【正文】 4 軟件電路設(shè)計(jì) 11 程序框圖 11 根據(jù)控制要求和I/O地址編制的控制梯形圖 12 語(yǔ)句表 145 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù) 15 系統(tǒng)故障的概念 15 15 PLC主機(jī)系統(tǒng) 15 PLC的I／O端口 15 現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備 15 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù) 166 結(jié)束語(yǔ) 17致謝 17參考文獻(xiàn) 181緒論為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。所以為了幫助相關(guān)行業(yè), 特別是其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體混合的自動(dòng)控制, 從而達(dá)到液體混合的目的，液體混合自動(dòng)配料勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題。這個(gè)方案首先得到了美國(guó)數(shù)字設(shè)備（DEC）公司的積極響應(yīng)，并中標(biāo)。采用基于PLC的控制系統(tǒng)來(lái)取代原來(lái)由單片機(jī)、繼電器等構(gòu)成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可移植性和可維護(hù)性。本設(shè)計(jì)的主要研究范圍及要求達(dá)到的技術(shù)參數(shù)有(1)使液體灌裝機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效的灌裝；(2)滿足灌裝的各項(xiàng)技術(shù)要求；(3) 具體內(nèi)容包括多種液體混合控制方案的設(shè)計(jì)、軟硬件電路的設(shè)計(jì)、常見(jiàn)故障分析等等。設(shè)計(jì)原則主要包括：工作條件；工程對(duì)電氣控制線路提供的具體資料。對(duì)于本課題來(lái)說(shuō)，如果液體混合系統(tǒng)部分是一個(gè)較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改造升級(jí)，新控制裝置需要根據(jù)企業(yè)設(shè)備和工藝現(xiàn)況來(lái)構(gòu)成并需盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。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)控制計(jì)算機(jī)控制工控機(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)?？删幊炭刂破?PLC)從上個(gè)世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)。 3 硬件電路設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)從圖1中可知設(shè)計(jì)的液體混合裝置主要完成三種液體的自動(dòng)混合攪拌并控制溫度，如圖1所示。所有這些元件的控制都屬于數(shù)字量控制，可以通過(guò)引線與相應(yīng)的控制系統(tǒng)連接從而達(dá)到控制效果。2) 液面達(dá)到L1時(shí)，Y3=OFF，M=ON，即關(guān)閉閥門Y3，攪拌機(jī)M啟動(dòng)，開(kāi)始攪拌。（3）停止操作按下停止鍵，無(wú)論處于什么狀態(tài)均停止。應(yīng)用此原理可制成單點(diǎn)或多點(diǎn)液位開(kāi)關(guān)。選用KTY81210A型溫度傳感器。（1）額定電壓為220V，額定頻率為50Hz，采用三角形接法。（3）EJ15系列電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑等酸堿性的液體。 DC：24V。2）其閥體材料為：聚四氟乙烯，有比較強(qiáng)的抗腐蝕能力。 接觸器選用CJ2010/CJ2016型接觸器其中“C”表示接觸器，“J”表示交流，20為設(shè)計(jì)編號(hào)，10/16為主觸頭額定電流相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）操作頻率為1200/h（2）機(jī)電壽命為1000萬(wàn)次（3）主觸頭額定電流為10/16（A）（4）額定電壓為380/220（A）（5） 熱繼電器的選擇選用JR16B60/3D型熱繼電器其中“J”表示繼電器，“D”帶斷相保護(hù)相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）額定電流為20（A）（2）熱元件額定電流為32/45（A） PLC的選擇傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器—接觸器控制。因此，將可編程控制器應(yīng)用于多種液體混合灌裝機(jī)，完全能滿足控制要求。之所以選擇這種PLC，主要考慮FP系列PLC有以下特點(diǎn)[2]：（1）豐富的指令系統(tǒng)。（2）快速的CPU處理速度、大程序容量。（4）編程及監(jiān)控功能強(qiáng)大、維護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)格適中。PLC的一般結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見(jiàn)主要有6個(gè)部分組成，包括CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、I/O擴(kuò)展接口。（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。PLC的對(duì)外功能主要是通過(guò)各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的。它的作用是將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC能夠接收和處理的信號(hào)，將CPU送來(lái)的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的強(qiáng)電信號(hào)。（4）加熱器工作攪拌機(jī)通過(guò)Y5的輸出信號(hào)得電并開(kāi)始攪拌，并用TIMY0定時(shí)器定時(shí)，定時(shí)時(shí)間為10s。（7）重復(fù)液體混合過(guò)程重復(fù)液體混合過(guò)程是通過(guò)并聯(lián)在梯形圖地址為2位置上的定時(shí)器TMY1常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。 系統(tǒng)故障的概念系統(tǒng)故障一般指整個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為PLC故障和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備故障兩部分。系統(tǒng)總線的損壞主要由于現(xiàn)在PLC多為插件結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期使用插拔模塊會(huì)造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞，在空氣溫度變化、濕度變化的影響下，總線的塑料老化、印刷線路的老化、接觸點(diǎn)的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。對(duì)于PLC主機(jī)系統(tǒng)的故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，使PLC的外部環(huán)境符合其安裝運(yùn)行要求；同時(shí)在系統(tǒng)維修時(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，謹(jǐn)防人為的對(duì)主機(jī)系統(tǒng)造成損害。要減少I／O模塊的故障就要減少外部各種干擾對(duì)其影響，首先要按照其使用的要求進(jìn)行使用，不可隨意減少其外部保護(hù)設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對(duì)主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。長(zhǎng)期使用缺乏維護(hù)，機(jī)械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要加強(qiáng)對(duì)此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù)由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，因此一般不需要再采取特殊措施就能直接用 于工業(yè)環(huán)境中。 （2）感應(yīng)電壓的干擾 PLC周圍鄰近的大容量設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的干擾。 （4）外部配線干擾 因各種電纜選擇不合理，信號(hào)線絕緣降低，安裝、布線不合理等產(chǎn)生的干擾。（4） 柜內(nèi)合理選線配線，降低干擾。本設(shè)計(jì)已通過(guò)模擬仿真檢驗(yàn),有很好的推廣價(jià)值。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)我們應(yīng)該學(xué)會(huì)認(rèn)真、專心、更有毅力的做一件事情，這樣我們?cè)谝院蟮墓ぷ骱蜕钪胁拍芙?jīng)得起實(shí)踐和時(shí)間的考驗(yàn)，我們才能走得更遠(yuǎn)！致謝本論文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，指導(dǎo)老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)