【正文】 2 種類型 CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 S7200 系列可編程控制器有 17 CPU21X 系列， CPU22X 系列， 22 版與 21 版相比，硬件、軟件都有改進(jìn)。 LSF 光電液位開關(guān)具有較高的適應(yīng)環(huán)境的能力，在耐腐蝕方面有較好的抵抗能力。但電動(dòng)機(jī)的過(guò)載是受限制的） 。； 在無(wú)顯著搖動(dòng)和沖擊的地方； 在沒有雨雪 侵襲的地方； 控制電壓允許變動(dòng)范圍： 85%～ 110%US。開發(fā)這種軟件對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，非常具有實(shí)際意義。大型的 PLC 一般為多處理器系統(tǒng)，由字處理器、位處理器和浮點(diǎn)處理器等組成，有較大的存儲(chǔ)能力和功能很強(qiáng)的輸入輸出接口。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 3 可編程序控制器從產(chǎn)生到現(xiàn)在，由于其編程簡(jiǎn)單、可靠性高、使用方便、維護(hù)容易、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)，使其得到了迅猛的發(fā)展，在冶金、機(jī)械、石油、化工、紡織、輕工、建筑、運(yùn)輸、電力等部門得到了廣泛的運(yùn)用。 工藝流程是：?jiǎn)?dòng)后開閥放出混合液體， 10S 后關(guān)閥，放入液體 A 至 X2 液位，關(guān)A，放液體 B 至 X3 液位，關(guān) B，啟動(dòng)攪拌電機(jī) M，攪 20S 后停，開閥放出混合液體， 至 X1 液位后 ，打開排氣閥， 延時(shí) 5S 放后關(guān) 兩閥 。 本論文首先介紹 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展及應(yīng)用，以及它的基本功能和特點(diǎn)。但由于這些行業(yè)中多為 易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì) , 以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣 , 不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。 在規(guī)模上向兩極發(fā)展 ,即向小型、超小型和大型發(fā)展。現(xiàn)在 PLC 已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實(shí)的多功能控制器。 3．報(bào)警 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈閃爍，停止混合系統(tǒng)運(yùn)行。三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇包括它的功率、種類、方式、電壓和轉(zhuǎn)速等。該系列可以滿足國(guó)內(nèi)外一般用途的需要，機(jī)座范圍 80315，是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品。 活塞傳動(dòng)，平穩(wěn)可靠。模擬電位器用來(lái)改變特殊寄存器（ SMB28， SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。 C－ +70176。 3．報(bào)警 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈閃爍，停止混合系統(tǒng)運(yùn)行。 圖 43 A原料罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置 31 圖 44 B 原料罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置 圖 45 反應(yīng)罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置 32 數(shù)據(jù)設(shè)置好之后，可關(guān)聯(lián)畫面，關(guān)聯(lián)的是模擬值輸出，如下圖 圖 46 圖中模擬值輸出設(shè)置圖 A 原料罐液位數(shù)據(jù)顯示為 2 位整數(shù)，居中顯示，如下圖 圖 47 模擬值連接為 A 原料罐液位 33 B 原料罐液位數(shù)據(jù)顯示為 2 位整數(shù)，居中顯 示，如下圖 圖 48 模擬值連接為 B 原料罐液位 反應(yīng)罐液位數(shù)據(jù)顯示為 3 位整數(shù)，居中顯示，如下圖 \ 圖 49 模擬值連接為反應(yīng)罐液位 34 3 報(bào)警畫面的設(shè)置如下圖 圖 410 報(bào)警畫面設(shè)置圖 35 畫面顯示可通過(guò)主畫面的命令語(yǔ)言顯示，如下圖，有報(bào)警，顯示報(bào)警畫面，報(bào)警確認(rèn)后，重新顯示主畫面。 1．第 1 類故障點(diǎn)是在繼電器、接觸器。 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。 老師以廣博的才識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，精益求精的態(tài)度引領(lǐng)我走過(guò)了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)我的成長(zhǎng)起到了深刻的影響。 