【導(dǎo)讀】題和產(chǎn)能的制約。PLC是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，也可以說(shuō)它。是一種用程序來(lái)改變控制功能的計(jì)算機(jī)。隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛。PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。作的穩(wěn)定性，為攪拌機(jī)械順利、有序、準(zhǔn)確的工作創(chuàng)造了有力的保障。系統(tǒng)，能夠較好的滿足攪拌系統(tǒng)的要求。操作，另外生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠、工作效率高等特點(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的?；赑LC可靠性高、抗干擾能力。PLC專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，采用可編程的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)。字或模擬的I/O接口控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。間等宏觀量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。長(zhǎng)期以來(lái),雖然有大量設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和關(guān)聯(lián)式可用于分析。危險(xiǎn)的,至今仍然需要通過(guò)逐級(jí)放大來(lái)達(dá)到攪拌設(shè)備所要求的傳質(zhì)、傳熱和混合。這種方法不但耗費(fèi)巨額的資金和大量的人力物力,而且設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng)。

　　

【正文】 得到改善，但 Td 過(guò)大，系統(tǒng)輸出量在接近穩(wěn)態(tài)時(shí)可能上升緩慢。 許多控制系統(tǒng)內(nèi)，可能只需要 P、 I、 D中的一種或兩種控制類型。如可能只要求比例控制或比例與積分控制，通過(guò)設(shè)置參數(shù)可對(duì)回路進(jìn)行控制類型進(jìn)行選擇。 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 25 頁(yè) 物料 A 的控制方式 : 物料 A是固態(tài)物料，從料斗下來(lái)落到傳送帶 1 上，傳送帶 1 是由變頻電機(jī)M1 驅(qū)動(dòng)的， 當(dāng)物料 A 下落到電子皮帶秤上時(shí)，通過(guò)給電子皮帶秤上的壓力傳感器確定一個(gè)物料量數(shù)值，然后通過(guò)物料下落到電子皮帶秤上秤得的數(shù)據(jù)與給定數(shù)值進(jìn)行比較得到一個(gè)給料信號(hào)，然后將這個(gè)給料信號(hào)傳送到 PLC的 A/D 模擬量模塊中，通過(guò) PLC 的 D/A 模擬量模塊來(lái)給給料電機(jī)上的變頻器一個(gè)控制信號(hào)，通過(guò)這個(gè)控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制物料 A 的給了的大小。最后由電子皮帶秤將物料 A 輸送到攪拌器中。 變頻調(diào)速電機(jī) M1 的轉(zhuǎn)速大小由電子皮帶秤所帶的秤重傳感器所反饋的 4—20mA 電流信號(hào)通過(guò) PLC 中的 A/D 和 D/A模塊把反饋信號(hào)送到變頻器中去，通過(guò)這一反饋信號(hào)讓變頻器來(lái)調(diào)節(jié) M1 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，已達(dá)到調(diào)節(jié)物料 A的給料量的目的。 調(diào)速電機(jī) M1的控制方式可選用閉環(huán)控制方式，控制結(jié)構(gòu)框圖如圖 ： 圖 變頻電機(jī) M1控制框圖 其硬件接線圖如圖 所示： 本系統(tǒng)采用 PLC的 PID 控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻電機(jī) M1 轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)控制。 物料 B 的控制方式 原料 B 是液體， 打開(kāi)電磁閥，原料 B 開(kāi)始進(jìn)料到攪拌機(jī)中，其料量的多少通過(guò)電磁流量計(jì)中的流量傳感器 Q來(lái)測(cè)量。在測(cè)量時(shí)通 過(guò)給流量計(jì)傳感器一個(gè)給定值（給定值由物料 A 和物料 B 的比例來(lái)定）和測(cè)量值進(jìn)行比較，將比較結(jié)果傳輸?shù)?PLC 的 A/D 模擬量模塊中去，再通過(guò) PLC的 D/A 模擬量模塊將控制信號(hào)傳到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中，通過(guò)控制信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而達(dá)到控制物料 B的進(jìn)量大小。 