【正文】 這種模塊就是模擬量輸出模塊。此外，輸出電壓值和輸出電流值也各有不同。 有的PLC 只能接成其中一種 。輸入模塊最常見的為 24V 直流輸入，還有直流 5V、 12V、 48V，交流 115V/220V 等。這個裝置就是輸入 /輸出（ I/O）模塊。例如，作為一般應(yīng)用下的經(jīng)驗公式是： 所需存儲器容量 （ KB） =（ 1~） （ DI 10+DO 8+T/C 2+AI/AO 100+CP 300)/1024 其中： DI 為數(shù)字量輸 入點總數(shù)； DO 為數(shù)字量輸出總點數(shù)； T/C 為定時器 /計數(shù)器總數(shù)；AI/AO 為模擬量 I/O 通道總數(shù)； CP 為通信接口總數(shù)。考慮到今后的調(diào)整和擴充，選定 PLC 的 I/O 能力應(yīng)最小為40 點。 PLC容量估算 I/O 點數(shù)的估算 PLC 的 I/O 點數(shù)的確定以系統(tǒng)實際的輸入輸出點數(shù)為基礎(chǔ)確定。選擇時應(yīng)根據(jù)需要選擇通信方式。然而，對于某些個別的場合，則要求考慮 PLC 的響應(yīng)時間。因為同一機型的 PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購與管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；其外部設(shè)備通用，資源可共享。但是模塊式 PLC 的功能擴展方便靈活， I/O 點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、 I/O 模塊的種類和塊數(shù)、特殊 I/O 模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式 PLC 大得多，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便。 對于以數(shù)字量控制為主，帶少量模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力 、流量等連續(xù)量的控制，應(yīng)選用帶有 A/D 轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶 D/A 轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊，配接相應(yīng)的傳感器、變送器（對溫度控制系統(tǒng)可選用溫度傳感器直接輸入的溫度模塊）和驅(qū)動裝置，并選擇運算、數(shù)據(jù)處理功能較強的小型 PLC（如西門子公司的 S7200 或 S7300 系列、 OMRON 的公司的 CQM1/CQM1H 系列等）。由圖 可知，只有前 6 步工作做連續(xù)循環(huán) 12 次后方可進入大洗工步，待大洗完畢后再進入下一次大循環(huán)。 進入 90 年代以后，由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得 DCS 系統(tǒng)得到進一步發(fā)展，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護性，在今天的工業(yè)控制領(lǐng)域 DCS 仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位，但是 DCS 不具備開放性，布線復(fù)雜，費用較高，不同廠家產(chǎn)品的集成存在很大困難。 70 年代中期，隨著微處理器的出現(xiàn)，計算機控制系統(tǒng)進入一個新的快速發(fā)展的時期， 1975 年世界上第一套以微處理為基礎(chǔ)的分散式計算機控制系統(tǒng)問世，它以多臺微處理器共同分散 控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)集中管理，被稱為集散控制系統(tǒng)（ Distributed Control System, DCS）。這股工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化浪潮又將諸如嵌入式技術(shù)、多標準工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、無 線技術(shù)等多種當(dāng)今流行技術(shù)融合進來，從而拓展了工業(yè)控制領(lǐng)域的發(fā)展空間，帶來新的發(fā)展機遇。輸出具有電子短路保護功能。 從響應(yīng)速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器響應(yīng)最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。采樣時，信號經(jīng)過背板總線進入到輸入映像區(qū)。 （ 4） S7300PLC 的 數(shù)字量輸入輸出模塊 數(shù)字量輸入模塊 SM321 數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成 S7300 內(nèi)部信號電平。 模擬量輸出模塊 SM332 模擬量輸出 (簡稱模出 (AO))模塊 SM332 目前有三種規(guī)格型號，即 4AOl2 位模塊、2AO12 位模塊和 4AOl6 位模塊，分別為 4 通道的 12 位模擬量輸出模塊、 2 通道的 12位模擬量輸出模塊、 4 通道的 16 位模擬量輸出模塊。 模擬量輸入模塊 SM331 模擬量輸入 (簡稱模入 (AI))模塊 SM331 目前有三種規(guī)格型號，即 8AIl2 位模塊、2AIl2 位模塊和 8AIl6 位模塊。 S7300PLC 的 CPU 用 16 位的二進制補碼表示模擬量值。 