【正文】 輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 字量輸入和 10個數(shù)字量輸出）。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、 I/O 模塊、專用模塊等消耗電流的總和。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無觸點(diǎn)開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。如 12V 電壓模塊一般不超過 10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。為了確保這些信息的正確無誤， PLC 的 I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。 、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù) 也變得容易起來。 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。多種多樣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。 三、 PLC 的應(yīng)用特點(diǎn) 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。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。 I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。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 。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴(kuò)展，比整體式靈活。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制 場合。 [5]數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 (1) 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng) 域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。但工控機(jī)價格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。 控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)液面上升到 SL2 時，關(guān)閉 A 液體閥 Y1，同時注入B 液體閥 Y2 打開，注入 B 液體。控制由人工控制到自動控制，由模擬控制到微機(jī)控制，使功能的 實(shí)現(xiàn)由一到多而且更加趨于完善。 PLC 主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。 本文所介紹的兩種液體攪拌 PLC 控制程序可進(jìn)行單周期或連續(xù)工作， 可以實(shí)現(xiàn)兩種液體的混合、攪拌功能， 具有斷電記憶功能，復(fù)電后可以繼續(xù)運(yùn)行。 對于本課題來說，液體攪拌機(jī)部分是一個較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改適升級，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。當(dāng)液面上升到 SL3 時，關(guān)閉 B 液體閥，并開始定時攪拌，攪拌 60S 后停止。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時間及溫度等參量變化而動作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護(hù)。且其外部 I/O 接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 (5) 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。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。 5． 體積小，重量輕，能耗低 6． 硬件配套齊全，擁護(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) 第二章 混合 攪拌機(jī)的硬件設(shè) 計 硬件選型 PLC 機(jī)型選擇 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價格比。一個大型企業(yè)選用 PLC 時，盡量要做到機(jī)型統(tǒng)一。 PLC 容量選擇 PLC 容量包括兩個方面：一是 I/O 的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲器的容量（字?jǐn)?shù)）。由于目前 I/O 點(diǎn)數(shù)較多的 PLC 價格也較高，若備用的 I/O 點(diǎn)的數(shù)量太多，將使成本增加。過程 控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用 。 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。加上 PLC 通信能力的山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 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 。 ，功能完善，適用性強(qiáng) 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。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。根據(jù)實(shí)際需要， PLC 相應(yīng)有許多種 I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。二是高密度的輸入模塊，如 32 點(diǎn)輸入模塊，能允許同時接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。感性負(fù)載在斷開瞬間會產(chǎn)生較高反電壓，必須采取抑制措施。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． 將框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計算出 I/O 模塊所需的總背板電流值； 3． I/O 模塊所需的總背板電流值再加上以下各電流： （ 1） 框架中帶有處理器時，則加上處理器的最大電流值； （ 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，應(yīng)加上其最大電流值。由于系統(tǒng)需要顯示灌裝的灌數(shù)，產(chǎn)量上限為1600，可以使用 4 個帶譯碼電路的 BCD 數(shù)碼顯示管顯示灌裝產(chǎn)量，這樣就另外需要 16點(diǎn)數(shù)字量輸出。 帶有短路保護(hù)、過載保護(hù)等，短路保 護(hù)由 FU 熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，過載保護(hù)由 FR熱繼電器來實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能。進(jìn)液閥 Y Y2分別控制液體 A 和液體 B 進(jìn)液，出液閥 Y4 控制混合液體出液。在得出邏輯表達(dá)式后，根據(jù)邏輯表達(dá)式畫出梯形圖。 PLC 控制的相關(guān)流程圖 控制流程圖 混合攪拌機(jī)的控制是比較復(fù)雜的，要滿足控制的要求，電梯在接收用戶信號的同時，還要不斷處理各種定時信號。功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。 工作中，若按下停止按鈕 SB2，待整個循環(huán)進(jìn)行到結(jié)束，即待灌內(nèi)液體排完，切斷 Y4，不再接通 Y1，停止 Y1，停止工作。目前 PLC的主存儲器大多采用可擦寫 ROM，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、 CPU 模塊工藝水平有關(guān)。 PLC 控制系統(tǒng)的日常維護(hù)中，電氣備件消耗量最大的為各類繼電器或空氣開關(guān)。這類故障的發(fā)現(xiàn)及處理也和日常的巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。 提高 PLC 控制系統(tǒng)抗干擾性能的措施： （ 1） 科學(xué)選型； （ 2） 選擇高性能電源，抑制電網(wǎng)干擾； （ 3） 正確選擇接點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)； （ 4） 柜內(nèi)合理選線配線，降低干擾。若以后條件允許，可以對以上設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步完善。 (2) Y2 接通，即 接通，流進(jìn)液體 B，當(dāng)液位高度達(dá)到 SL3， SL3 發(fā)出信號，關(guān)斷 Y2，接通 ，使得電動機(jī) M 得電。 (4) 當(dāng)液面下降到 SL1 處時 ,SL1 由 ON 變?yōu)?OFF,再過 10 秒，容器放空，放液閥門 Y4 關(guān)閉，開始下一個循環(huán)周期。首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師 劉濤 老師。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。但如果工作環(huán)境過于惡劣，如干擾特別強(qiáng)烈， 可能使 PLC引起錯誤的輸入信號；運(yùn)算出錯誤的結(jié)果；產(chǎn)生錯誤的輸出信號；造成錯誤的動作，就不能保證控制系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行。所以減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。對于 PLC 主機(jī)系統(tǒng)的故障的預(yù)防山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 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；同時在系統(tǒng)維修是，嚴(yán)格按照操作進(jìn)行操作，謹(jǐn)防認(rèn)為的對主機(jī)系統(tǒng)造成損害。 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) [3] 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)備兩部分。 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 32 梯形 圖 梯形圖分析： 當(dāng)裝置投入運(yùn)行時，進(jìn)液閥 、 關(guān)閉，出液閥 打開 10 秒將容器中的殘存液體放空后關(guān)閉。同時在程序設(shè)計過程中應(yīng)遵循定時原則。順序控制法規(guī)律性很強(qiáng)，雖然編程相當(dāng)長，但程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性。在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇、組合。 (2）當(dāng)液位上升到 SL2（ I）處時，進(jìn)液閥 Y1 關(guān) 閉， A 液體停止流入，同時打開進(jìn)液閥 Y2， B 液體開始流入容器。 SL1(L)、 SL2(I)、 SL3(H)為 3 個液位傳感器，液體淹沒時接通。 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。模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動時，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。 4． 選擇開關(guān)量輸出模塊時應(yīng)從以下三個方面來考慮：一是輸出方式選擇。對一個控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣， I/O 點(diǎn)數(shù)就可能有所不同。 ，重量輕，能耗低 ，擁護(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) I/O 模塊的選擇 PLC 是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過山東輕工業(yè)學(xué)院 2020 屆本科生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。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。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功 能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報