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 26 頁(yè) 圖 變頻電機(jī) M1 接線圖 對(duì)原料 B 的控制主要通過(guò)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，其控制框圖如圖 圖 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制框圖 該控制構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，同物料 A的控制模式一樣也采用 PLC的 PID 控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)物料 B 量的實(shí)時(shí)控制。 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與 PLC 的連接方式見(jiàn)圖 所示： PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的要求，保證操作人員的現(xiàn)場(chǎng)控制能力，設(shè)計(jì)“手動(dòng)”和“自動(dòng)”兩種控制方式裝換。本次選用 S7200CPU224 PLC,研制了一套符合攪拌系統(tǒng)生產(chǎn)工藝要求的 PLC 控制裝置。充分利用 PLC 本身資源，大大減少設(shè)備故障和設(shè)備的xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 27 頁(yè) 占地面積，充分發(fā)揮系統(tǒng)的高性能。 圖 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與 PLC 的連接 按系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)按鈕包括手動(dòng) /自動(dòng)裝換 開(kāi)關(guān)、急停按鈕、手動(dòng)下料和輸送開(kāi)關(guān)等。為便于整個(gè)工藝流程操作管理的集中，在自動(dòng)控制時(shí)，設(shè)計(jì)了即可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行近地“啟動(dòng)”與“停止”，共有 4 個(gè)按鈕。此外，還包括手動(dòng)送料 A、手動(dòng)送料 B、手動(dòng)攪拌等輸入信號(hào)、系統(tǒng)輸入共 9 個(gè)輸入端子。系統(tǒng)輸出包括下料閥、調(diào)節(jié)閥、變頻電機(jī)等共 6個(gè)輸出端子。因此選用 S7200CPU224PLC,本機(jī)共有 14 個(gè)輸入 /10 個(gè)輸出端子，考慮以后技術(shù)升級(jí)或者擴(kuò)展需要，同時(shí)還需要增加 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，為此選用的 EM231 是 4 模擬量輸入模塊， EM232是 2 模擬量輸出模塊。 根據(jù)控制方案及設(shè) 備要求，建立所有現(xiàn)場(chǎng)控制元件的地址分配表。輸入 /輸出元件端口分配表見(jiàn)表 1。 控制元件 編程地址 控制元件 編程地址 手動(dòng) /自動(dòng)裝換 變頻電機(jī) M1 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 28 頁(yè) 急停按鈕 恒速電機(jī) M2 啟動(dòng)循環(huán) 攪拌電機(jī) M3 停止循環(huán) 下料閥 手動(dòng)送料 A 調(diào)節(jié)閥 手動(dòng)送料 B 出料閥 手動(dòng)攪拌 故障報(bào)警 停止按鈕 顯示控制端口 A0 顯示控制端口 A1 顯示控制端口 A2 表 1 輸入 /輸出元件端口分配表 PLC 外部接線圖 PLC 外部接線圖如圖 所示。 顯示模塊設(shè)計(jì) 1)、 MAX7219 數(shù)字靜態(tài)顯示芯片 顯示是人機(jī)界面的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，隨著高集成度 PLC 的推出，工業(yè)控制過(guò)程越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越復(fù)雜，因而人們對(duì)了解控制過(guò)程信息的顯示技術(shù)非常關(guān)注，眾多生產(chǎn)廠家相繼推出了專用地顯示器，但其顯示屏小而多為液晶顯示，不適合強(qiáng)光和光線較弱的場(chǎng)合，而且需要串行接口，安裝不便，價(jià)格昂貴。 LED 顯示器因其價(jià)格低廉 ，配置容易且可靠，發(fā)光較強(qiáng)，可見(jiàn)度高，因而在 PLC控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 本次設(shè)計(jì)采用 MAX7219 數(shù)字靜態(tài)顯示芯片，它是由 MAXIM 公司最新推出的24腳雙列直插式芯片，其引腳如圖 所示。 SEGA~SEGG 和 SEGP 為 LED七段驅(qū)動(dòng)器線和小數(shù)點(diǎn)線，供給顯示器源電流， DIG0~DIG7 為 8位數(shù)字驅(qū)動(dòng)線，輸出位選信號(hào)，從每位 LED 共陰極吸入電流， DIN 是串行數(shù)據(jù)輸入端， CLK 是時(shí)鐘脈沖輸入端， LOAD 是數(shù)據(jù)加載信號(hào)輸入端。 