【正文】 粉池沉淀，最終得出 精粉 。與機器人、 CAD/CAM 并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。 I 摘要 可編程控制器 (PLC)作為一種用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字式電子系統(tǒng)，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器。 早期的可編程序控制器在功能上只能進行邏輯控制，替代繼電器、接觸器為主的各種順序控制，其后功能大大增強，不僅具有邏輯運算能力，而且具有算術(shù)運算、模擬量處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 第三 章、 PLC 控 制設(shè)計步驟 5 第三章、 PLC 控制設(shè)計步驟 PLC 的應(yīng)用就是在電氣控制系統(tǒng)中以 PLC 為主控，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。具體應(yīng)考慮以下幾方面： （ 1）性能與任務(wù)相適應(yīng)。 （ 4）對聯(lián)網(wǎng)通信功能的要求 近年來，隨著工廠自動化的迅速發(fā)展，企業(yè)內(nèi)小到一塊溫度控制儀表的 RS485 串行通信、大到一套制造系統(tǒng)的以太網(wǎng)管理層的通信，應(yīng)該說一般的電氣控制產(chǎn)品都有了通信功能。不同的信號形式，需要不同類型的 I/O 模塊。 典型模擬量模塊的量程為 10V～ +10V、 0～ +10V、 4～ 20mA 等，可根據(jù)實際需要選用，同時還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度 等因素。要設(shè)計好 PLC 的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對象的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制要求等。主要依據(jù)是 PLC 輸入 /輸出電氣原理圖。各功能單元測試完成后，再連通全部程序，測試各部分的接口情況，直到滿意為止。它與繼電接觸器線路圖畫法十分相似，信號輸入、輸出方式及控制功能也大致相同。接地系統(tǒng)的接地方式一般可分為 3 種方式：串聯(lián)式單點接地、并聯(lián)式單點接地、多分支單點接地。在柜內(nèi) PLC 應(yīng)遠離動力線（二者之間距離應(yīng)大于 200mm）。與繼電器控制系統(tǒng)不同， PLC 控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試還有軟件的調(diào)試，與繼電器控制系統(tǒng)相比， PLC 控制系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對簡單，主要是 PLC 程序的編制和調(diào)試。 圖 51 系統(tǒng)的程序流程圖 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 20 、編制程序 根據(jù)設(shè)計要求和程序流程圖 ，把梯形圖畫出并通過 PLC 軟件調(diào)試成功后，如下圖所示： 第 五 章、 軟 件設(shè)計 21 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 22 圖 51 系統(tǒng) PLC總梯形圖 第 五 章、 軟 件設(shè)計 23 、程序分析 、急停模塊 當(dāng)按下急停 SB3，整個生產(chǎn)線立即停止運行，并亮急停燈（ Y20 為 ON），這時不能啟動。在 MC 與 MCR 的指令中，每一個計時繼電器控制一個設(shè)備由常閉狀態(tài)變?yōu)槌ｉ_狀態(tài)，每一個計時器延時 2 秒得電，從而實現(xiàn)每 2 秒停止下一級設(shè)備，生產(chǎn)線順流停車。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 36 結(jié)束語 本次設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計，所以它比任何一次課程設(shè)計所涉及的內(nèi)容和難度都要大，它綜合了大學(xué)四年來所學(xué)的有關(guān)自動化的課程，包括機電傳動，可編程控制器等課程， 幾乎涵蓋了大學(xué)中所學(xué)的知識。t also promise the request of the higher quality with high new the image of the technique business enterprise. People see in the production the fulfillment, automati。 通過這次設(shè)計讓我較好地溫習(xí)和掌握了大學(xué)四年來所學(xué)的課程，特別是 可編程控制器，理論水平和動手能力都得到了較大的提高。 、系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)設(shè)計完成后進行必要的硬件、軟件調(diào)試。 當(dāng)按下急停按鈕 SB3 時，急停燈亮，可以如下設(shè)計： 圖 53 急停報警 、礦位、精粉池報警模塊 當(dāng)原礦低位（ X5 為 ON）或精粉池高位（ X6 為 ON）時報警（ Y0 為 ON），不能啟動。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 14 第四章、硬件設(shè)計 、 PLC 的容量估算 （ 1）、輸入信號 輸入信號是將生產(chǎn)線的狀態(tài)和設(shè)備的信息提供給 PLC。 ③ PLC 的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。 PLC 控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。 