【正文】 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 第一章 課題設(shè)計(jì)背景與要求 課題設(shè)計(jì)背景 ?????????????????? 1 顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求? ??????? 2 第二章 接觸器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè) 計(jì) 控制電器圖的設(shè)計(jì)???????????????? 3 控制原理 ??????????????????? 4 控制系統(tǒng)元件明細(xì)表??????????????? 5 簡述系統(tǒng)時間設(shè)定及系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)?????????? 7 PLC 相對于接觸器線路的比較 ??????????? 7 第三章 PLC 控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè) 計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)????????????? 8 PLC 的型號選擇?????????????? 8 PLC 的外部接線示意圖??????????? 11 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ? ??????????? 11 第四章 總結(jié) 淺談 PLC PLC 的工作原理????????????????? 18 PLC 的特點(diǎn) ?????????????????? 19 PLC 控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的總體比較 ??????? 23 致謝 ???????????????????????? 25 參考文獻(xiàn) ?????????????????????? 26 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第一章 課題背景與控制要求 設(shè)計(jì)背景 隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)方式由純粹的手工生產(chǎn)，半自動生產(chǎn)一直到融合著信息、技術(shù)、CAM/D 等多種資源的自動化生產(chǎn)，無一不透露著一個問題。那就是只有不斷 生產(chǎn)方式，整合生產(chǎn)資源，盡可能的減少生產(chǎn)成本，企業(yè)才能在商海 的競爭濃潮中立于不敗之地。 在生產(chǎn)實(shí)際過程中，只有從實(shí)體上改變物料的活動才能減少成本，增加價(jià)值。而物料的改變實(shí)際上是改變生產(chǎn)資源的設(shè)計(jì)要求及工藝控物過程?？紤]到當(dāng)今社會，生活離不開產(chǎn)品，產(chǎn)品離不開包裝。物料 包裝應(yīng)用十分之廣泛，也是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。如何設(shè)計(jì)出一個，良好的包裝控制系統(tǒng)，從而減少包裝時間，減少在人力、物力上的投入，對于產(chǎn)品在市場上的競爭優(yōu)勢是非常有利的。因此，我選擇了顆粒物包裝系統(tǒng)，設(shè)計(jì)作為我的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求 一、裝置結(jié)構(gòu)和工藝要求 顆粒物 包裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示 ,系統(tǒng)由儲料 、 計(jì)量 、裝袋、縫袋與物料傳送及電控柜等組成，其計(jì)量控制和物料給定在時間繼電器（外購）上完成。當(dāng)準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出啟動命令，自動打開快加料、慢加料電磁閥 YV YV2，當(dāng)物料達(dá)到快加給定植時關(guān)閉 YV1，當(dāng)物料達(dá)到慢加給定植時關(guān)閉 YV2，當(dāng) SQ 檢測到袋夾好時打開卸料電磁閥 YV3，并啟動另一輪加料；關(guān)閉 YV3 延時后 松開夾袋器，并打開物料袋傳送帶。 二、控制要求 1. 本系統(tǒng)有自動和手動兩種工作方式： 在自動方式下，按下啟動按鈕，自動循環(huán)； 在手動方式下，可 手動加、慢加、卸料、松袋。 2. 儲料倉物料超過 SL2 時停止物料輸送；低于 SL1 時報(bào)警提示；再一次超過 SL1 時重新啟動自動加料。 3. 20 秒無物料袋落下時自動停止物料袋輸送帶。 4. 緊急情況下可瞬時停止一切動作。 5. 有物料袋計(jì)數(shù)和指示功能。 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 6. 