【正文】 圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 52 梯形圖的運(yùn) 行監(jiān)控調(diào)試圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第 6 章 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 為了延長 PLC 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對該系統(tǒng)的設(shè)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，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 PLC 過程控 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 系統(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 故障和現(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備兩部分。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。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 (4) 當(dāng)液面下降到 SL1 處時(shí) ,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(gè)循環(huán) 周期。最后，我向在百忙中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝 ！ 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 參考文獻(xiàn) [1] 西門子 公司 .SIMATIC S7200 可編程控制器系統(tǒng)手冊 . [2] 常曉玲 .電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [3] 廖常初 . PLC 編程及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [4] 肖清、王中鋒 .西門子 PLC 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 .2021 [5] 張進(jìn)秋等 .可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021 [6] 嚴(yán)盈富 等 .監(jiān)控組態(tài)軟件與 PLC 入門 .北京：人民郵電出版社， 2021. [7] 馬國華，監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用 .北京 :清華大學(xué)出版社， 2021 [8] 曾慶波 等 .監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用技術(shù) .哈爾濱 :哈爾濱 工業(yè)大學(xué)出版社 2021 [9] 孫亮等 .自動(dòng)控制原理 .北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [10] 胡壽松等 .自動(dòng)控制原理 .北京：科學(xué)出版社， 2021 [11] 郭東棟 單片機(jī)控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 可編程控制器與工廠自動(dòng)化 , 2021 [12] 陳伯時(shí)等 .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [13] 顧繩谷 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [14] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .2021 [15] 李正熙等 .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .北京：冶金工業(yè)出版社， 1997 [16] 劉志峰等 .工控組態(tài)軟件實(shí)例教程 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [17] 林春方 .可編程控制及應(yīng)用 .上海：上海交通大學(xué)出版社， 2021 [18] 張宏甲 .液壓與氣壓傳動(dòng) .機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [19] 伊宏業(yè) . 主編 PLC 可編程控制器教程 ， 航空工業(yè)出版社， 2021 [20] 何衍慶 . 可編程控制器原理及應(yīng)用技巧 ， 化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 附 錄 液體自動(dòng)混合 語句表 網(wǎng)絡(luò) 1 LD O AN = 網(wǎng)絡(luò) 2 LD O O T38 AN AN AN = 網(wǎng)絡(luò) 3 LD O AN A AN AN T38 A A = = 網(wǎng)絡(luò) 4 LD O AN A = 網(wǎng)絡(luò) 5 LD TON T37, 100 網(wǎng)絡(luò) 6 LD T37 O AN T38 A = 網(wǎng)絡(luò) 7 LD O 網(wǎng)絡(luò) 8 LD TON T38, 100 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 具體分析如下： SL1,SL2,SL3 為液面?zhèn)鞲衅?，液面淹沒時(shí)接通，兩種液體的輸入和混合液體放液閥由電磁閥 Y1， Y2,Y4 控制， M 為攪拌電動(dòng)機(jī)。 3. 輸入輸出信號(hào)的干擾 輸入設(shè)備的輸入信號(hào)線間寄生電容引起的差模干擾和輸入信號(hào)線與大地間的共模干擾；在性感負(fù)載的場合，輸出信號(hào)由斷開 閉合時(shí)產(chǎn)生的突變電流和閉合 斷開的反向感應(yīng)電勢以及電磁接觸器的接點(diǎn)產(chǎn)生電弧等產(chǎn)生的干擾。不 可隨意減少其外部保護(hù)設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。 5． 系統(tǒng)運(yùn)行 啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVIEW，運(yùn)行 液體自動(dòng)混合 的控制 系統(tǒng)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 44 組態(tài)模擬圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)模擬調(diào)試 根據(jù)所設(shè)計(jì)的關(guān)于攪拌控制的 梯形圖，選用 PLC 的 S7_200 的仿真軟件進(jìn)行仿真。在按 下 時(shí) 左邊打溝 ， 點(diǎn)擊“確定” ， 出現(xiàn)命令語言輸入窗口 ， 在該窗口中輸入 相應(yīng) 的命令 ，再點(diǎn)擊“確定” ， 就完成了“開始”按鈕的動(dòng)畫連接設(shè)置。 彈出“新建工程向?qū)е龑υ捒颉?。 按下啟動(dòng)按鈕 SB1，液體裝置開始按以下順序工作 ： （ 1） 進(jìn)液閥 打開， A 液體流入容器，液位上升 。功能圖能夠清楚地表現(xiàn)出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉(zhuǎn)換順序及其轉(zhuǎn)換條件。 （ 4）當(dāng)攪拌電機(jī) 定時(shí)攪拌 10S 后制動(dòng)停止攪拌，同時(shí) Y4 打開，開始放液，液位開始下降。 具體應(yīng)考隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展， PLC 產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也日洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 益完善。其中，繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 電壓和過電流的能力強(qiáng)，且有隔離作用。同時(shí)控制器又通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設(shè)備，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。離線編程的 PLC，其主機(jī)和編程器洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程 。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。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)。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。當(dāng)液面上升到 SL3 時(shí)，關(guān)閉 B 液體閥，并開始定時(shí)攪拌，攪拌 10S 后停止。 采用基于 PLC 的控制系統(tǒng)來取代園林單片機(jī)、繼電器等構(gòu)成的控制系洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可移植性和可維護(hù)性，對提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)水平有很大的幫助，同時(shí)又提高 了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，因此具有廣闊是市場前景。隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程序控制器 PLC 已在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用，而且所占比重在迅速的上升。該公司于 1969 年研制出了第一臺(tái) 符 合 招 標(biāo) 要 求 的 工 業(yè) 控 制 器 ， 命 名 為 可 編 程 邏 輯 控 制 器（ PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER），簡稱 PLC（有的稱為 PC),并在 GM 公司的汽車自動(dòng)裝配線上實(shí)驗(yàn)獲得了成功。 要實(shí)現(xiàn)整個(gè)液 體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要從怎樣實(shí)現(xiàn) 多 個(gè)電磁閥的開關(guān)以及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的控制這個(gè)角度去考慮，現(xiàn)在就這個(gè)問題的如何實(shí)現(xiàn)以及選擇怎樣的方法來確定系統(tǒng)方案。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部 I/O 信號(hào)相連。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4． 是否在線編程 PLC 的特點(diǎn)之一是使用靈活。根據(jù)被控對象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常 I/O 點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的 10%～ 15%考慮備用量。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過總輸入點(diǎn)數(shù)的 60%。 4． 如果框架中留有空槽用于將來擴(kuò)展時(shí)，可做以下處理； （ 1） 列出將來要擴(kuò)展的 I/O 模塊所需的背板電流； （ 2） 將所有擴(kuò)展的 I/O 模塊的總背板電流值與步驟。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 M3 ~L 1 L 2 L 3F RK MF U 1Q S 圖 22 主電路 液體混合控制系統(tǒng)示意 本設(shè)計(jì)為兩種液體混合攪拌控制，其元件、要求如下： 開始排放混合液體閥 Y4 打開延時(shí) 10S 后自動(dòng)關(guān)閉 2. 啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕 SB1，液體裝置開始按以下順序工作 ： （ 1）進(jìn)液閥 Y1 打開， A 液體流入容器，液位上升。 順序設(shè)計(jì)法 對那些按動(dòng)作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計(jì)法進(jìn)行編程。功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。彈出“新建工程向?qū)еυ捒颉?。 下面繼續(xù)定義一個(gè) IO 變量，在“變量名”處輸入變量名，如： b；在“變量類型”處選擇變量類型如： IO 整數(shù)；在“連接設(shè)備”中選擇先前定義好的 IO 設(shè)備： PLC； 在“數(shù)據(jù)類型”中定義為： bit 類型。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件 \切換到 View”菜單命令，進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)。 3． 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分，在工程管理器中，選擇“ 數(shù)據(jù)庫 \數(shù)據(jù)詞典”，雙擊“新建圖標(biāo)”，彈出“變量屬性” 對話框，創(chuàng)建仿真電梯各個(gè)變量數(shù)據(jù)，這些變量與 PLC 內(nèi)部變量一一對應(yīng)， PLC 的輸入輸出完全由組態(tài)王內(nèi)部變量代替。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 PLC 的 I/O 端口系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 最大的薄弱環(huán)節(jié)在 I/O 端口。因此為提 高控制系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)有效的抗干擾措施是非常必要的。在我撰寫論文的過程中， 韓 老師付出了大量的心血和汗水， 無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了 韓 老師細(xì)心、耐心地輔導(dǎo)和熱情的幫助，他指導(dǎo)我論文一定要嚴(yán)格按照論文格式去寫，并且要有自己的觀 點(diǎn)和看法。 its function from weak to strong, to achieve a logic control to digital control of the progress。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各 種繼電器的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。長期使用缺乏維護(hù)，機(jī)械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要加強(qiáng)對此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。 系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 主機(jī)系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 主機(jī)系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作，散熱中，電壓和電流的波動(dòng)沖擊是不可能避免的。串行通訊方式使用“組態(tài)王計(jì)算機(jī)” 的串口， I/O 設(shè)備通過 PC/PPI 通訊電纜連接到“組態(tài)王計(jì)算機(jī)” 的串口。打開主界面 ， 雙擊“設(shè)定畫面”按鈕 ， 出現(xiàn)動(dòng)畫連接畫面。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“設(shè)備 \COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“ 新建”圖標(biāo)， 運(yùn)行 “ 設(shè)備配置向?qū)?” 。 利用它 來設(shè)計(jì)電梯監(jiān)控系統(tǒng)主要步驟有：設(shè)備配置，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫變量，圖形界面的設(shè)計(jì)，建立動(dòng)態(tài)連接，運(yùn)行調(diào)試等。 系統(tǒng)的軟件流程 圖 ， 如圖 31所示 。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。進(jìn)液閥 、 分別控制 A 液體和 B 液體進(jìn)液，出液閥 控制混合液體出液。對于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。 2． 開關(guān)量 I/O 標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 接口用于同傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開 /關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起 動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開關(guān)量 I/O 乘以 8；對于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以 100。但由于整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 功能有限，只適用于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。 2． 配套齊全，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。故選擇 PLC 來實(shí)施本次設(shè)計(jì)。 控制方式系統(tǒng)的要求的 設(shè)計(jì) 就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程 序 控制器控制。控制由人工控制到自動(dòng)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。但是由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì) ，以至現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。在方案的選擇、元器 件的選型時(shí)更多的考慮新技術(shù)、新產(chǎn)品。 H、 I、 L 3 個(gè)傳感器控制液體 A、液體 B 的進(jìn)入和混合液排出的 3 個(gè)電磁閥門及攪拌機(jī)的啟停。由 PLC 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、