【正文】 謝 .................................................................................................................................................30濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 0 1 前言 選題背景隨著科技不斷的發(fā)展，工業(yè)對(duì)于溫度控制需求也逐漸的增高，在加上個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展迅速，我們進(jìn)入一個(gè)高速的信息時(shí)代，技術(shù)要求也在一天天增加，導(dǎo)致我們對(duì)于控制要求更高。在當(dāng)前的工業(yè)環(huán)境下，可能有時(shí)要面對(duì)各種各樣惡劣環(huán)境，特別有些工業(yè)環(huán)境，人為已經(jīng)無(wú)法完成，然而 PLC 就是一個(gè)專門為工作在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。電阻爐在機(jī)械工業(yè)中用于金屬鍛壓前加熱、金屬熱處理加熱、粉末冶金燒結(jié)和退火、低熔點(diǎn)金屬熔化、砂型等。其中各個(gè)層次的功能如下所說：其中監(jiān)控層主要起到一個(gè)上傳下達(dá)的功能，在自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)控制是連接到控制層，對(duì)與畫面的管理與操作室連接到管理層，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械和生產(chǎn)流程的控制，并且可以在實(shí)際的操控中對(duì)控制系統(tǒng)完成對(duì)于數(shù)據(jù)的上傳、命令的通知的作用。同時(shí)它充分利用濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 Windows 的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并且可以用動(dòng)畫方式清晰的顯示控制設(shè)備狀態(tài)，組態(tài)王軟件具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線、歷史趨勢(shì)曲線等，可生成各種報(bào)表。2）可以適應(yīng)于難以建立溫度控制受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)控制。可以借助于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，溫度控制器具有控制參數(shù)及特性進(jìn)行自我整定功能。國(guó)內(nèi)的各個(gè)行業(yè)對(duì)于溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用很廣泛，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)溫度控制器來說，總體發(fā)展水平不高，仍和日本、美國(guó)、德國(guó)這些先進(jìn)國(guó)家的相比仍然有著比較大差距。 系統(tǒng)要求與工藝流程利用監(jiān)控軟件對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，把現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖?，通過監(jiān)測(cè)畫面對(duì)于電爐進(jìn)行控制。如果在加熱過程中出現(xiàn)物料出現(xiàn)損壞，通過進(jìn)料門 B，到達(dá)事故門直接傳輸出去。2 硬件概述 PLC 簡(jiǎn)介PLC 又被稱為可編程邏輯控制器，它采用的存儲(chǔ)器，是可以在其內(nèi)部進(jìn)行編程，然后計(jì)算機(jī)對(duì)于內(nèi)部存儲(chǔ)的程序進(jìn)行提取，從而讓機(jī)器去執(zhí)行我們?cè)O(shè)定的操作等指令，而且我們也可以對(duì)其內(nèi)部的程序進(jìn)行提取，進(jìn)行進(jìn)一步的修改，讓它去滿足我們的控制要求。我們未來的設(shè)想就是把 PLC 與網(wǎng)絡(luò)連接起來，讓我們可以真正意義上的通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì) PLC 的控制，讓現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)就可以是一個(gè)大的監(jiān)控環(huán)境，而不是只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換，信息共享等功能，實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化。 PLC 類型PLC 的類型可以按照大小劃分、按照廠家劃分和按照結(jié)構(gòu)化分。箱體式的一般為微型機(jī)、小型機(jī)，因?yàn)橄潴w式把 PLC 的電源、內(nèi)存、CPU、I/O 系統(tǒng)都集中在一個(gè)小箱里，一個(gè)機(jī)箱就是一個(gè)完整 PLC，就可以實(shí)現(xiàn)控制。模塊組成系統(tǒng)有三種方法：1)沒有底板，靠的是模塊之間的接口直接連接，然后固定到相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌上，這樣比較緊湊。但是這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，卻更加牢靠。