相對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō) ,PLC本身固有的穩(wěn)定性和可靠性特點(diǎn)決定了它在自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)不可取代的地位。 附錄 3 PLC 選型的基本原則 不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定 控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。 PLC 相比單片機(jī)具有高可靠性，易于開發(fā)，擴(kuò)展性好，通訊簡(jiǎn)單的，這些優(yōu)點(diǎn)促使很多的設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)時(shí)選用 PLC 作為設(shè)備的控制器。 謝謝你們。 為了延長(zhǎng) PLC 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對(duì)該系統(tǒng)的沒備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點(diǎn)有比較準(zhǔn)確的估計(jì)，也就是說(shuō)，要知道整個(gè)系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對(duì) PLC 過(guò)程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)有所幫助。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。 37 圖 412 A液位 B 液位 反應(yīng)（反應(yīng)罐液位）報(bào)警設(shè)置 歷史報(bào)警設(shè)置 如下圖 圖 414 歷史報(bào)警設(shè)置 圖 38 第 4 章 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 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 內(nèi)部 故障和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備 的外部 故障兩部 分?；旌弦后w排放和排氣閥的動(dòng)作不運(yùn)行液體混合。 C 時(shí) 98%， 70176。 e 中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 圖 28 YQ98002 型過(guò)濾活塞式安全泄壓閥 S7200 的 CPU的選擇 在本控制系統(tǒng)中，所需的開關(guān)量輸入為 6 點(diǎn)，開關(guān)量輸出為 6 點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式 PLC。安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。所選電動(dòng)機(jī) 的功率是由生產(chǎn)機(jī)械所需的功率確定的。 圖 21 混合液體控制裝置示意圖 硬件選用 7 選擇接觸器 1 選用 CJX19， 220V 型接觸器，如圖 22 所示： 圖 22 CJX19， 220V 型交流接觸器 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 2 用途 CJX1 系列交流接觸器 (以下簡(jiǎn)稱接觸器 )適用于交流 50Hz 或 60Hz，壓 至 660V，額定絕緣電壓至 660V；電流 9～ 475A（ 380V、 AC3 使用類別）的電力線路中供遠(yuǎn)距離接通或分?jǐn)嚯娐分?，可頻繁地起動(dòng)及控制交流電動(dòng)機(jī)。 目前我國(guó)仍有許多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，都是采用繼電器控制，除了可靠性差外，設(shè)計(jì)程序也很繁雜。這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品除采用 16位以上的微處理器作為 CPU外 ,可以將多臺(tái) PLC鏈接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源共享；可以直接用于一些規(guī)模較大的復(fù)雜控制 系統(tǒng) ；編程語(yǔ)言除了可使用傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖等外，還可以使用高級(jí)語(yǔ)言；外設(shè)多樣化，可以配置CRT和打印機(jī)等。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。 本論文從硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行分析，對(duì) 西門子 S7200 的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。 本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)兩種液體混合攪拌機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中針對(duì) 控制對(duì)象：三 個(gè) 傳感器監(jiān)視容器液位，設(shè)三電磁閥控制液體 A、 B輸入與混合液體輸出 液位 ，設(shè)攪拌電機(jī) M。但 P L C 發(fā)展很快，國(guó)外P L C 產(chǎn)品更新?lián)Q代更是如此。