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 圖 PLC 外部接線圖 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 30 頁(yè) 圖 MAX7219 引腳圖 2)、 MAX7219 與 PLC 的硬件連接 圖 所示為 S7200 與 MAX7219 硬件連接， 作為串行數(shù)據(jù)輸出，連接到MAX7219 的 DIN 腳， 和 通過(guò)程序分別模擬 MAX7219 的時(shí)鐘脈沖 CLK 及數(shù)據(jù)加載 LOAD 信號(hào)， MAX7219 的 SEGA~SEGF、 SEGP 連接到各 LED 數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的a~f 及 dp 端， DIG0~DIG7 分別接到 8 位 LED 數(shù)碼管 的共陰極，用來(lái)實(shí)現(xiàn)為選，數(shù)碼管的位數(shù)可在 1~8 之間根據(jù)需要任意選擇，由程序決定。 3)、顯示供電電源設(shè)計(jì) MAX7219 芯片供電采用 5V 直流供電， 直流供電電路通過(guò)降壓 —— 整流 ——濾波 —— 穩(wěn)壓，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姽╇娐肥褂?，本設(shè)計(jì)使用 5V 直流電，故可用降壓為 220/24 的變壓器，經(jīng)過(guò)電容濾波，用 W7805 整流即可得到所需供電電流。電路圖如圖 所示。 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 31 頁(yè) 圖 MAX7219 與 PLC 接線圖 T1A I R _ C O R E _ X FO R M E RD11 N 4 0 0 1D2 D3D4C11 0 0 uFC43 3 0 nFU1LM 7 8 0 5 C TLINE VREGCOMMONVOLTAGE3C23 3 0 nFC31 0 0 uFR1100ΩP O W E R61240 圖 供電電路 、系統(tǒng)安全性 ，可靠性、實(shí)用性設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中為了保護(hù)系統(tǒng)中各元器件的安全可靠運(yùn)行需要對(duì)主要器件加保護(hù)裝置。 斷路器的選擇 斷路器是能夠關(guān)合、承載和開(kāi)斷正常回路條件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開(kāi)斷異?；芈窏l件 (包括短路條件 )下的電流的開(kāi)關(guān)裝置。 斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將 3kV 以上的稱為高壓電器。 低壓斷路器又稱自動(dòng)開(kāi)關(guān)，俗稱 空氣開(kāi)關(guān) 也是指低壓斷路器，它是一種既有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 32 頁(yè) 過(guò)載、和短路保護(hù)的電器。它可用來(lái)分配電 能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過(guò)載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開(kāi)關(guān)與過(guò)欠熱繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?，已獲得了廣泛的應(yīng)用。 1）、基本參數(shù)特性 額定電壓 Ue；額定電流 In；過(guò)載保護(hù)（ Ir或 Irth）和短路保護(hù)（ Im）的脫扣電流整定范圍；額定短路分?jǐn)嚯娏鳎üI(yè)用斷路器 Icu；家用斷路器I）等。 額定工作電壓（ Ue）：這是斷路器在正常（不間斷的）的情況下工作的電壓。 額定電流（ In）：這是 配有專門的過(guò)電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無(wú)限承受的最大電流值，不會(huì)超過(guò)電流承受部件規(guī)定的溫度限值。 短路繼電器脫扣電流整定值（ Im) 短路脫扣繼電器（瞬時(shí)或短延時(shí)）用于高故障電流值出現(xiàn)時(shí)，使斷路器快速跳閘。其跳閘極限 Im： 額定短路分?jǐn)嗄芰Γ?Icu 或 I) 斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏魇菙嗦菲髂軌蚍謹(jǐn)喽槐粨p害的最高（預(yù)期的）電流值。標(biāo)準(zhǔn)中提供的電流值為故障電流交流分量的均方根值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)直流暫態(tài)分量（總在最壞的情況短路下出現(xiàn)）假定為零。工業(yè)用斷路器額定值（ Icu）和家用斷路器額定值（ I）通常以 kA均方根值的形式給出。 2）、 斷路器的選擇原則 斷路器類型的選擇：應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和保護(hù)要求來(lái)選擇。