【正文】 withstand the voltage 915V, voltage range is the ideal sequence, missing phase detection circuit chip. Keywords: single screw air pressor PLC Automation TC783A 目 錄 摘要 ................................................................................................................................................ I Abstract.......................................................................................................................................II 第 1 章 緒論 .............................................................................................................................. 1 單螺桿空氣壓縮機(jī)的用途與市場 ........................................ 1 單螺桿空氣壓縮機(jī)優(yōu)缺點 ...................................................................................................... 1 單螺桿空氣壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ????????????????????? 3 PLC 的發(fā)展史及發(fā)展方向 ............................................... 5 PLC 的結(jié)構(gòu)及基本配置 ................................................. 9 可編程控制器的特點 ................................................. 11 可編程控制器的工作原理 .............................................. 12 第 2 章 硬件設(shè)計 ................................................................................................................14 系統(tǒng)工作原理 ........................................................ 14 系統(tǒng)流程及零件功能簡介 ........................................ 14 單螺桿空氣壓縮機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計 ............................... 17 控制系統(tǒng) PLC 設(shè)計原則 .......................................... 17 PLC 的選 型設(shè)計 ................................................ 18 FX2N64MS 的意思及其編程元件 ........................................ 19 BCD 的工作原理 ..................................................... 24 TC783A 為三相相序和缺相檢測電路 ................................... 28 第 3 章 軟件設(shè)計 ................................................................................................................31 軟件流程圖的軟件設(shè)計 ................................................ 31 軟件流程圖 ......................................................... 31 FX2N 系列 PLC 編程語言及系統(tǒng)控制原理 ................................. 32 FX2N 系列的基本邏輯指令 ............................................. 37 功能圖編程語言 ...................................................... 40 設(shè)計梯形圖 .......................................................... 41 結(jié) 論 .........................................................................................................................................46 參 考 文 獻(xiàn) .............................................................................................................................48 致 謝 ............................................................................................................................................49 1 第 1 章 緒論 單螺桿空氣壓縮機(jī)的用途與市場 單螺桿空氣壓縮機(jī)主要用于石油、化工、能源、交通、機(jī)械、冶金、礦山、建筑、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。并詳細(xì)闡述了其控制系統(tǒng)的設(shè)計方法及控制原理，采用了目前世界上較為先進(jìn)的可編程控制器 —— 三菱FX2N64MS，實現(xiàn)空壓機(jī)無人留守的自動化控制。 工藝用單螺桿壓縮機(jī)用來壓縮除空氣以外的各種氣體，主要用于化工生產(chǎn)的工藝流程中。全國雙螺桿空氣壓縮機(jī)的年生產(chǎn)能力估計在 2萬臺以上。 單螺桿空壓機(jī)的缺點有： ①運動部件較多 單螺桿空壓機(jī)有三個螺旋軸，而且螺桿和行星齒輪的剛性相差較大，運動中易變形不均勻，因而相互嚙合精度難以保證，所以溶劑效率較低。 單螺桿空氣壓縮機(jī)的工作過程分為吸氣、壓縮、排氣三步。 ?壓力方面 在空氣濾清器排氣口裝有真空壓力開關(guān)，以防其堵塞； 在油氣細(xì)分離器，油過濾器中裝有壓差開關(guān)，以防其堵塞； 為保證控制系統(tǒng)氣壓平衡，裝有可調(diào)壓力上下限開關(guān)； 加載電磁閥控制加載和卸載。但 PC 又容易與個人計算機(jī)（ Personal Computer）的簡稱 PC產(chǎn)生混淆，所以近年來人們又傾向于使用 PLC 這一簡稱，中文仍然稱“可編程控制器”。通過 PLC 與各種單元自動化裝置（如智能儀表 、數(shù)字化傳單裝置、智能的液壓和氣動閥組等）以及現(xiàn)場總線、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成了車間和工廠自動化的完整體系。 