【正文】 PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。 對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A／D和D／A PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。(5) 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。(3) 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。(1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能?，F(xiàn)在PLC已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實(shí)的多功能控制器。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(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，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。(4) 可編程控制器可控制編程器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子裝置。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。這樣就可以實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)混合攪拌控制程序的設(shè)計(jì)。以PLC S7300為主要控制器。攪拌技術(shù)的發(fā)展又使得攪拌設(shè)備大型化。 攪拌也可以在管路中進(jìn)行，采用在管路中安裝裝置的辦法對(duì)氣液系和液液系進(jìn)行混合。因它排出量大，釜內(nèi)液相循環(huán)充分，每分鐘可達(dá)5～10次，能促使釜內(nèi)反應(yīng)均勻一致。采用大型聚臺(tái)釜可大大減少操作和檢修人員，有利于自動(dòng)化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。聚合釜的傳熱特性與其中所用的攪拌器的型式關(guān)系甚大。但是，由于這些行業(yè)中所用到的材料，多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì), 以至于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作，另外生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠、工作效率高等特點(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。在液體中進(jìn)行攪拌時(shí)，攪拌器的功能不僅引起液體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)，而且要在液體中產(chǎn)生湍動(dòng)，湍動(dòng)程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)高度發(fā)達(dá)的美國(guó)，化學(xué)工業(yè)由于攪拌反應(yīng)器設(shè)計(jì)不合理所造成的損失每年約為10—100億美元。e四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)核心能力綜合訓(xùn)練報(bào)告綜合訓(xùn)練學(xué)習(xí)任務(wù)： 物料自動(dòng)混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作 院系名稱： 電子電氣工程系 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 2015年 9月10日53 / 54目錄1．前言 2 應(yīng)用現(xiàn)狀 3 應(yīng)用前景 3 應(yīng)用功能 42．系統(tǒng)方案論證及設(shè)計(jì)思想 4 系統(tǒng)方案論證 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想 63．系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 PLC硬件設(shè)計(jì) 8 PLC機(jī)型的選擇 8 PLC容量的選擇 10 I/O點(diǎn)數(shù)的選擇 10 PLC電源模塊的選擇 11 其他相關(guān)硬件的設(shè)計(jì) 12 電磁閥的選擇 12 傳感器的選用 16 攪拌機(jī)選擇 19 I/O分配表 22 接線原理圖 24 系統(tǒng)控制要求 254．系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 26 總體設(shè)計(jì)框圖 26 系統(tǒng)運(yùn)行流程 26 流程圖 27 軟件選擇與設(shè)計(jì)方法 28 軟件的選擇 28 設(shè)計(jì)方法 28 PLC編程的基本原則 29 程序設(shè)計(jì) 295．人機(jī)界面 36 設(shè)計(jì)思想 36 控制方式 376．系統(tǒng)調(diào)試 38 系統(tǒng)硬件調(diào)試 38 系統(tǒng)軟件調(diào)試 38 系統(tǒng)整體調(diào)試 49 系統(tǒng)誤操作的分析 497．總結(jié) 50參考文獻(xiàn) 511. 前言 應(yīng)用現(xiàn)狀鑒于攪拌設(shè)備的廣泛應(yīng)用，隨著近年來工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，物料混合技術(shù)在上世紀(jì)60到80年代期間得到了迅猛發(fā)展,其重點(diǎn)主要是對(duì)于常規(guī)攪拌槳在低粘和高粘非牛頓均相體系、固液懸浮和氣液分散等非均相體系中的攪拌功耗、混合時(shí)間等宏觀量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。因此，從更微觀更本質(zhì)的角度,例如采用先進(jìn)的測(cè)試手段和建立合理的數(shù)學(xué)模型,獲取攪拌槽中的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng),不僅對(duì)開發(fā)新型攪拌設(shè)備，而且對(duì)攪拌設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義,對(duì)放大和混合的基礎(chǔ)研究具有現(xiàn)實(shí)的理論意義。