表 中央處理單元 CPU 的主要特性 特 性 CPU312 IFM CPU313 CPU314 CPU315/CPU3152DP 裝載存儲器 ● 內(nèi)置 20 KB RAM ● 內(nèi)置 20 KB EEPROM ● 內(nèi)置 20KRAM ● 最大 可擴展256 存儲器卡 ● 內(nèi)置 40KRAM ● 最大可擴展512 存儲器卡 ● 內(nèi)置 80 K RAM ● 最大可擴展 512 存儲器卡 隨機存儲器 6 KB 12 KB 24 KB 48 KB 執(zhí) 行 時 間 位操作 μs μs μs μs 字操作 2 μs 2 μs 1 μs 1 μs 定點加 3 μs 3 μs 2 μs 2 μs 浮點加 60 μs 60 μs 50 μs 50 μs 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 最大數(shù)字 I/O 點數(shù) 144 128 512 1024 最大模擬 I/O 通 道 32 32 64 128 最大配置 1 個機架 1 個機架 4 個機架 4 個機架 （ 3） S7300PLC 的模擬量輸入 輸出 模塊 在生產(chǎn)過程中有大量的連續(xù)變化的模擬量需要用 PLC 來測量或控制。 戶外型 CPU： CPU 312 IFM、 314 IFM、 314 戶外型和 3152DP。在所有的模式中，都可以通過 MPI 接口與其他設(shè)備通信。一條導(dǎo)軌共有 11 個槽號 ： 1 號槽至 11 號槽，其中 4 號槽至 11 號槽可北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 以隨意放置除電源、 CPU 和 IM 以外的其他模塊。每個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。 系統(tǒng)向標準化和開放化方向發(fā)展，以個人計算機為基礎(chǔ) ， 在 Windows 平臺上開發(fā)符合全新一體化開放體系結(jié)構(gòu)的 PLC。 隨著 PLC 的處理器處理速度的不斷提高， PLC 的功能不斷增多，現(xiàn)在發(fā)展成具有邏輯控制功能、過程控制功能、運動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的名符其實的多功能控制器。 全世界 PLC 及其系 統(tǒng)的研究與制造達 200 多家公司，生產(chǎn)著 100 多個系列的產(chǎn)品。到 80 年代在上海、北京、西安、廣州、長春等 20 多家科研單位、大專院校和工廠研制和生產(chǎn) PLC 產(chǎn)品，具體的單位有：北京機械工業(yè)自動化研究所、上海工業(yè)自動化儀表研究所、大連組合機床研究所、成都機床電器研究所、中科院北京計算機所及自動化所、長春一汽、 上海起重電器廠、上海香島機電公司、上海自力電子設(shè)備廠等單位。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價格則不斷下降。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊外，還增加了模擬量模塊、遠程 I/O模塊以及各種特殊功能模塊，并擴大了存儲器容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)存儲器，使 PLC 應(yīng)用范圍得以擴大。 中期的 PLC（ 20 實際 70 年代中期 80 年代中后期）在微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。它在硬件上 以準計算機的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上做了改進以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場控制的要求。調(diào)試工 作大部分是室內(nèi)調(diào)試，用模擬開關(guān)模擬輸入信號，其輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)可以觀察 PLC上相應(yīng)的發(fā)光二 極 管，可以根據(jù)它進行測試、排錯和修改 。用梯形圖編程出錯率比匯編語言低得多。即使在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。同時，由于 PLC采用存儲邏輯，北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，當(dāng)生產(chǎn)工藝改變或生產(chǎn)設(shè)備更新時，不必改變PLC的硬件，只需改變程序，改變控制邏輯，其連線少，體積小，加之 PLC中每只軟繼電器的觸點數(shù)理論上無限制，因此，靈活性和擴展性都很好 。 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 網(wǎng)絡(luò)通信 現(xiàn) 代 PLC 具有網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它既可以對遠程 I/O 進行控制，又能實現(xiàn) PLC 與計算機之間的通信，從而構(gòu)成 “ 集中管理，分散控制 ” 的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。 PLC 提供了定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實現(xiàn)各種需求的定位控制。 閉環(huán)過程控制 使用 PLC 不僅可以對模擬量進行開環(huán)控制，而且還可以進行閉環(huán)控制。 PLC 具有強大的邏輯運算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實現(xiàn)繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關(guān)控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。 