子 1968 年美國(guó)通用公司提出新的控制要求以后，1969 年美國(guó)數(shù)字公司就研究成功，世界上第一臺(tái) PLC誕生為 PDP14，美國(guó)的通用公司是世界上第一個(gè)把 PLC 用在生產(chǎn)線上的公司，它的成功應(yīng)用標(biāo)志著 PLC 首次在工業(yè)中使用。20 世紀(jì)末期，為了適應(yīng)行業(yè)的需求，滿足行業(yè)生產(chǎn)要求，PLC 家族出現(xiàn)了兩個(gè)極端的發(fā)展，一個(gè)就是大型化還有一個(gè)就是小型化。還可以基于 Microsoft Windows XP/NT/2022 操作系統(tǒng)，用戶還可以在企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次所有位置都能第一時(shí)間獲得系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息。工程管理器：工程管理器主要負(fù)責(zé)新工程創(chuàng)建以及已經(jīng)存在的工程進(jìn)行管理，對(duì)于已經(jīng)存在的工程進(jìn)行搜索、備份、添加、和回復(fù)同時(shí)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典導(dǎo)入與導(dǎo)出的功能。組態(tài)王軟件和 I/O 設(shè)備通信是通過調(diào)用*.d11d 動(dòng)態(tài)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的，但是不一樣的設(shè)備、協(xié)議相對(duì)的動(dòng)態(tài)庫(kù)也不相同。3)建立動(dòng)畫連接，通過動(dòng)畫連接對(duì)畫面上的圖像進(jìn)行動(dòng)畫模擬，模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，同時(shí)可以讓操控者可以通過監(jiān)控進(jìn)行控制。這要求工程師們從設(shè)計(jì)、元件選擇、軟件編程上全面考慮問題，從而確?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，即使在非正常情況下也可以正常運(yùn)行。4)適應(yīng)發(fā)展需要，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展迅速，控制系統(tǒng)要求不斷提高，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到今后的控制系統(tǒng)發(fā)展與完善的需要。同時(shí)對(duì)于內(nèi)存容量驚醒估計(jì)，留有余量便于今后擴(kuò)展但又不浪費(fèi)資源。在設(shè)計(jì)中要標(biāo)明用途，方便以后查閱。調(diào)試完成后把程序固化在有長(zhǎng)久記憶功能的儲(chǔ)存器里，然后被分兩份以上。臺(tái)達(dá) PLC 的特點(diǎn)有以下 6 點(diǎn)：1)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)。電源的保護(hù)與調(diào)整是對(duì)微處理器所需要的+5v 電源進(jìn)行多級(jí)濾波， ，采用集成電壓調(diào)整，從而適應(yīng)交流電網(wǎng)中的過電壓、欠電壓與波動(dòng)的影響。信息的保護(hù)與恢復(fù)是必不可少的，故障是不可避免的，發(fā)生故障時(shí)不會(huì)破壞 PLC 內(nèi)部信息。后備電池是如果遇到停電的時(shí)候，可以利用后備電池，確保信息不會(huì)丟失。4)易于編程。同時(shí)因?yàn)槭悄K化，所以維修起來更加便捷。以便能夠快速的做出反應(yīng)。PT100 的 100 是指它的溫度在 0 度的時(shí)候，它的阻值為 100 歐姆?？煽毓柙诳刂品矫婵梢允蛊骷年P(guān)閉或阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開啟或?qū)顟B(tài)，反過來它可以使器件從關(guān)閉或阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉或阻斷狀態(tài)。控制系統(tǒng)的程序有三個(gè)部分組成：自動(dòng)程序、手動(dòng)程序、公共程序?？刂葡到y(tǒng)的工作狀態(tài)：自動(dòng)/手動(dòng)兩種狀態(tài)。如果物料發(fā)生損壞，將自動(dòng)通過事故門，將物料傳送出去。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 運(yùn)行自動(dòng)手動(dòng)或暫停自動(dòng)開始單一運(yùn)行A 門開啟上限保護(hù)超時(shí)停止 、 A 門報(bào)警A 桿進(jìn)料限位保護(hù)超時(shí)停止 、 A 門報(bào)警加熱爐溫度檢測(cè)下限保護(hù)超時(shí)停止 、 A 門報(bào)警A 門關(guān)閉B 門打開上限保護(hù)超時(shí)停止 、 B 門報(bào)警B 門出料限位保護(hù)超時(shí)停止 、 B 門報(bào)警B 門關(guān)閉下限保護(hù)超時(shí)初始化停止 、 B 門報(bào)警濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 C 門打開上限保護(hù)超時(shí)停止 、 C 門報(bào)警C 門進(jìn)料限位保護(hù)超時(shí)停止 、 C 門報(bào)警C 門關(guān)閉下限保護(hù)超時(shí)停止 、 C 門報(bào)警D 門打開上限保護(hù)超時(shí)停止 、 D 門報(bào)警D 門出料限位保護(hù)超時(shí)停止 、 D 門報(bào)警D 