【導(dǎo)讀】硫化是輪胎生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。溫度和壓力是本輪胎硫化的兩個重要因素。采用傳統(tǒng)的人工手動控制很難達(dá)到預(yù)期效果。本設(shè)計中采用上位計算機(jī)和下位PLC來實現(xiàn)輪胎硫化生產(chǎn)過程中溫度和。壓力的監(jiān)控，溫度控制精確度為±1℃。力數(shù)據(jù)由遠(yuǎn)傳壓力表采集后，經(jīng)EM235，再送到CPU224?？刂茀?shù)都是通過上位機(jī)設(shè)。定并于生產(chǎn)前傳到CPU224的。生產(chǎn)中，上位機(jī)完成數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)存儲，溫度壓力曲線繪制，生產(chǎn)管理等任務(wù)。PLC完成PID控制，PID控制結(jié)果被用來調(diào)整進(jìn)氣閥的開度及排氣閥的開閉。求不能得到很好滿足，但誤差在允許范圍內(nèi)時，PLC自動完成等效硫化處理并報警。設(shè)定與實際偏差太大時，也會報警同時結(jié)束硫化。當(dāng)自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)可。庫的最大容量時就會把以前存儲的數(shù)據(jù)丟失。而SQL數(shù)據(jù)庫，有足夠大的空間，可以避。所以要將其MCGS數(shù)據(jù)庫形式轉(zhuǎn)換為SQL數(shù)據(jù)庫，以此來擴(kuò)大存儲空

　　

【正文】 35CN（壓力模塊），其它主要器件還有伺服放大器 DFC1100,手操器 DFD0500，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) DKZ5500M. 下面是各個芯片和器件的簡單介紹： 可編程控制器 PLC 可編程控制器，簡稱 PLC（ Programmable logic Controller） ,是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義： “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與 工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。 PLC 的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU板、I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 PLC包括 CPU模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 的構(gòu)成 CPU是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 來 的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電 路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運行后，從用戶程序 存儲器 中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析 CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。 CPU 的控 制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 CPU速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度， I/O 數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 PLC 與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。 I/O 模塊集成了 PLC的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換 成數(shù)字信號進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或 1 和 0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號類型分，有電流型（ 4～ 20mA,0～ 20mA）、電壓型（ 0～ 10V,0～ 5V,10～10V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 除了上述通用 I/O 外，還有特殊 I/O 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按 I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供 24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架 [4]，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 西門子 S7200 S7200PLC 是德國西門子公司生產(chǎn)的一種超小型 PLC，它以緊湊的結(jié)構(gòu)、良好的擴(kuò)展性、強(qiáng)大的指令功能、低廉的價格，已經(jīng)成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。S7200PLC 包含了一個單獨的 S7200CPU和各種可選擇的擴(kuò)展模塊，可以十分方便的組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)模可以從幾點到幾百點，具有各種功能規(guī)模塊和人機(jī)界面可供選擇、很容易組成 PLC 網(wǎng)絡(luò)。同時具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得 在采用 S722X 系列 PLC 來完成控制系統(tǒng)的設(shè)計更加簡單，滿足多種多樣的自動控制的需要。 硬件 電路 硬件電路 由兩部分組成，即數(shù)據(jù)采集部分和執(zhí)行部分。數(shù)據(jù)采集部分是由傳感器、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 信號調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)傳輸總線組成。傳感器包括溫度傳感器 —— 鉑熱 電阻傳感器，壓力傳感器 —— 擴(kuò)散硅式差壓變送器。信號調(diào)理模塊 有熱電阻調(diào)理模塊 和壓力采集調(diào)理模塊 。數(shù)據(jù)傳輸總線為 RS23 RS485 串行通信 總線。執(zhí)行部分是由伺服放大器、手操器和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。伺服放大器 對 S7200PLC 輸出的微弱信號進(jìn)行放大，手操器可以進(jìn)行手自動切換 ，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終對控制閥動作。其中控制閥包括進(jìn)氣閥和排氣閥。 