基于plc的多種液體混合灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 01:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4V DC（6） 溫度傳感器的選擇選用KTY81210A型溫度傳感器其中“T” 表示溫度KTY系列溫度傳感器采用進(jìn)口Philips硅電阻元件精心制作而成，具有精度高，穩(wěn)定性好，可靠性強(qiáng)，產(chǎn)品壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn), 該溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于電機(jī)變頻調(diào)速溫度控制，太陽能熱水器溫度測(cè)量領(lǐng)域彩印設(shè)備溫控，汽車油溫測(cè)量、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)中過熱保護(hù)、加熱控制系統(tǒng)、電源供電保護(hù)等。選用KTY81210A型溫度傳感器。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）測(cè)量溫度范圍為 50℃~150℃（2）溫度系數(shù)TC為 %/K（3）精度等級(jí)為 %（4）公稱壓力為 攪拌電機(jī)的選擇選用EJ153型電動(dòng)機(jī)其中“E”表示電動(dòng)機(jī)，“J”表示交流的，15為設(shè)計(jì)序號(hào)，3為最大工作電流相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：EJ15系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（1）額定電壓為220V，額定頻率為50Hz，采用三角形接法。（2）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過1000m。工作溫度15～40176。C /濕度≤90%。（3）EJ15系列電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。其硬件接線如圖2。圖2 硬件接線 電磁閥的選擇（1）入罐液體選用VF425型電磁閥其中“V”表示電磁閥，“F”表示防腐蝕，4表示設(shè)計(jì)序號(hào)，25表示口徑（mm） 寬度。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1）材質(zhì)：聚四氟乙烯。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑等酸堿性的液體。2）介質(zhì)溫度≤150℃/環(huán)境溫度20～60176。C。3）使用電壓：AC：220 V50Hz/60Hz DC：24V。4）功率：AC：。5）操作方式：常閉：通電打開、斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高頻率。（2）出罐液體選用AVF40型電磁閥其中“A”表示可調(diào)節(jié)流量，“V”表示電磁閥，“F”表示防腐蝕，40為口徑(mm)相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1）其最大特點(diǎn)就是能通過設(shè)備上的按鍵設(shè)置來控制流量，達(dá)到定時(shí)排空的效果。2）其閥體材料為：聚四氟乙烯，有比較強(qiáng)的抗腐蝕能力。3）使用電壓：AC：220 V50Hz/60Hz DC：24V。4）功率：AC：5KW。 接觸器選用CJ2010/CJ2016型接觸器其中“C”表示接觸器，“J”表示交流，20為設(shè)計(jì)編號(hào)，10/16為主觸頭額定電流相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）操作頻率為1200/h（2）機(jī)電壽命為1000萬次（3）主觸頭額定電流為10/16（A）（4）額定電壓為380/220（A）（5） 熱繼電器的選擇選用JR16B60/3D型熱繼電器其中“J”表示繼電器，“D”帶斷相保護(hù)相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）額定電流為20（A）（2）熱元件額定電流為32/45（A） PLC的選擇傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器—接觸器控制。這種控制系統(tǒng)較復(fù)雜，并且大量的硬件接線使系統(tǒng)可靠性降低，也間接地降低了設(shè)備的工作效率。采用可編程控制器較好地解決了這一問題，可編程控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制。還能實(shí)現(xiàn)與上位計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備之間的通信。因此，將可編程控制器應(yīng)用于多種液體混合灌裝機(jī)，完全能滿足控制要求。且具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、工藝參數(shù)修改方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)[1]。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7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。由于本系統(tǒng)的控制是順序控制，選用日本松下電工公司生產(chǎn)的AFP12417 PLC作控制單元來控制整個(gè)系統(tǒng)。之所以選擇這種PLC，主要考慮FP系列PLC有以下特點(diǎn)[2]：（1）豐富的指令系統(tǒng)。在FP系列PLC中，即使是小型機(jī)，也具有近200條指令。除能實(shí)現(xiàn)一般的邏輯控制外，還可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理，甚至可直接控制變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。而且各類PLC產(chǎn)品的指令系統(tǒng)都具有向上兼容性，便于應(yīng)用程序的移植。（2）快速的CPU處理速度、大程序容量。（3）大的網(wǎng)絡(luò)通信功能?？芍苯舆B接調(diào)制解調(diào)器，可方便地與其他PLC或上位機(jī)連成通信網(wǎng)絡(luò)，通過上位計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在生產(chǎn)規(guī)模較大，所控制的機(jī)床達(dá)到兩臺(tái)以上時(shí)，可采用1：n上位鏈接通信方式，用一臺(tái)計(jì)算機(jī)管理多臺(tái)床，構(gòu)成一個(gè)二級(jí)分布式集一散控制系統(tǒng)。（4）編程及監(jiān)控功能強(qiáng)大、維護(hù)簡(jiǎn)單、價(jià)格適中。國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission, IEC）頒布的PLC的定義為：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出來控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC的一般結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見主要有6個(gè)部分組成，包括CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、I/O擴(kuò)展接口。（1）中央處理單元（CPU）與通用計(jì)算機(jī)中的CPU一樣。PLC中的CPU也是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，主要有運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。CPU在很大程度上決定了PLC的整體性能，如整個(gè)系統(tǒng)的控制規(guī)模、工作速度和內(nèi)存容量等。（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。PLC常用的存儲(chǔ)器類型有RAM、EPROM、 EEPROM等。圖3 PLC結(jié)構(gòu)圖（3）I/O模塊輸入模塊和輸出模塊通常稱為I/O模塊或I/O單元。PLC的對(duì)外功能主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的。輸入模塊和輸出模塊是PLC與現(xiàn)場(chǎng)I/O裝置或設(shè)備之間的連接部件，起著PLC與外部設(shè)備之間傳遞信息的作用。通常I/O模塊上還有狀態(tài)顯示和I/O接線端子排，以便于連接和監(jiān)視。（4）電源模塊輸入、輸出接口電路是PLC與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備相連接的部件。它的作用是將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC能夠接收和處理的信號(hào)，將CPU送來的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的強(qiáng)電信號(hào)。 PLC輸人、輸出口分
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