這種 PLC 可以廣泛取代繼電器控制系統(tǒng)，應(yīng)用于單機(jī)控制和規(guī)模比較小的自動(dòng)線控制，如日本立石公司的 C20P\C40P\C60P\C20H\C40H 等。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來(lái)輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映生產(chǎn)要求。 8 安裝位置： 安裝面與垂直面的傾斜度不超過(guò)177。 （原因由于發(fā)熱慣性，在短時(shí)運(yùn)行時(shí)可以容許過(guò)載。 LSF 系列液位開關(guān)可提非常準(zhǔn)確、可靠的液位檢測(cè)，其原理是依據(jù)光的反射折射原理，當(dāng)沒有液體時(shí)，光被前端的棱鏡面或球面反射 回來(lái)；有液體覆蓋光電探頭球面時(shí)，光被折射出去，這使得輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開關(guān)量。具有簡(jiǎn)單，易學(xué)，高效，節(jié)省編程時(shí)間，能夠解決復(fù) 雜的自動(dòng)化任務(wù)；它具有強(qiáng)大的拓展功能，現(xiàn)在漢化程序后，可在漢化的界面下進(jìn)行操作，使用起來(lái)更加方便。選用電池模塊能延 長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到 200 天（ 10 年壽命）。 圖 212 PLC 控制液體混合的示意圖 4 下圖為 S7200 的掃描工作過(guò)程 20 圖 213 S7200 的掃描工作過(guò)程 如圖 S7200 的掃描工作過(guò)程知， PLC 可自動(dòng)檢測(cè) I/O 口是否出錯(cuò)， CPU可強(qiáng)制為 STOP，但是本設(shè)計(jì)，出錯(cuò)后報(bào)警，報(bào)警燈要閃爍，所以不能強(qiáng)制為STOP，只能用程序控制停止程序。 因此系統(tǒng)輸入輸出分配如下： 表 31 輸入分配 表 輸入地址 對(duì)應(yīng)元件 對(duì)應(yīng)外部設(shè)備 SB1 啟動(dòng)按鈕 SL0 初始狀態(tài) SL2 A 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) SL3 B 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) SL4 攪拌完成狀態(tài) SL1 混合液體排出至 50 狀態(tài) 表 32 輸出分配 表 輸出地址 對(duì)應(yīng)元件 對(duì)應(yīng)外部設(shè)備 YV1 A 液體電磁閥 YV2 B 液體電磁閥 YV3 混合液體電磁閥 YV4 攪拌電磁閥 YV5 排氣電磁閥 YV6 報(bào)警電磁閥 24 表 33 定時(shí)器 分配表 定時(shí)器 定時(shí)時(shí)間 作用 T37 10S 初始狀態(tài)排放混合液體 T38 20S 攪拌定時(shí) T39 5S 排氣定時(shí) T50 2ms 報(bào)警閃爍閃爍時(shí)間定時(shí) T51 3ms 報(bào)警閃爍停止時(shí)間定時(shí) 兩種液體混合裝置的 輸入 /輸出 接線圖 圖 32 兩種液體混合裝置的輸入 /輸出接線圖 25 兩種液體混合裝置的 梯形 圖 26 圖 33 兩種液體混合裝置的 梯形 圖 其工作過(guò)程分析： 1. 初始狀態(tài) 為啟動(dòng)按鈕 為混合液體電磁閥 T37 為初始狀態(tài)排放混合液體定時(shí)器，定時(shí) 10S 為初始狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài) 則按下啟動(dòng)按鈕，開始排放混合液體， 10S 后，停止排放。個(gè)部分發(fā)生故障比例分布圖如下。這類設(shè)備安裝 時(shí)信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動(dòng)力電纜分開敷設(shè)，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在 PLC 內(nèi)部進(jìn)行軟件濾波。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的一份綜和性作業(yè) .在不斷的努力下我的 課程 設(shè)計(jì)終于完成了。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(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。 綜上所述，該控制系統(tǒng)的控制方案應(yīng)選 PLC 控制方案為宜。 熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸 入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 d、經(jīng)濟(jì)性 有很多電磁閥可以 通用 ，但在能滿足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。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。 整體來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)給了我很大的幫助，不 僅僅熟悉的 PLC 的控制系統(tǒng)和各種元器件，并提高了實(shí)踐的能力，這些都將成為我以后