【正文】 4 軟件電路設(shè)計 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 語句表 145 系統(tǒng)常見故障分析及維護 15 系統(tǒng)故障的概念 15 15 PLC主機系統(tǒng) 15 PLC的I／O端口 15 現(xiàn)場控制設(shè)備 15 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護 166 結(jié)束語 17致謝 17參考文獻 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)實現(xiàn)多種液體混合的自動控制, 從而達到液體混合的目的，液體混合自動配料勢必就是擺在我們眼前的一大課題。這個方案首先得到了美國數(shù)字設(shè)備（DEC）公司的積極響應(yīng)，并中標。采用基于PLC的控制系統(tǒng)來取代原來由單片機、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性。本設(shè)計的主要研究范圍及要求達到的技術(shù)參數(shù)有(1)使液體灌裝機能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效的灌裝；(2)滿足灌裝的各項技術(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、軟硬件電路的設(shè)計、常見故障分析等等。設(shè)計原則主要包括：工作條件；工程對電氣控制線路提供的具體資料。對于本課題來說，如果液體混合系統(tǒng)部分是一個較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改造升級，新控制裝置需要根據(jù)企業(yè)設(shè)備和工藝現(xiàn)況來構(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)、單片機控制、工業(yè)控制計算機控制、可編程序控制器控制。 （2）單片機控制單片機作為一個超大規(guī)模的集成電路，機構(gòu)上包括CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路。 （3）工業(yè)控制計算機控制工控機采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強，有實時操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實用性強、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢。可編程控制器(PLC)從上個世紀70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對開關(guān)量進行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)。 3 硬件電路設(shè)計 總體結(jié)構(gòu)從圖1中可知設(shè)計的液體混合裝置主要完成三種液體的自動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，可以通過引線與相應(yīng)的控制系統(tǒng)連接從而達到控制效果。2) 液面達到L1時，Y3=OFF，M=ON，即關(guān)閉閥門Y3，攪拌機M啟動，開始攪拌。（3）停止操作按下停止鍵，無論處于什么狀態(tài)均停止。應(yīng)用此原理可制成單點或多點液位開關(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系列電動機效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動小、運行安全可靠。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機溶劑、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)計編號，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）機電壽命為1000萬次（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，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[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)控功能強大、維護簡單、價格適中。PLC的一般結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見主要有6個部分組成，包括CPU(中央處理器)、存儲器、輸入／輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、I/O擴展接口。（2）存儲器存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。PLC的對外功能主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實現(xiàn)的。它的作用是將輸入信號轉(zhuǎn)換為PLC能夠接收和處理的信號，將CPU送來的弱電信號轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的強電信號。（4）加熱器工作攪拌機通過Y5的輸出信號得電并開始攪拌，并用TIMY0定時器定時，定時時間為10s。（7）重復(fù)液體混合過程重復(fù)液體混合過程是通過并聯(lián)在梯形圖地址為2位置上的定時器TMY1常開觸點實現(xiàn)的。 系統(tǒng)故障的概念系統(tǒng)故障一般指整個生產(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)，長期使用插拔模塊會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、接觸點的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。對于PLC主機系統(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)境符合其安裝運行要求；同時在系統(tǒng)維修時，嚴格按照操作規(guī)程進行操作，謹防人為的對主機系統(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其影響，首先要按照其使用的要求進行使用，不可隨意減少其外部保護設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進行隔離或處理。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。長期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運行時要加強對此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的裝置，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)備啟動和停止時，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)計已通過模擬仿真檢驗,有很好的推廣價值。經(jīng)過設(shè)計我們應(yīng)該學(xué)會認真、專心、更有毅力的做一件事情，這樣我們在以后的工作和生活中才能經(jīng)得起實踐和時間的考驗，我們才能走得更遠！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，嚴謹?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，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