面板指示電源和各種運(yùn)行狀態(tài)。 7. 夾袋和縫袋由人工完成。 控制示意圖如下： 第二章電器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)電器圖的設(shè)計(jì) 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 電器 控制面板 示意圖 如下 ： QS 總電源 QS1 自動 /手動 QS2 控制電路電源 SQ 物料袋夾緊 SB0 自動快 /慢加料 SB1 手動物料輸送 SB2 手動物料袋輸送 SB3 手動停止物料輸送 SB4 手動停止物料袋輸送 SB5 手動快加料 SB6 手動慢加料 SB7 手動卸料 控制電路原理分析 一． 自動控制 ： 在電器安裝完畢后，按下總電源開關(guān) QS，接通總電源。（電源指示燈 HL0 亮）將單刀開關(guān)打上，再將雙聯(lián)開關(guān) QS1 撥到自動檔。若物料低于 SL1 時（料位指示燈 HL4亮）， 將自動啟動物料輸送電動機(jī) M1，輸送物料 。此后，若物料再次低于，還是會自動完成物料輸送。若是物料高于 SL2 位時，料位傳感器的常閉觸頭將斷開，使得電動機(jī) M1 控制線圈 KM1 斷電，停止物料輸 送。低于 SL2 位后，又自動接通 KM1 線圈，開始物料輸送。 自動加料過程 ：當(dāng)觀察到 HL4 不 亮?xí)r，則可以按下自動快加 /慢加 料按鈕 SB0。此時中間繼電器 KA1，電磁閥 YV YV2，通電延時繼電器 KT KT2 接通。接通后，中間繼電器 KA1 的常開觸點(diǎn) KA1 閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖； YV YV2 的閥門吸合后，開始快加料，慢加料； KT KT2 開始延時。當(dāng) KT1 延時到 S1 秒后， KT1 延時斷開常閉觸點(diǎn) 斷開，電磁閥 YV1 線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。當(dāng) KT2 延時 S2 秒后， KT2 延時斷開常閉觸點(diǎn)斷開，電磁閥線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。到此，已完成自動快 /慢加料；與 KA1 線圈串聯(lián)的延時斷開常閉觸點(diǎn) KT2 斷開， KA1 線圈失電，常閉觸點(diǎn) KA1 解除自HL0 HL1 HL2 HL3 HL4 QS QS1 SQ QS2 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB0 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 鎖。 卸料過程 ：當(dāng)工作人員將物料袋上位后，按下物料夾緊裝置的點(diǎn)動開關(guān) SQ 后，物料袋夾緊（物料袋夾緊指示燈 HL3 亮 ） 。按下 SQ 松開后，中間繼電器 KA2 線圈，電磁閥 YV3 線圈，通電延時繼電器 KT KT4 的線圈同時得電。 KA2 的線 圈得電，它的常開觸點(diǎn) KA2 閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖； YV3 的閥門吸合，開始卸料；時間繼電器 KT KT4 延時開始。當(dāng) KT3 延時到 S3 秒后，延時斷開常閉觸點(diǎn) KT3 斷開，使得 YV3 線圈斷電， YV3閥門閉合，停止卸料，同時時間繼電器 KT3 的延時閉合常開觸點(diǎn) KT3 閉合，啟動新一輪加料，此效果等同于自動快 /慢加料過程。當(dāng)時間繼電器 KT4 延時 S4 秒后，時間繼電器 KT4 也在此時閉合，使物料袋輸送電動機(jī)控制 KM2 線圈接通，開始物料袋輸送（物料袋輸送指示燈 HL2 亮）。輔助常開觸點(diǎn) KM2 閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。 二． 手動控制 1． 按下接通總電源，控制電 源后，將雙聯(lián)開關(guān) QS1 撥向手動檔。 2． 按下 SB5 按鈕后松開，時間繼電器 KT5 接通， KT5 的立即觸點(diǎn)動作實(shí)現(xiàn)自鎖， YV1電磁閥接通，開始快加料。當(dāng)延時 S5 秒后，延時斷開 常閉觸點(diǎn) KT5 斷開，時間繼電器 KT5 線圈失電，自鎖解除， YV1 斷開停止快加料。此動作完成一個 S6 秒的慢加料過程。 3． 按下 SB6 按鈕松開，此原理類似手動快加料 控制過程，但是完成一個 S6 秒的慢加料過程。 4． 按下 SB7 按鈕松開，時間繼電器 KT7 接通， KT7 的立即觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖， YV3接通開始卸料，當(dāng)延時 S7 秒后，延時斷開常閉觸點(diǎn) KT7 斷開， KT7 線圈失 電，立即觸點(diǎn)斷開，解除自鎖， YV3 斷開，停止卸料，此動作完成一個 S7 秒的卸料過程。 