基于生產(chǎn)線自動裝箱的plc控制系統(tǒng)的研究-畢業(yè)論文-wenkub
2022-11-03 08:04:48 本頁面
【正文】 5 第 6 章 結(jié)論與展望 26 61 結(jié)論 26 62 不足之處及未來展望 26 參考文獻 26 致 謝 27 附 錄 28 第 1 章 緒論 112020 年 11 月 3 至 7 日在芝加哥舉行的國際 PACK EXPO 上我們可以看到多家自動化公司展示的最新的包裝設(shè)備和新技術(shù)這些經(jīng)濟實用的自動化技術(shù)將會成為未來的發(fā)展力量可見自動裝箱技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊 [1] 近年來生產(chǎn)線上的自動化控制應(yīng)用已越來越多越 來越廣泛隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的不斷加快對控制系統(tǒng)提出了愈來愈嚴格的要求隨著大規(guī)模集成電路廣泛應(yīng)用控制系統(tǒng)本身也得到長足發(fā)展已由原來的分立元件繼電器控制發(fā)展成為大規(guī)模集成電路的微機控制控制方式也由原來的分散控制發(fā)展為集中控制正是在這種發(fā)展的需求下可編程控制器應(yīng)運而生由于可編程控制器 PLC 具有體積小抗干擾能力強組態(tài)靈活等優(yōu)點因而在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到非常廣泛的應(yīng)用 在自動生產(chǎn)線檢測控制系統(tǒng)中可編程控制器主要用作下位機檢測各狀態(tài)點的狀態(tài)直接控制系統(tǒng)的啟停和其他控制單元的投切并將各點的狀態(tài)送給上位機計算機計算機綜 合可編程控制器和其他設(shè)備的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的處理和顯示自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器 Programmable Logic ControllerPLC取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來 PLC得到了快速發(fā)展在世界各地得到了廣泛應(yīng)用同時 PLC的功能也不斷完善今天的 PLC不再局限于邏輯控制在運動控制過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用 12 自動裝箱生產(chǎn)線的發(fā)展概況 國內(nèi)自動裝箱生產(chǎn)線的發(fā)展概況 中國的包裝業(yè)相對發(fā)達國家如日本和美國相當(dāng)落后具有非常大的發(fā)展?jié)摿刂葡到y(tǒng)從 20 世紀四十年代就開始使用了早期的現(xiàn) 場基地式儀表和后期的繼電器構(gòu)成了控制系統(tǒng)的前身現(xiàn)在所說的控制系統(tǒng)多指采用電腦或微處理器進行智能控制的系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的發(fā)展史上稱為第三代控制系統(tǒng)這一代系統(tǒng)以 PLC 和DCS 為代表從七十年代開始應(yīng)用以來在冶金電力石油化工輕工等工業(yè)過程控制中獲得迅猛的發(fā)展其中 PLC 即可編程控制器主要是從順序控制發(fā)展而來的但從九十年代開始隨著電子技術(shù)計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展 PLC 的性能擴展的越來越廣 PLC的應(yīng)用也逐漸向連續(xù)流程工業(yè)拓展同時 DCS也開始向小型化的方向拓展之后陸續(xù)出現(xiàn)了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)基于 PLC 的控制系統(tǒng)等 在中國自動 化技術(shù)還未成熟還需要長時間的發(fā)展所以將會有很大的空間來發(fā)展此技術(shù)這也是未來的發(fā)展方向和趨勢中國的經(jīng)濟高速度發(fā)展也需要這項技術(shù)來促進和加速相信在自動化技術(shù)成熟以后中國的經(jīng)濟也將有飛躍性的進步當(dāng)前中國的經(jīng)濟發(fā)展格局也是非常的需要高技術(shù)來支持這樣中才會有穩(wěn)定的發(fā)展狀態(tài)向西部發(fā)展的經(jīng)濟戰(zhàn)略思想必然需要有高技術(shù)隨之轉(zhuǎn)移生產(chǎn)也將需要自動化技術(shù)的支持這樣發(fā)展高技術(shù)自動化也就是必然的趨勢 國外自動裝箱生產(chǎn)線的發(fā)展概況 從上世紀 30 年代開始機械加工企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率采用機械化流水作業(yè)的生產(chǎn)方式大型自動生產(chǎn)線承擔(dān)的加 工對象也隨之改變生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多在頻繁動作情況下壽命較短使生產(chǎn)線的可靠性降低為了解決這一問題自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器 Programmable Logic ControllerPLC取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來 PLC得到了快速發(fā)展在世界各地得到了廣泛應(yīng)用同時 PLC 的功能也不斷完善隨著計算機技術(shù)信號處理技術(shù)控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高 PLC 在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能今天的 PLC 不再局限于邏輯控制在運動控制過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重 