如一般一般選用塑殼式；短路電流很大時(shí)選用限流型；額定電流比較大或有選擇性保護(hù)要求時(shí)選用框架式；控制和保護(hù)含有半導(dǎo)體器件的直流電路時(shí)應(yīng)選用直流快速斷路器等。 xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 33 頁(yè) (1）斷路器額定電壓、額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓、工作電流。 (2）斷路器極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流。 (3）欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。 (4）過(guò)電流脫扣器的額定電流大于或 等于線路的最大負(fù)載電流。 3）、斷路器選型 DZ20 系列塑料外殼式斷路器適用于交流 50hz，額定絕緣電壓 660v，額定工作電壓 380v（ 400v）及以下，其額定電流至 1250A。一般作為配電用，額定電流 200A 和 400y 型的斷路器亦可作為保護(hù)電動(dòng)機(jī)用。在正常情況下，斷路器可分別作為線路不頻繁轉(zhuǎn)換及電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)之用。 熔斷器的選擇 熔斷器是當(dāng)電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開(kāi)電路的一種電器。 熔斷器也被稱為保險(xiǎn)絲， IEC127 標(biāo)準(zhǔn)將它定義為 熔斷體（ fuselink)。它是一種安 裝在電路中，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，廣泛用于 配電系統(tǒng) 和控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。熔斷器具有反時(shí)延特性，即過(guò)載電流小時(shí)，熔斷時(shí)間長(zhǎng)；過(guò)載 電流 大時(shí)，熔斷時(shí)間短。所以，在一定過(guò)載電流范圍內(nèi)，當(dāng)電流恢復(fù) 正常時(shí)，熔斷器不會(huì)熔斷，可繼續(xù)使用。熔斷器有各種不同的熔斷特性曲線，可以適用于不同類型保護(hù)對(duì)象的需要。 1)、 熔斷器的主要技術(shù)參數(shù) (1) 額定電壓：指保證熔斷器能長(zhǎng)期正常工作的電壓，其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。 (2）額定電流：指熔體長(zhǎng)期工作時(shí)，各部件溫升不超過(guò)規(guī)定值所承受的電流。需要說(shuō)明的是，熔斷器的額定電流與熔體的額定電流不是一個(gè)概念。熔斷xx 理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 34 頁(yè) 器的額定電流等級(jí)較少，熔體的電流等級(jí)較多，因此，通常熔體額定電流的幾個(gè)規(guī)格可以使用同一規(guī)格的熔斷器，但熔體額定電流的最大規(guī)格只能小于或等于熔斷器的額定電 流。 (3）分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟陬~定電壓等規(guī)定的工作條件下，可以分?jǐn)嗟念A(yù)期短路電流值，也就是熔斷器可以分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦怠．?dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，短路電流被切斷。若熔斷器在短路電流達(dá)到其最大值前動(dòng)作，則熔斷器便會(huì)起到通常所說(shuō)的限流作用。因此，熔斷器的限流作用越強(qiáng)，其分?jǐn)嗄芰σ簿驮酱蟆? (4）熔斷器的安秒特性 熔斷器串接于被保護(hù)電路中，電流通過(guò)熔體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流通過(guò)的時(shí)間成正比，電流越大，則熔體熔斷時(shí)間越短，這種特性稱為熔斷器的反時(shí)限保護(hù)特性或安秒特性。安秒特性曲線見(jiàn)下圖 。 圖 熔斷器的安秒特性曲線 2）、熔斷器的選用原則 (1）應(yīng)根據(jù)使用條件確定熔斷器的類型。 (2）選擇熔斷器的規(guī)格時(shí)，應(yīng)首先選定熔體的規(guī)格，然后再根據(jù)熔體去選擇熔斷器的規(guī)格。 (3）熔斷器的保護(hù)特性與被保護(hù)對(duì)象的過(guò)載特性有良好的配合。 (4）在配電系統(tǒng)中，各級(jí)熔斷器應(yīng)相應(yīng)匹配，一般上一級(jí)熔體的額定電流要比下一級(jí)熔體的額定電流大 2~3 倍。 (5）對(duì)于保護(hù)電動(dòng)機(jī)的熔斷器，應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的影響。熔斷器一般只作為電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)應(yīng)采用熱繼電器。 xx 理工大學(xué)畢