這些旋渦因經(jīng)常地互相撞擊和破裂，使液體受到劇烈的攪拌。近代化學(xué)工業(yè)中，流動(dòng)的物料不再只是一些低粘度的牛頓型流體，許多高粘度流體也常常遇到，尤其是各種各樣的高分子溶液以及混有催化劑粒子的漿狀流體等非牛頓型流體的應(yīng)用日益廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細(xì)長(zhǎng)型向矮胖型發(fā)展。例如采用噴射泵對(duì)水及醋酸丁酯進(jìn)行混合；在石油精制中，也采用使液體流過設(shè)置在管路中的銳孔板或擋板，以便使兩種液體進(jìn)行接觸。為了提高攪拌的全自動(dòng)化和穩(wěn)定性能，就需要一個(gè)功能更強(qiáng)、性能更好的系統(tǒng)做支持。根據(jù)攪拌設(shè)備的功能特性、運(yùn)作順序等，設(shè)計(jì)中可選用電磁閥、時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn)液體的流入和時(shí)間上的延時(shí)，從而滿足其控制要求。2. 系統(tǒng)方案論證及設(shè)計(jì)思想 系統(tǒng)方案論證就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。(2) 單片機(jī)控制系統(tǒng)單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路。(3) 工業(yè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢(shì)。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。由PLC為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I／O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。 (4) 響應(yīng)速度要求 PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。 (6) 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。 ③ 機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。離線編程的PLC，其主機(jī)和編程器共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程。儲(chǔ)存溫度：40℃～＋85℃。 環(huán)境：周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。存儲(chǔ)容量（字節(jié)）＝開關(guān)量I／O點(diǎn)數(shù)10 ＋ 模擬量I／O通道數(shù)100另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類型的選擇。(1) 確定I/O點(diǎn)數(shù)I/O點(diǎn)數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展。 (3) 選擇開關(guān)量輸入模塊主要從下面兩方面考慮① 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)與PLC輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇電平的高低。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過總輸入點(diǎn)數(shù)的60%。其中，繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力強(qiáng)，且有隔離作用。感性負(fù)載在斷開瞬間會(huì)產(chǎn)生較高反電壓，必須采取抑制措施。③ 允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)。以下步驟為選擇電源的一般規(guī)則：(1) 確定電源的輸入電壓。② 當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地I/O適配器模塊時(shí)，應(yīng)加上其最大電流值。(5) 在框架中是否有用于電源的空槽，否則將電源裝到框架的外面。 電磁閥的選擇追朔電磁閥的發(fā)展史，到目前為止，國(guó)內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動(dòng)式、分步式、先導(dǎo)式）而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類（直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步重片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)膜式結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)）。斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。特點(diǎn)：功率消耗低、通徑較大，而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方向任意，但只能用于電磁閥兩端有一定壓差的場(chǎng)合。中性介質(zhì)，也宜選用銅合金為閥殼材料的電磁閥，否則，閥殼中常有銹屑脫落，尤其是動(dòng)作不頻繁的場(chǎng)合。 2. 可靠性(1) 工作壽命，此項(xiàng)不列入出廠試驗(yàn)項(xiàng)目，屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間閥門開通只有短時(shí)關(guān)閉的情況，則宜選用常開電磁閥。 3. 適用性(1) 介質(zhì)特性① 質(zhì)氣，液態(tài)或混合狀態(tài)分別選用不同品種的電磁閥，例ZQDF用于空氣，ZQDF—Y用于液體， ZQDF—2(或3)用于蒸汽，否則易引起誤動(dòng)作。若超過此值，通徑大于15mm用ZDF系列多功能電磁閥作特殊訂貨。 ⑥ 介質(zhì)溫度應(yīng)選在電磁閥允許范圍之內(nèi)。 ② 根據(jù)流量和閥門Kv值選定公稱通徑，也可選同管道內(nèi)徑。 ② 環(huán)境中相對(duì)濕度高及有水滴雨淋等場(chǎng)合，應(yīng)選防水電磁閥。(4) 電源條件① 根據(jù)供電電源種類，分別選用交流和直流電磁閥。%10