【正文】 .....................................................4 系統(tǒng)方案 ...........................................................................................................................6 本章小結(jié) ...........................................................................................................................7 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .....................................................................................................................8 3. 1 控制系統(tǒng)的主電路的設(shè)計 ...............................................................................................8 系統(tǒng)硬件配置 ...................................................................................................................8 檢測技術(shù)與傳感器的選型 .........................................................................................8 可編程控制器的分析 .................................................................................................9 PLC 的選型 ...............................................................................................................10 其它模塊的選型 .......................................................................................................12 3. 3 本章小結(jié) .........................................................................................................................14 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ...................................................................................................................15 PLC 軟件的設(shè)計 .............................................................................................................15 主程序的設(shè)計 .................................................................................................................15 故障判斷子程序的設(shè)計 ...........................................................................................17 程控子程序的設(shè)計 ..................................................................................................18 人機(jī)交互界面的設(shè)計 .....................................................................................................19 人機(jī)交互界面方便了工作人員對于生產(chǎn)設(shè)備的查看，本文人機(jī)交互界面使用的軟件是MCGS ....................................................................................................................................19 MCGS 軟件的介紹 ...................................................................................................19 主界面的設(shè)計 ..........................................................................................................20 本章小結(jié) .........................................................................................................................22 5 總結(jié)與展望 ............................................................................................................................23 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................24 致 謝 ...................................................................................................................................25 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 1 1 前言 項目背景 本學(xué)位論文的課題來源于山東某礦井壓風(fēng)機(jī)房。在該系統(tǒng)中， 可編程控制器（ 西門子S7300 系列 ）作為下位機(jī)，較好的解決了自動控制等問題； 上位機(jī)軟件采用的是 MCGS軟件，通過此軟件開發(fā)出一種可視化的監(jiān)控 畫面。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 畢 業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）作者簽名 (手寫 ): 日期 : 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名 (手寫 ): 日期 : 年 月 日 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 ( 20xx) 基于 PLC 礦井壓風(fēng)機(jī)的自動控制系統(tǒng) 摘 要 : 空氣壓縮機(jī)是一種通過壓縮氣體來提高氣體壓力或輸送氣體的動力供給設(shè)備。 兩者有效的結(jié)合起來，采用以礦井氣壓壓力為主控參數(shù)，實現(xiàn)對壓風(fēng)機(jī)工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效控制和監(jiān)控。剛壓風(fēng)機(jī)房具有 4 臺英格索蘭生產(chǎn)的 MM3002S 型螺桿式壓風(fēng)機(jī)，每臺壓風(fēng)機(jī)獨立控制，為礦井建設(shè)提供動力。 可以把井下的粉塵沖淡，這樣就能給工作人員創(chuàng)造出一個好的工作環(huán)境，保證了他們的健康。所以提高礦井系統(tǒng)的安全性。 工廠自動化控制的初期階段采用繼電器進(jìn)行控制，但是這種控制方式存在著很多的弊端，這個繼電器控制組體積過于龐大、耗電量多、繼電器由于長時間的吸合斷開導(dǎo)致壽命短、運行的速度也不盡人意等，所以后期就急需研發(fā)出一種可以替代繼電器控制的控制方式。當(dāng)故障出現(xiàn)時，可以及時確定故障所在，并把壓風(fēng)機(jī)組的自動控制切換到手動控制，放便檢修。 監(jiān) 控 計 算 機(jī)輸 入 板 卡現(xiàn) 場 設(shè) 備遠(yuǎn) 程 P C 遠(yuǎn) 程 P C顯 示報 警基于 PLC 的礦井壓風(fēng)機(jī)的自動控制系統(tǒng) 4 圖 22 以單片機(jī)為核心控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 運用單片機(jī)控制方案 ， 是因為單片使用起來結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 PLC 具備以下特點 見表 21 所示 。 監(jiān) 控 計算 機(jī)通 訊 模 塊通 訊 模 塊聲 光 報 警顯 示PLC現(xiàn)場設(shè)備遠(yuǎn) 程 P C遠(yuǎn) 程 P C基于 PLC 的礦井壓風(fēng)機(jī)的自動控制系統(tǒng) 6 PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。 系統(tǒng)的組成：本方案采用分布控制系統(tǒng)。初次之外每個 PLC 除了對現(xiàn)場設(shè)備層進(jìn)行控制意外，還要和觸摸屏、 PC 機(jī)進(jìn)行實時通訊， 每個 PLC 把采集的數(shù)據(jù)信息通過現(xiàn)場總線傳給上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析， 上位機(jī)通過分析結(jié)果向 PLC 傳達(dá)指令， PLC 執(zhí)行指令操作設(shè)備層。 工作人員通過對上位機(jī)的操作來完成壓風(fēng)機(jī)啟停和風(fēng)壓的改變。 本次設(shè)計中所采用的是 GRT 壓力變送器 ， 下面簡單介紹一下 GRT 壓力變送器 。 PLC 的工作方式有周期掃 描方式、定時中斷方式、輸入中斷方式和通信方式等，最主要的方式是周期掃描方式。 電源 PLC 的電源一般使用 AC22V 或 DC24V，直流 24V 電源不僅可以供應(yīng)內(nèi)部使用，還可以供輸出 /輸入單元和傳感器使用。 外部設(shè)備接口輸入接口C P U電 源存 儲 器系統(tǒng)用戶用戶程序數(shù)據(jù)I / O擴(kuò)展接口編 程 器I / O擴(kuò)展接口單元按 鈕觸 點行 程開 關(guān)指 示 燈電 磁線 圈電 磁 閥計 算 機(jī)打 印 機(jī)掃 描 儀P L C本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 11 表 33 PLC 選型原則 序號 選型原則 1 I/O 點數(shù)的確定。一般小型（低檔） PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。為 了減少 PLC 的 I／ O 響應(yīng)的延遲時間，可以選用掃描速度高的 PLC，或選用具有高速 I／ O 處理功能指令的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC等。 電源模塊的選擇。 數(shù)字量輸出模塊的選型。 接口模塊的選擇。手動控制是在 PLC 和上位機(jī)的功能被限制的條件下，由專業(yè)的技術(shù)人員直接進(jìn)行手動操作。這種方法可以減少工作量，當(dāng)某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的時候也方便了使用者進(jìn)行檢查和修改，大大提高了工作效率 。通過記錄壓風(fēng)機(jī)的這 4 個量來控制壓風(fēng)機(jī)的循環(huán)使用。當(dāng)然這些自動控制的前提是壓風(fēng)機(jī)組沒有任何故障的情況下，當(dāng)壓風(fēng)機(jī)組出現(xiàn)故障，我們切換到自動控制模式，對故障進(jìn)行分許處理。 打開 MCGS 軟件，新建一個工程便發(fā)現(xiàn)每個工程是由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)和運行策略這 五個部分組成，如圖 44 所示。數(shù)據(jù)刷新時間是 2s，保留小數(shù)點后 1 位。 通過對整個系統(tǒng)壓風(fēng)機(jī)的控制和監(jiān)控 ， 可以保障生產(chǎn)的正常，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。這樣的監(jiān)控控制系統(tǒng)大大提高了工作效率，給工作人員也減少了很多的工作量。雖然大學(xué)四年學(xué)習(xí)了很多的科目，但真正的運用到實際設(shè)計中時就會發(fā)現(xiàn)自己知識的匱乏與零散，不能夠很好的結(jié)合在一起完成一個完美的設(shè)計。通