顆粒物包裝系統(tǒng)元件明細(xì)表 ： 元件代號 元件名稱 型號與規(guī)格 數(shù)量 備注 QS 電源開關(guān) HZ125/3 5A 1 三極 M1 三相交流電動機(jī) YEJ802 1400r/min 1 功率 380V 50HZ M2 1 FU1~FU2 熔斷器 RL160/25 2 配熔體 25A FU3~FU4 L115/2 2 配熔體 2A 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 FR1 熱繼電器 JR1010 熱元件編 號 10 1 整定電流 FR2 1 TC 控制變壓器 BK200 380V/135V 110V 24V 6V 1 SB0~SB7 按鈕 H2521 8 KM1~KM2 交流接觸器 KMC50S 線圈電壓 110V 50HZ 2 SL1~SL2 料位傳感器 ELN03 2 KA1~KA2 中間繼電器 DZ30C1 線圈電壓 110V 2 YV1~YV3 電磁閥 2CLF 線圈電壓 110V 3 KT1~KT7 時間繼電器 KTL8A 線圈電壓110240VAC 7 50/60HZ QS1 單刀雙擲開關(guān) NLAS5223 1 最大的靜態(tài)電流為 177。1μA（ 25℃ ） QS2 閘刀 開關(guān) UTF8 1 HL0~HL4 指示燈 XD1 型 6V 5 SQ 組合開關(guān) HZ422 1 板后接線 定時器的時間設(shè)定 ： 對于顆粒物包裝控制系統(tǒng)，延時控制在整個控制的比例 相對較大。各個時間繼電器對應(yīng)延時時間表如圖（ ） 所示，由于對于不同的包裝量，時間設(shè)定值不同 。因此時間設(shè)定由投入使用時，由工作人員根據(jù)流量及包裝量設(shè)定實(shí)際時間。但為滿足控制要求需滿足 （ S1〈 S2， S3〈 S4） 。 圖 時間繼電器 時間 /s 實(shí)際時間 /s KT1 S1 KT2 S2 KT3 S3 KT4 S4 KT5 S5 KT6 S6 KT7 S7 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 顆粒物包裝系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 該 系統(tǒng)在物料裝袋過程中 ,擁有一定的自動性 .因此裝袋過程只需少量的工作人員即可完成 。計(jì)量過程也不需使用傳統(tǒng)的計(jì)量器 ， 只需按照流量配之以一定的時間比例關(guān)系就可以達(dá)到計(jì)量要求 。不過 ,這也是該系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一 ， 因?yàn)榱髁烤哂幸欢ǖ淖兓蛩?， 從而直接影響到計(jì)量 。 因此對于工作人員的經(jīng)驗(yàn)要求有一定的依賴性 。 其次從電氣控制原理圖可發(fā)現(xiàn) ， 該系統(tǒng)使用了大量的繼電接觸器和時間繼電器 ， 在使用過程中可能有競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象 ，同時也使 使系統(tǒng)的硬件體積增大 ,同時也增加了一定的生產(chǎn)成本 。 PLC 相對于接觸器線路的比較 PLC 相對與接觸器線路的比較主要有以下幾個方面的優(yōu)勢 ： 功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 一臺小型 PLC 內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以 實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比?？善绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。 用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接 線端子連接外部接線。 PLC 有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中 間繼電器、時間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障， PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上， 可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場， PLC 已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、 計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。 對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。 PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器