由于 PLC 同時提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增 長，并普及 到 許多其它離散零件鋼鐵和有色冶金 35% 汽車和機(jī)械制造 20% 輕工、視頻包裝、造紙 16% 化工、石油、工藝過程 13% 交通運輸、礦山 7% 能源、電站、泵站、水處理 7% 科研試驗、教學(xué) 2% 7 制造工業(yè)領(lǐng)域。 第三階段： 進(jìn)入 80 年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32位微處理器構(gòu)成的 PLC 得到驚人 的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述兩階段的產(chǎn)品。 這一階段 PLC 的軟件設(shè)計也有很大改進(jìn)普遍實現(xiàn)了軟件模塊化設(shè)計，在 PLC 產(chǎn)品上提供大量的通用和專用 軟件功能模塊，用戶通過簡單的功能調(diào)用就可實現(xiàn)復(fù)雜的控制任務(wù)，給使用帶來極大的方便，使用的編程器越來越完善，專用編程器實際上已經(jīng)是一臺個人計算機(jī)，可以實現(xiàn)離線編程或在線編程及監(jiān)控，程序打印以及程序固化，實現(xiàn)圖形組態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)（即掛在 PLC 網(wǎng)絡(luò)上），有些編程器還可以使用高級語言。 (2)向高速度、大容量和智能化方向發(fā)展。 (3)PLC 編程工具與編程語言的多樣化、高級化、標(biāo)準(zhǔn)化。為了及時診斷故障，有的公司研制了智能、可編程 I/O 系統(tǒng)或故障診斷程序，供用戶了解 I/O 組態(tài)的狀態(tài)和檢測系統(tǒng)的故障。 與通用計算機(jī)一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 CPU 模塊的外部變化就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、各種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。 三、電源模塊： 有些 PLC 中的電源，是與 CPU 模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為 PLC各模塊的集成電路提供工 作電源。 3. 存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如 EPROM、 EEPROM 寫入器等。例如，在輸入 /輸出（ I/O）電路中都采用了光電隔離措施，各個 I/O 端口除采用常規(guī)模擬器濾波外，還加上數(shù)字 濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了絞線機(jī)的電源電路，以防止由電源回路傳入的干擾信號；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時不會影響各機(jī)的正常工作。 PLC 的編程邏輯提供了能隨要求而改變的邏輯關(guān)系，這種生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意改變。 PLC 以易維護(hù)作為設(shè)計目標(biāo)。如此周而復(fù)始地不斷循環(huán)刷新，故障診斷等操作。若程序中有中斷或跳 轉(zhuǎn)控制指令，則掃描在所在處中斷或跳轉(zhuǎn)執(zhí)行完其他操作后再返回中斷或跳轉(zhuǎn)處繼續(xù)掃描。當(dāng) CPU 輸出時，就將映像區(qū)的內(nèi)容輸出到寄存器，這就是數(shù)據(jù)輸出的狀態(tài)刷新。其他時間范圍內(nèi)輸入信號的變化是不會影響輸入映像存儲器的內(nèi)容的。 空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)由空氣濾清器、卸荷閥、單螺桿壓縮機(jī)、單向排氣閥、油氣分離器缸、油氣過濾器、單向閥、供油電磁閥、加載電磁閥、壓力控制閥、節(jié)流閥等組成。與混合的壓縮空氣排入油氣桶，經(jīng)油氣桶和油細(xì)分離器去除油后，純凈的空氣經(jīng)壓力維持閥、后部冷卻器，送入系統(tǒng)使用。 一般單螺桿空氣壓縮機(jī)采用活塞式進(jìn)氣閥，結(jié)構(gòu)如圖 21 所示，主要由上蓋、底座、活塞等部分組成。 油氣罐側(cè)裝有觀油鏡用于觀察油位，正常的油位是：機(jī)器重車運轉(zhuǎn)時，油位位于油鏡兩條紅線之間。 (5)油過濾器 油過濾器是一種紙質(zhì)的過濾器，其功能是初期油中顆粒雜質(zhì)。但某些因素對其使用壽命影響很大。 ③檢視油壓是否偏高。當(dāng)需要空壓機(jī)重車時，17 此閥得電關(guān)閉，進(jìn)氣口打開，停止供氣。 使用風(fēng)冷型機(jī)組需注意： ① 冷空氣的溫度（基本等同于換進(jìn)溫度）很重要，不能過高，建議不超過 40℃。 控制功能 根據(jù)所介紹的單螺桿空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)有如下功能要求： (1)連續(xù)操作。 ②油氣細(xì)分離器的壓力開關(guān)一個。 ⑩星、三角連接互鎖開關(guān)一個。 ③控制主機(jī)風(fēng)機(jī)得電的接觸器 KM3 一個。 FX2N64MS 及其編程元件 FX2N64MS 的技術(shù)指標(biāo) FX2N 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數(shù)器等，但他們與真實元件有很大的差別，一般稱他們?yōu)椤败浝^電器”。 二、輸出繼電器（ Y） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。它的電子常 /開常閉觸點使用次數(shù)不受限制。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。 五、計數(shù)器（ C） FX2N 中的 16 位增計數(shù)器，是 16 位二進(jìn)制加法計時器，它是在計數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，幾個用于計數(shù)。 舉個例子： 圖26 由計數(shù)器輸入 X011 每次驅(qū)動 CO 線圈時，計數(shù)器的當(dāng)前值加 1。 只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入得數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化。 文件寄存器是在用戶程序存儲器（ RAM、 EFPROM、 EPROM）內(nèi)的一個存儲區(qū)，以500 點為一個單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時到 20xx 點。 BCD 顯示器的驅(qū)動電路提供了 LCD 驅(qū)動所需25 的所有信號。于是，我們選用 89C2051 作為控制器的母片。 U3的 Q 端向系統(tǒng) MPU 發(fā)出 BUSY 信號，表示 MPU 的操作控制器已經(jīng)收到信號正在處理信號中， BCD 顯示27 控制器在 REQ 端為低電平時，將 RDY 置 0”，讀入 U2 輸出的數(shù)據(jù)，然后將 RDY 置“１”，再次封鎖 U2 的輸出；此時 U3 的 Q 值為“ 1”。由于 BCD 顯示控制器的驅(qū)動列數(shù)據(jù)的位數(shù)隨不同型號的 BCD 顯示模塊所示永恒的驅(qū)動器的要求而進(jìn)行變化的如 8 位數(shù)據(jù)形式， 4 位數(shù)據(jù)形式， 1 位數(shù)據(jù)形式等，因而產(chǎn)生了一系列