門關(guān)閉下限保護(hù)超時(shí)停止 、 D 門報(bào)警工藝流程循環(huán)一次設(shè)定時(shí)間總機(jī)停止結(jié)束濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 51 控制流程圖 程序截圖 BOOL 輸入 備注 BOOL 輸出 備注M4 SBA1 A 門后限位開關(guān) Y4 SEA1 A 門進(jìn)M5 SBA2 A 門中限位開關(guān) Y5 SEA2 A 門出M6 SBA3 A 門前限位開關(guān) Y6 SEA3 A 門進(jìn)燈M7 SBA4 A 門上限位開關(guān) Y7 SEA4 A 門出燈M8 SBA5 A 門下限位開關(guān) Y10 SPA1 A 門上M9 SQA1 手動(dòng) A門進(jìn)開關(guān) Y11 SPA2 A 門下M10 SQA2 手動(dòng) A門出開關(guān) Y12 SPA3 A 門上燈M11 SQA3 手動(dòng) A門上開關(guān) Y13 SPA4 A 門下燈M12 SQA4 手動(dòng) A門下開關(guān) Y14 SPB1 B 門上M13 SBB1 B 門上限位開關(guān) Y15 SPB2 B 門下M14 SBB3 B 門下限位開關(guān) Y16 SPB3 B 門上燈M15 SQB1 手動(dòng) B門上開關(guān) Y17 SPB4 B 門下燈M16 SQB2 手動(dòng) B門下開關(guān) Y40 SEB3 B 門進(jìn)燈M17 SQB3 手動(dòng) B門出開關(guān)Y43 SEB4 B 門出燈M18 SQB4 手動(dòng) B門進(jìn)開關(guān) Y20 SEB1 B 門進(jìn)M19 SBB1 B 門后限位開關(guān)Y21 SEB2 B 門出M20 SBB2 B 門中限位開關(guān) Y22 SEC1 C 門進(jìn)M21 SBB3 B 門前限位開關(guān) Y23 SEC2 C 門出M22 SBC1 C 門后限位開關(guān) Y24 SEC3 C 門進(jìn)燈M23 SBC3 C 門前限位開關(guān) Y25 SEC4 C 門出燈M24 SQC3 手動(dòng) C門出開關(guān) Y26 SPC1 C 門上M25 SQC4 手動(dòng) C門進(jìn)開關(guān) Y27 SPC2 C 門下M26 SBC1 C 門上限位開關(guān) Y41 SPC3 C 門向上燈M27 SBC3 C 門下限位開關(guān) Y42 SPC4 C 門向下燈M28 SQC1 手動(dòng) C門上開關(guān) Y30 SED1 D 門進(jìn)M29 SQC2 手動(dòng) C門下開關(guān) Y31 SED2 D 門出M30 SBD1 D 門后限位開關(guān) Y32 SED3 D 門進(jìn)燈M31 SBD2 D 門中限位開關(guān) Y33 SED4 D 門出燈M32 SBD3 D 門前限位開關(guān) Y34 SPD1 D 門上濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 M33 SBD4 D 門上限位開關(guān) Y35 SPD2 D 門下M34 SBD5 D 門下限位開關(guān) Y36 SPD3 D 門向上燈M35 SQD1 手動(dòng) D門進(jìn)開關(guān)Y37 SPD4 D 門向下燈M36 SQD2 手動(dòng) D門出開關(guān)Y70 SEE1 事故門進(jìn)M37 SQD3 手動(dòng) D門上開關(guān)Y71 SEE2 事故門出M38 SQD4 手動(dòng) D門下開關(guān)Y72 SEE3 事故門進(jìn)燈M39 SQE1 手動(dòng)事故門進(jìn)開關(guān)Y73 SEE4 事故門出燈M40 SQE2 手動(dòng)事故門出開關(guān)Y74 SPE1 事故門上M41 SQE3 手動(dòng)事故門上開關(guān)Y75 SPE2 事故門下M42 SQE4 手動(dòng)事故門下開關(guān)Y76 SPE3 事故門上燈Y77 SPE4 事故門下燈MO SB 啟動(dòng) 啟動(dòng)開關(guān)開關(guān) M1 SB 暫停M2 SB 總停 M3 SB 手動(dòng) 手動(dòng)狀態(tài)M50 QD1 加熱開關(guān)開 Y50 QB1 加熱器開啟M51 QD2 即熱開關(guān)關(guān) Y51 QB2 加熱器關(guān)閉M60 WB1 溫度檢測(cè)開關(guān)開M61 WB2 溫度檢測(cè)開關(guān)關(guān)D10 設(shè)在存儲(chǔ)器的溫度值52 程序命名點(diǎn)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 53 程序截圖 運(yùn)行結(jié)果說明 自動(dòng)程序：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，程序運(yùn)行，A 門上升，當(dāng) A 門上升到上限位的時(shí)候，推料桿開始進(jìn)料，進(jìn)料完畢開始，推料桿處于中限位，推桿退出 A 門開使下降，當(dāng)推桿達(dá)到后限位，A 門下降至下限位，爐內(nèi)開始進(jìn)行加熱。C 門下降，推料桿出。當(dāng)按下 A 推桿進(jìn)的時(shí)候推桿進(jìn)，按下 A 推桿出的時(shí)候，A 推桿出去。當(dāng)按下 C 門上升開關(guān)的時(shí)候，C 門上升。按下 D 門下的時(shí)候，D 門下降。2） 設(shè)定硬件設(shè)備添加工程變量，并且設(shè)定所需的變量，里面包含 I/O 變量與內(nèi)存變量。6) 保存工程。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 61 工程畫面2）工程瀏覽