、 PLC 控制系統(tǒng)的 抗干擾性設(shè)計 盡管 PLC 是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計，有較強的抗干擾能力，但是如果環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈或 PLC 的安裝和使用方法不當(dāng)，還是有可能給 PLC 控制系統(tǒng)的安全和可靠性帶來隱患。如果是在現(xiàn)場進行程序測試，那就要將 PLC 與現(xiàn)場信號隔離，以免引起事故。 一般情況下，輸入 /輸出信號表要明顯地標(biāo)出模板的位置、輸入 /輸出地址號、信號名稱和信號類型等。 （ 1）、 PLC 應(yīng)用軟件設(shè)計的內(nèi)容 PLC 的應(yīng)用軟件設(shè)計是指根據(jù)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和工藝要求，使用相應(yīng)的編程語言，對用戶控制程序的編制和相應(yīng)文件的形成過程。 不同的 I/O 模塊，其電路和性能不同，它直接影響著 PLC 的應(yīng)用范圍和價格，應(yīng)該根據(jù)實際情況合理選擇。 （ 1）數(shù)字量輸入信號 生產(chǎn)設(shè)備或控制系統(tǒng)的許多狀態(tài)信息，如開關(guān)、按鈕、繼電器的觸點等，它們只有兩種狀態(tài)：通或斷，對這類信號的拾取需要通過數(shù)字量輸入模塊來實現(xiàn)。選擇時應(yīng)根據(jù)需要選擇通信方式。 對于以數(shù)字量控制為主，帶少量模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量等連續(xù)量的控制，應(yīng)選用帶有 A/D 轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶 D/A 轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送 器（對溫度控制系統(tǒng)可選用溫度傳感器直廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 6 接輸入的溫度模塊）和驅(qū)動裝置，并選擇運算、數(shù)據(jù)處理功能較強的小型 PLC（如西門子公司的 S7200 或 S7300 系列、 OMRON 的公司的 CQM1/CQM1H 系列等）。同時， PLC 與繼電器控制系統(tǒng)也有本質(zhì)上的區(qū)別，由此需要結(jié)合 PLC 本身的一些特點來進行控制系統(tǒng)的設(shè)計。 、 PLC 的主要特點和應(yīng)用領(lǐng)域 、 PLC 的主要特點 PLC 是現(xiàn)代計算機技術(shù)與傳統(tǒng)繼電 —— 接觸器控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，專用于工業(yè)控制環(huán)境，具有許多其他控制器件所無法相比的優(yōu)點。根據(jù)鐵精粉自動生產(chǎn)線工藝流程，給出了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，并附帶I/O 分配圖、程序框圖、梯形圖及時序圖。 PLC 從面世到現(xiàn)在，經(jīng)過了數(shù)字電路構(gòu)成的初創(chuàng)階段、微處理器構(gòu)成的實用型產(chǎn)品擴展階段、大規(guī)模應(yīng)用的成熟產(chǎn)品階段和通過的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開放階段。PLC 使用半導(dǎo)體集成電路做定時器時基脈沖由晶振產(chǎn)生，精度 相當(dāng)高，且定時時間不受環(huán)境的影響，定時范圍廣，調(diào)整時間方便 ； （ 6）設(shè)計和施工 —— 使用繼電器控制邏輯完成一項工程，其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進行，周期長、而且修改困難。 PLC 的品種繁多，其結(jié) 構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有不同，使用場合也各側(cè)重。 （ 3）是否滿足響應(yīng)時間的要求 由于現(xiàn)代 PLC 有足夠 高的速度處理大量的 I/O 數(shù)據(jù)和解算梯形圖邏輯，因此對于大多數(shù)應(yīng)用場合來說， PLC 的響應(yīng)時間并不是主要的問題。 PLC 經(jīng)過運算、處理后，再將結(jié)果以數(shù)字量的形式輸出，此時也要把該輸出變換為適合于對生產(chǎn)過程進行控制的量。完成這一任務(wù)的就是模擬量輸入模塊。這種接線方法的另一個作用是，當(dāng)特殊情況下需要緊急停機時，按下“急?！卑粹o就可以切斷負載電源，同時“急?！毙盘栞斎?PLC。參數(shù)表的定義格 式和內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)和個人愛好的情況有所不同，但所包含的內(nèi)容基本是相同的。 （ 6） 、程序的測試 程序的測試是整個程序設(shè)計工作中的一項重要的內(nèi)容，它可以初步檢查程序的實際運行效果。一般經(jīng)驗設(shè)計法沒有普通的規(guī)律可以遵循，只有在大量的程序設(shè)計中不斷地積累、豐富自己，并且逐漸形成自己的設(shè)計風(fēng)格。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 12 圖 31 濾波器和隔離變壓器同時使用 、控制系統(tǒng)的接地設(shè)計 良好的接地是保證 PLC 可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。 （ 2）、安裝與布線時注意： ①動力線、控制線以及 PLC 的電源線和 I/O 線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與 PLC 和 I/O之間應(yīng)采用雙絞線連接。 （ 4）、正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。 任一設(shè)備出故障（ X3 為 ON）時報警（ Y1 為 ON），不能啟動，若原為啟動狀態(tài)則自動停車（順流停車）。 梯形圖設(shè)計中，可以把上一個設(shè)備啟動后給一個計時繼電器，設(shè)為 2 秒后得電，在下一條程序中，上一個計時繼電器為常開狀態(tài)，得電接通后變?yōu)殚]合狀態(tài)，然后讓這個設(shè)備的繼電器得電接通，達到每 2 秒啟動下一級設(shè)備的要求，具體如下圖所示： 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 26 圖 58 啟動模塊 在執(zhí)行 MC 與 MCR 之間的指令過程中，每級設(shè)備啟動后一個計時繼電器延時 2 秒后得電接通，下一個設(shè)備也就得電接通。 這時，可以給系統(tǒng)一個停車或者急停、原礦低位、精粉池高位的信號，系統(tǒng)仿真如下： 第 五 章、 軟 件設(shè)計 33 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 34 圖 514 系統(tǒng)順流停車 順流停車：給礦機→粗碎機→ 1膠帶機→細碎機→ 2膠帶機→篩選機→ 3膠帶機→4膠帶機→圓盤喂料機→ 5膠帶機→球磨機→螺旋分級機→磁選機（每 2 秒停止下一級設(shè)備）。感謝他們四年來的辛勤栽培。特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計上，我有了很多的自己的設(shè)計思想 由于所學(xué)知識和時間有限，加上缺乏實踐經(jīng)驗， 設(shè)計中暴露出許多問題，如理論水平不夠扎實，設(shè)計思路呆板等，這還待進一步改善和提高。系統(tǒng)調(diào)試將逆流啟動和順流停車獨立分開，首先系統(tǒng)保證逆流啟動調(diào)試成功后，在轉(zhuǎn)入順流停車調(diào)試，然后調(diào)試系統(tǒng)加入急停模塊和故障停車模塊，最后連接整個系統(tǒng)試運。 、故障報警模塊 任一設(shè)備出故障（ X3 為 ON）時報警（ Y1 為 ON），不能啟動。 （ 2）、輸出信號 連接控制各臺電動機動作的接觸器線圈，需要 13 個輸出點；起動提醒燈、礦倉礦位報警和設(shè)備鼓掌報警需要 3 個輸出信號點。 （ 3）、考慮 I/O 端的接線： 輸入接線一般不要太長，但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸 入接線可適當(dāng)長些。此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層 內(nèi)又會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。電網(wǎng)干擾串入 PLC 控制系統(tǒng)主要通過 PLC 系統(tǒng)的供電電源（如 CPU 電源、I/O 電源等）、變送器供電電源和與 PLC 系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供 電電源等耦合進入的。 程序說明書一般包括程序設(shè)計的依據(jù)、程序的基本結(jié)構(gòu)、各功能單元分析、使用的公式和原理、各參數(shù)的來 源和運算過程、程序的測試情況等。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 10 而中間標(biāo)志、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)編程以前可能不太好定義，一般是在編程過程中隨使用隨定義，在程序編制過程中間或編制完成后連同輸入 /輸出信號表統(tǒng)一整理。 （ 2）、熟悉被控制對象制定設(shè)備運行方案 在系統(tǒng)硬件設(shè)計基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，分析各輸入 /輸出與各種操作之間的邏輯關(guān)系，確定檢測量和控制方法。 PLC 機型選擇完后輸入 /輸出點數(shù)的多少是決定控制系統(tǒng)價格及設(shè)計合理性的重要因素，因此在完成同樣控制功能的情況下可通過合理設(shè)計以簡化輸入 /輸出點數(shù)。有的 PLC 即可以源型接線，也可以漏型接線，比如 S7200。 第三 章、 PLC 控 制設(shè)計步驟 7 、 PLC 容量估算 PLC 的容量指 I/O 點數(shù)和用戶存儲器的存儲容量兩方面的含義。整體式每一 I/O 點的平均價格比模塊式的便宜，所以人們一般傾向于在小型控制系統(tǒng)中采用整體式 PLC。在設(shè)計 PLC 控制系 統(tǒng)時，應(yīng)按照以下基本原則進行。不過值得一提的是：針對液壓控制，現(xiàn)主流方式還是用專用的液壓控制器來完成，比如力士樂、阿托斯等，但在新興的 PLC 市場上，已有好幾個品牌的 PLC 能完成這個 功能； （ 6） 維護更方便：如果用繼電器組成一個較復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)的話，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將只能逐個排除故障，而 PLC 故障的話，一般能自動診斷到故障點產(chǎn)生報警，系統(tǒng)內(nèi)能方便快捷的查看故障地方，故障原因等 ； 、 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC 具有可靠性高、體積小、功能強、程序設(shè)計簡單；靈活通用、維護方便等一系列優(yōu)點，根據(jù)這些特點，可將其應(yīng)用形式歸納為以下幾種： （ 1） 開關(guān)量的邏輯控制； （ 2） 模擬量控制； （ 3） 運動控制； （ 4） 過程控制； （ 5） 數(shù)據(jù)處理； （