采用西門(mén)子公司 SIRJUS 3RW30 軟啟動(dòng)器。該啟動(dòng)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(dòng)斜坡時(shí)間；秒范圍的制動(dòng)斜坡時(shí)間。完全滿足羅茨泵電機(jī)的單速啟動(dòng)要求。傳送帶電機(jī)由日本三墾公司 SAMCOM 變頻器采用開(kāi)環(huán)矢量控制，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)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(dòng)。皮件數(shù)由 E3JK 型光電開(kāi)關(guān)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò) PLC 程序的采集處理后，作為準(zhǔn)確計(jì)數(shù)值，輸入 PLC 進(jìn)行累計(jì)和統(tǒng)計(jì)。操作按鈕盒設(shè)有啟動(dòng)、停止、自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān), 大批量生產(chǎn)時(shí)采用自動(dòng)方式,裝置，系統(tǒng)運(yùn)行異常時(shí)，立即停機(jī)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。PLC 及周圍控制設(shè)備裝于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)電氣控制柜內(nèi)，CPM1A PLC 自帶有一個(gè) 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(jì)算機(jī)作為人機(jī)界面（HMI） ，交互性好，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。監(jiān)控畫(huà)面直觀地反映了皮革除塵生產(chǎn)過(guò)程中的動(dòng)作流程，系統(tǒng)通過(guò)應(yīng)用程序?qū)Σ杉降膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)不同的皮革類型，分別進(jìn)行產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，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(shí)抖塵的時(shí)間等，可在線修改各種設(shè)定參數(shù)。（3）系統(tǒng)報(bào)表及報(bào)警處理：操作人員可通過(guò)實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖、歷史趨勢(shì)圖和報(bào)表查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，便于對(duì)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(shí)時(shí)或定時(shí)打印生產(chǎn)報(bào)表及故障記錄報(bào)表。當(dāng)被控制對(duì)象中的工藝參數(shù)或設(shè)備發(fā)生異常時(shí)，系統(tǒng)將通過(guò)畫(huà)面和聲音進(jìn)行報(bào)警。開(kāi)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(jiǎn)稱羅茨泵）是一種旋轉(zhuǎn)式變?nèi)菡婵毡?。它是由羅茨鼓風(fēng)機(jī)演變而來(lái)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(jí)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(wú)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(jí)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(jí)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(méi)有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過(guò)排氣口邊緣，v0 空間與排氣側(cè)相通時(shí)，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(dòng)時(shí)，氣體排出泵外。羅茨泵在泵腔內(nèi)，有二個(gè)“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對(duì)平行軸上，由傳動(dòng)比為 1 的一對(duì)齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)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(méi)有壓縮和膨脹。 但當(dāng)轉(zhuǎn)子頂部轉(zhuǎn)過(guò)排氣口邊緣， v0 空間與排氣側(cè)相通時(shí)，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(dòng)時(shí)，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(guò)程。在0176。位置時(shí)，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(shí)，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(guò)來(lái)。當(dāng)轉(zhuǎn)到 90176。位置時(shí)，下轉(zhuǎn)子封入的氣體，連同返沖的氣體一起排向泵外。這時(shí)，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(shí)，上轉(zhuǎn)子封入的氣體與排氣口相通，重復(fù)上述過(guò)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(gè) v0 體積的氣體。 羅茨泵特點(diǎn)在較寬的壓強(qiáng)范圍內(nèi)有較大的抽速；起動(dòng)快，能立即工作；對(duì)被抽氣體中含有的灰塵和水蒸氣不敏感；轉(zhuǎn)子不必潤(rùn)滑，泵腔內(nèi)無(wú)油；振動(dòng)小，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡條件較好，沒(méi)有排氣閥；開(kāi)封大學(xué)畢業(yè)論文7驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械摩擦損失小；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)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(mén)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(gè)“8”字形的轉(zhuǎn)子相互垂直地安裝在一對(duì)平行軸上，由傳動(dòng)比為 1 的一對(duì)齒輪帶動(dòng)作彼此反向的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于羅茨泵是一種無(wú)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(jí)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(jí)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(dòng)器　 軟起動(dòng)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(guó)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(yùn)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(shí)現(xiàn)不同的功能。 軟啟動(dòng)器的工作原理開(kāi)封大學(xué)畢業(yè)論文8 軟啟動(dòng)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(dòng)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(jiàn)圖 1。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束，軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長(zhǎng)軟啟動(dòng)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(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動(dòng)過(guò)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(dòng)與軟停車的電壓曲線見(jiàn)圖 2，3。 軟啟動(dòng)器的軟起動(dòng)方式運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動(dòng)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(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)，在軟起動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動(dòng)一般有