本設(shè)計一共設(shè)計九個采 集點。八個溫度采集點，一個壓力采集點。其中溫度采集選用的是八只鉑熱電阻，這樣就需要有四個鉑熱電阻調(diào)理模塊。每個鉑 熱電阻模塊有兩個采集通道。溫度采集與輸出分別占用八個模擬采集通道和八個模擬輸出通道；壓力采集選用擴(kuò)散硅式差壓變送器，其采集輸出的就是 4～ 20mA 的標(biāo)準(zhǔn)電信號。 1 LQ 0 . 00 . 1 0 . 20 . 32 L0 . 40 . 5 0 . 63 L 0 . 71 . 0 1 . 1 NL 11 M I 0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 2 M 1 . 0 1 . 1 1 . 20 . 30 . 4 0 . 5 M L +P O R T O～～A C 12擴(kuò) 展 模塊 連 接電 纜P L C 2 2 4 1 號 站硫 化 過 程指 示 燈2 2 0 V12 3 41 、 罐 運 行 指 示2 、 電 磁 閥 1 指 示3 、 罐 硫 化 結(jié) 束 指 示4 、 罐 硫 化 結(jié) 束 報 警手 操 器 1 6手 操 器 1 7上 位機(jī)啟動停 止 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） A + A a + a B + B b + b ML +R 1 R 212ML +34電 纜連 接 電 纜E M 2 3 1 R T D 1 A + A a + a B + B b + b ML +R 3 R 434ML +電 纜擴(kuò) 展 模 塊 連 接 電 纜E M 2 3 1 R T D 256 A + A a + a B + B b + b ML +R 5 R 656ML +電 纜擴(kuò) 展 模 塊 連 接 電 纜E M 2 3 1 R T D 378 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） A + A a + a B + B b + b ML +R 7 R 878ML +電 纜擴(kuò) 展 模 塊 連 接 電 纜E M 2 3 1 R T D 491 0 R A A +A R B B + B R C C +ML +91 0ML +電 纜E M 2 3 5 1C R D D + D M 0V 0I 0位 置 反 饋手 操 器 1 4 端 1 ～ 5 V手 操 器 1 5 端壓 力 傳 感 器 0 ～ 1 0 m A伺 服 放 大 器伺 服 放 大 2 端手 操 器 3 端 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 01 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 01234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 01 2 3 4 5 6 78 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4調(diào)節(jié)器—+輸入 信 號放 大 器操 作 器執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu)AO 圖 硬件圖 CPU224 本設(shè)計采用的是 CPU22它在 CPU222 的基礎(chǔ)上使主機(jī)的輸入輸出點數(shù)增加為 24點，最大可擴(kuò)展為 168 點數(shù)字量或者 35 點模擬量的輸入和輸出 ， 存儲容量也進(jìn)一步增加，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計 算器的數(shù)量，具有較強(qiáng)控制能力。 下表是對 CPU224 的一些基本性能的介紹： 表 技術(shù)范圍 描述 CPU 224 DC/DC/DC CPU 224 AC/DC/繼電器 存儲器特性 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 程序存儲器 在線程序編輯時 非在線編輯程序時 數(shù)據(jù)存儲器 8292 bytes 12288 bytes 8292 bytes 12288 bytes I/O特性 本機(jī)數(shù)字量輸入 本機(jī)數(shù)值量輸出 本機(jī)模擬量輸入 本機(jī)模擬量輸出 14 輸入 10 輸出 14 輸入 10 輸出 常規(guī) 特性 定時器總數(shù) 1ms 10ms 100ms 計時器總數(shù) 時間中斷 邊沿中斷 模擬電位器 時鐘 256 4 16 236 256 112 2個 1ms分辨率 4個上升沿 /4 個下降沿 256 4 16 236 256 112 2個 1ms分辨率 4個上升沿 /4個下降沿 輸入電源 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 輸入電壓 輸入電流 沖擊電流 110mA(僅 CPU,24VDC) 700mA( 最大負(fù)載，24VDC) 85至 264VAC（ 47至 63Hz） 60/30mA(僅 CPU,120/240VAC) 200/100mA( 最大負(fù)載，120/240VAC)20A,264VAC時 1500VAC 熱電阻模塊 EM231RTD 1） M231CN 熱電阻模塊提供了 S7200 與多種熱電阻的連接接口。用戶可以通過 DIP開關(guān)來選擇熱電阻的類型，連線方式，測量單位和開路故障的方向。所有連接模塊上的熱電阻必須是相同類型。 2） EM231CN 技術(shù)參數(shù)： 表 模擬量輸入、輸出和組合模塊的技術(shù)范圍 說明 訂貨號 EM 231 CN AI412位 6ES7 2310HC210XA8 模擬量輸入特性 模擬量輸入點數(shù) 4 輸入類型 差分輸入 電壓 (單極性 ) 電壓（雙極性） 電流 0～ 10V， 0～ 5V 177。 5V, 177。 0～ 20mA 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 電壓 (單極性 ) 電壓（雙極性） 電流 (0～ 10V)(0～ 5V) (177。 5V)(177。 ) 5μ A (0～ 20mA) 模數(shù)轉(zhuǎn)換時間 250μ S 模擬量輸入響應(yīng) % 共模抑制 40dB,DC to 60Hz 共模電壓 信號電壓 +共模電壓（必須 =12V） 雙極性 ，全量程范圍 32020 +32020 單極性，全量程范圍 032020 輸入阻抗 =10M 最大輸入電壓 30VDC 最大輸入電流 32mA 分辨率 12位 A/D轉(zhuǎn)換器 3） EM231CN 熱電阻模塊接線 用戶可以直接將 EM231CN 熱電阻模塊接到 S7200 模塊上，或者用戶可用擴(kuò)展接線方式。使用屏蔽線可達(dá)到最好的抗噪性。如果用戶使用屏蔽線，應(yīng)將屏蔽接到信號連接器的 1 至 4 針接地點上。連接地點與電源連接器的 3 至 7 針共地。如果有的 熱電阻輸入通道沒有使用，用戶應(yīng)將一個電阻器與沒用的通道 輸入相連 ，以防止由于浮地輸入信號產(chǎn)生的誤差，影響有效通道的錯誤顯示。 用戶需將電源連到電源連接器的 1 和 2 針上。用戶必須將電源連接器的 3 連到附近的機(jī)殼地。用戶可用三種方式將熱電阻模塊與傳感器相連。精度最高的是 4 線，精度最低的是 2 線，建議只有在用戶應(yīng)用中不在乎接線誤差時才用 2