PLC 的工作過程 ： 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 可編程控制器的工作過程 PLC 實現(xiàn)控制的方式是以掃描方式為主，中斷方式為輔的控制方式。系統(tǒng)程序提供了運轉(zhuǎn)平臺，同時還為 PLC 用戶程序的可靠運行及信號與信息轉(zhuǎn)換進行必要的公共處理。 通過運行存儲于 PLC內(nèi)存中的程序，進行入出信息交換實現(xiàn)控制。 PLC 的定義及工作原理 可編程控制器簡稱 PLC (Programmable Logical Controller)，以微處理器為核心，綜合微機技術(shù)、電 子應(yīng)用技術(shù)、自動控制技術(shù)及通信技術(shù)而發(fā)展起來的工業(yè)自動化控制裝置 。但這一時期它主要用于順序控制，雖然也采用了計算機的設(shè)計思想 ， 但當(dāng)時只能進行邏輯運算，故稱為可編程序邏輯控制器，簡稱PLC（ Programmablc Logic Controller)。 20 世紀 60 年代末期，美國汽車制造工業(yè)競爭激烈，為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，在 1968 年美國通用汽車公司首先公開招標，對控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為 ： ① 它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計周期短 、 更改容易 、 接線簡單 、 成本低； ② 它能把計算機的功能和繼電器控制系統(tǒng)結(jié)合起來。發(fā)展大型的離心分離機，主要是加大轉(zhuǎn)鼓直徑和采用雙面轉(zhuǎn)鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設(shè)備投資、能耗和維修費降低。然后按處理量和對操作的自動化要求，確定離心機的類型和規(guī)格，最后經(jīng)實際試驗驗證。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值，分離因數(shù)越大，通常分離也越迅速，分離效果越好。 離心分離機 的作用原 理有離心過濾和離心沉降兩種。 工業(yè)用離心機按結(jié)構(gòu)和分離要求，可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。 中國古代 ， 人們用繩索的一端系住陶罐，手握繩索的另一端，旋轉(zhuǎn)甩動陶罐，產(chǎn)生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜，這就是離心分離原理的早期應(yīng)用。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴重。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。 離心機簡介 離心機的定義 離心機是利用 離心力 ， 分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機械。中國在 20 世紀 8090 年代大都采用低電流密度單極槽和復(fù)極槽，復(fù)極槽單臺產(chǎn)能大者不超過 1 萬 t/a，小者不超過 萬 t/a；進入 21 世紀，隨著世界各離子膜法電解槽制造公司紛紛推出高電流密度自然循環(huán)復(fù)極槽，中國各氯堿企業(yè)也紛紛采用，據(jù)不完全統(tǒng)計，新建成投產(chǎn)的 128 個離子膜燒堿項目中，就有 95 個采用高電流密度自然循環(huán)復(fù)極槽，其中，采用國產(chǎn)化槽 31 個。 三是離子交換膜由全 部依賴國外進口轉(zhuǎn)向由國家支持、廠?？蒲性核嘟Y(jié)合自主創(chuàng)新研發(fā)生產(chǎn)。 20 世紀 80 年代，采用國外技術(shù)的有 8 家企業(yè)，沒有采用國產(chǎn)化技術(shù)的。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)離子膜燒堿企業(yè)規(guī)模達到和超過 20 萬 t/a 的已達 30 余家。我國離子膜法電解技術(shù)采取了多元引進和自主創(chuàng)新相結(jié)合。陰極區(qū)的另一產(chǎn)物濕氫氣經(jīng)冷卻、洗滌、壓縮后被送往氫氣貯柜。 離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程可以簡單表示如下圖所示： 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 + 精 制 鹽 水淡 鹽 水食 鹽 濕 氯 氣濕 氫 氣氫 氧 化 鈉溶 液氯 氣氫 氣氫 氧 化 鈉純 水 （ 含少 量N a O H ）電 解 槽圖 離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程 電解法制堿的主要原料是飽和食鹽水，由于粗鹽水中含有泥沙，精制食鹽水時經(jīng)常進行以下措施 ： 1） 過濾海水 2） 加入過量氫氧化鈉，去除鈣、鎂離子，過濾 Ca2++2OH=Ca(OH)2（微溶） Mg2++2OH=Mg(OH)2↓ Mg(HCO3)2+2OH=MgCO3+2H2O MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO 3）加入過量氯化鋇，去除硫酸根離子，過濾 Ba2++SO42=BaSO4↓ 北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 4） 加入過量碳酸鈉，去除鈣離子、過量鋇離子，過濾 Ca2++CO32=CaCO3↓ Ba2++CO32=BaCO3↓ 5） 加入適量鹽酸，去除過量碳酸根離子 2H++CO32=CO2↑+H2O 6） 加熱驅(qū)除 二氧化碳 7） 送入離子交換塔，進一步去除鈣、鎂離子 8） 電解 2NaCl+2H2O=(通電 )H2↑+Cl2↑+2NaOH 離子交換膜法制堿技術(shù)，具有設(shè)備占地面積小、