基于plc的多種液體混合灌裝機控制系統(tǒng)的設計論文(編輯修改稿)
2024-07-19 01:34 本頁面
【文章內容簡介】 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，產品壽命長等優(yōu)點, 該溫度傳感器已廣泛應用于電機變頻調速溫度控制，太陽能熱水器溫度測量領域彩印設備溫控，汽車油溫測量、發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)中過熱保護、加熱控制系統(tǒng)、電源供電保護等。選用KTY81210A型溫度傳感器。相關元件主要技術參數(shù)及原理如下：（1）測量溫度范圍為 50℃~150℃（2）溫度系數(shù)TC為 %/K（3）精度等級為 %（4）公稱壓力為 攪拌電機的選擇選用EJ153型電動機其中“E”表示電動機，“J”表示交流的，15為設計序號，3為最大工作電流相關元件主要技術參數(shù)及原理如下：EJ15系列電動機是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。（1）額定電壓為220V，額定頻率為50Hz，采用三角形接法。（2）電動機運行地點的海拔不超過1000m。工作溫度15～40176。C /濕度≤90%。（3）EJ15系列電動機效率高、節(jié)能、堵轉轉矩高、噪音低、振動小、運行安全可靠。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表示設計序號，25表示口徑（mm） 寬度。相關元件主要技術參數(shù)及原理如下：1）材質：聚四氟乙烯。使用介質：硫酸、鹽酸、有機溶劑、化學試劑等酸堿性的液體。2）介質溫度≤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、斷電關閉，動作響應迅速，高頻率。（2）出罐液體選用AVF40型電磁閥其中“A”表示可調節(jié)流量，“V”表示電磁閥，“F”表示防腐蝕，40為口徑(mm)相關元件主要技術參數(shù)及原理如下：1）其最大特點就是能通過設備上的按鍵設置來控制流量，達到定時排空的效果。2）其閥體材料為：聚四氟乙烯，有比較強的抗腐蝕能力。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為設計編號，10/16為主觸頭額定電流相關元件主要技術參數(shù)及原理如下：（1）操作頻率為1200/h（2）機電壽命為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”帶斷相保護相關元件主要技術參數(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算機技術、自動控制技術和通信技術結合在一起的新型工業(yè)自動控制設備，不僅能實現(xiàn)對開關量信號的邏輯控制。還能實現(xiàn)與上位計算機等智能設備之間的通信。因此，將可編程控制器應用于多種液體混合灌裝機，完全能滿足控制要求。且具有操作簡單、運行可靠、工藝參數(shù)修改方便、自動化程度高等優(yōu)點[1]。在本控制系統(tǒng)中，所需的開關量輸入為6點，開關量輸出為7點，考慮到系統(tǒng)的可擴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的AFP12417 PLC作控制單元來控制整個系統(tǒng)。之所以選擇這種PLC，主要考慮FP系列PLC有以下特點[2]：（1）豐富的指令系統(tǒng)。在FP系列PLC中，即使是小型機，也具有近200條指令。除能實現(xiàn)一般的邏輯控制外，還可進行運動控制、復雜數(shù)據處理，甚至可直接控制變頻器實現(xiàn)電動機調速控制。而且各類PLC產品的指令系統(tǒng)都具有向上兼容性，便于應用程序的移植。（2）快速的CPU處理速度、大程序容量。（3）大的網絡通信功能?？芍苯舆B接調制解調器，可方便地與其他PLC或上位機連成通信網絡，通過上位計算機對生產現(xiàn)場的PLC進行實時監(jiān)控。在生產規(guī)模較大，所控制的機床達到兩臺以上時，可采用1：n上位鏈接通信方式，用一臺計算機管理多臺床，構成一個二級分布式集一散控制系統(tǒng)。（4）編程及監(jiān)控功能強大、維護簡單、價格適中。國際電工委員會（International Electrotechnical Commission, IEC）頒布的PLC的定義為：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算數(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出來控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關設備，都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC的一般結構如圖3所示，由圖可見主要有6個部分組成，包括CPU(中央處理器)、存儲器、輸入／輸出接口電路、電源、外設接口、I/O擴展接口。（1）中央處理單元（CPU）與通用計算機中的CPU一樣。PLC中的CPU也是整個系統(tǒng)的核心部件，主要有運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據總線和控制總線構成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關電路。CPU在很大程度上決定了PLC的整體性能，如整個系統(tǒng)的控制規(guī)模、工作速度和內存容量等。（2）存儲器存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。PLC常用的存儲器類型有RAM、EPROM、 EEPROM等。圖3 PLC結構圖（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的對外功能主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實現(xiàn)的。輸入模塊和輸出模塊是PLC與現(xiàn)場I/O裝置或設備之間的連接部件，起著PLC與外部設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I/O設備相連接的部件。它的作用是將輸入信號轉換為PLC能夠接收和處理的信號，將CPU送來的弱電信號轉換為外部設備所需要的強電信號。 PLC輸人、輸出口分
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