要的作用 作為離散控的制的首選產(chǎn)品 PLC 在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展世界范圍內(nèi)的 PLC 年增長率保持為 20～ 30隨著工廠自動化程度的不斷提高和 PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大近年來 PLC在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩但是在中國等發(fā)展中國家 PLC 的增長十分迅速綜合相關(guān)資料 2020 年全球 PLC 的銷售收入為 100 億美元左右在自動化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置 PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的二十世紀七十年代的 PLC只有開關(guān)量邏輯控制首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)它以存儲執(zhí)行邏輯運算順序控制定時計數(shù)和運算等 操作的指令并通過數(shù)字輸入和輸出操作來控制各類機械或生產(chǎn)過程用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求并事先存入 PLC 的用戶程序存儲器中運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行以完成工藝流程要求的操作 PLC的 CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器在程序運行過程中每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加 1程序從起始步步序號為零起依次執(zhí)行到最終步通常為 END指令然后再返回起始步循環(huán)運算 PLC 每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期不同型號的 PLC循環(huán)掃描周期在 1微秒到幾十微秒之間 PLC用梯形圖編程在解算邏輯方面表現(xiàn)出快速的優(yōu)點在微 秒量級解算 1K 邏輯程序不到 1 毫秒它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理 16位也有 32位的為一個模擬量大型 PLC使用另外一個 CPU 來完成模擬量的運算把計算結(jié)果送給 PLC 的控制器相同 IO 點數(shù)的系統(tǒng)用 PLC 比用 DCS 其成本要低一些大約能省 40 左右 PLC 沒有專用操作站它用的軟件和硬件都是通用的所以維護成本比 DCS方式要低很多一個 PLC的控制器可以接收幾千個 IO 點最多可達 8000 多個 IO 如果被控對象主要是設(shè)備連鎖回路很少采用 PLC較為合適 PLC由于采用通用監(jiān)控軟件在設(shè)計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面要容易一些 近十幾年來國外 PLC 技術(shù)取得了飛躍其容量成倍擴大體積不斷縮小功能不斷增強不但具有邏輯運算計時計數(shù)順序控制等功能還具有 PID 等特殊控制功能可直接進行 ADDA 轉(zhuǎn)換還開發(fā)管控一體化 [2] 第 2 章 方案論證與設(shè)計要求 21 方案論證 采用傳統(tǒng)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng) 由于繼電接觸器電氣控制線路簡單價格低廉多年來在各種生產(chǎn)機械的電氣控制領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛而且技術(shù)上也十分成熟因此受到大力推廣但是在一些較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)中特別是涉及到時序控制的自動控制系統(tǒng)必須使用大量的中間繼電器時間繼電器接觸器等而且控制線路復(fù)雜器件多接點多因而在這 類控制系統(tǒng)中可靠性低可維護性差 采用 PLC 可編程序控制器控制系統(tǒng) PLC 可編程序控制器其實就是工業(yè)控制計算機用以取代傳統(tǒng)的中間繼電 器時間繼電器計數(shù)器等并具有一切計算機控制系統(tǒng)的功能目前 PLC 已成為工業(yè)控制的標準設(shè)備其應(yīng)用面幾乎覆蓋了整個工業(yè)企業(yè)廣泛應(yīng)用于化工石油等企業(yè)的現(xiàn)代過程控制中 方案比較與選擇 采用傳統(tǒng)據(jù)電接觸器電氣控制系統(tǒng)雖然價格低廉但大量的中間繼電器時間繼電器使得線路復(fù)雜器件多接點多可靠性低而且一旦出現(xiàn)故障檢修困難用于自動控制系統(tǒng)中其反應(yīng)時間跟蹤能力差有可能使得系統(tǒng)不能正常運 行 而采用 PLC 可編程序控制器其優(yōu)點如下 具有高可靠性 PLC 除采用優(yōu)質(zhì)器件等外在硬件方面采用了較先進的電源用以防止由電源回路串入干擾其內(nèi)部采用了電磁屏蔽以防輻射干擾而外部輸入輸出電路則一律采用光電隔離加上常規(guī)濾波和數(shù)字濾波軟件方面設(shè)置了警戒時鐘WDT 自診斷等措施因而使得 PLC 的平均無故障時間達到 30 萬小時被稱為永遠不壞的控制器因而可靠性優(yōu)于傳統(tǒng)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng) 靈活性高擴展性好通用性強它采用程序使得硬件軟件化對于不同的控制系統(tǒng)只需改變程序即可因而通用性強而且現(xiàn)場接口容易設(shè)計周期短 功能強 PLC 具有自診斷監(jiān)控和各種報警功能既可完成過程控制又可進行閉環(huán)回路的調(diào)節(jié)控制而且在將
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