【正文】 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 49 附錄 3 硬件選用 硬件名稱 型號(hào) 個(gè)數(shù) 接 觸器 CJX19， 220V 1 個(gè) 電動(dòng)機(jī) Y90S6/ 1 個(gè) 斷路器 DZ4763 1 個(gè) 傳感器 3 個(gè) 入罐液體電磁閥 VF425 2 個(gè) 出罐液體電磁閥 AVF40 1 個(gè) 泄壓閥 YQ98002 1 個(gè) 附錄 4 軟件 輸入輸出分配 表 1 輸入分配表 輸入地址 對(duì)應(yīng)元件 對(duì)應(yīng)外部設(shè)備 SB1 啟動(dòng)按鈕 SL0 初始狀態(tài) SL2 A 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) SL3 B 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) SL4 攪拌完 成狀態(tài) SL1 混合液體排出至 50 狀態(tài) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 50 表 2 輸出分配表 輸出地址 對(duì)應(yīng)元件 對(duì)應(yīng)外部設(shè)備 YV1 A 液體電磁閥 YV2 B 液體電磁閥 YV3 混合液體電磁閥 YV4 攪拌電磁閥 YV5 排氣電磁閥 YV6 報(bào)警電磁閥 表 3 定時(shí)器分配表 定時(shí)器 定時(shí)時(shí)間 作用 T37 10S 初始狀態(tài)排放混合液體 T38 20S 攪拌定時(shí) T39 5S 排氣定時(shí) T50 2ms 報(bào)警閃爍閃爍時(shí)間定時(shí) T51 3ms 報(bào) 警閃爍停止時(shí)間定時(shí) 。 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型，所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定 控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。 附錄 3 PLC 選型的基本原則 不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 48 電磁閥的零部件數(shù)量通常僅為電動(dòng)閥的 1/3 左右，而高度也只有電動(dòng)閥或氣動(dòng)閥的 1/3～ 1/2。 c、安全性 電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn)生其它意外情況。 b、可靠性 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時(shí)間很長 而 關(guān)閉時(shí)很短時(shí)要選用常開型。 電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許 177。 附錄 2 電磁閥的選用原則 電磁閥的選用原則有以下四點(diǎn)： a、 適用性 最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如 是否 有安裝止回閥。 它在自動(dòng)化行業(yè)內(nèi) 具有 不可取代的地位 。 PLC 相比單片機(jī)具有高可靠性，易于開發(fā)，擴(kuò)展性好，通訊簡單的，這些優(yōu)點(diǎn)促使很多的設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)時(shí)選用 PLC 作為設(shè)備的控制器。 相對(duì)于單片機(jī)來說 ,PLC本身固有的穩(wěn)定性和可靠性特點(diǎn)決定了它在自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)不可取代的地位。 （ 4）可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和 I/O 接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常 困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 （ 1）繼電器控制系統(tǒng) 控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。 謝謝你們。 老師以廣博的才識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)，精益求精的態(tài)度引領(lǐng)我走過了整個(gè)設(shè)計(jì)過程，對(duì)我的成長起到了深刻的影響。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 44 謝 辭 畢業(yè)設(shè)計(jì)已如期完成，這是一個(gè)辛苦卻令人感到充實(shí)的過程，讓我從中學(xué)到了不少新的知識(shí)。希望這些缺陷，我能在以后的實(shí)際工作中能加以注意。 本設(shè)計(jì)采用 PLC 對(duì)液體混合控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，簡化了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和硬件結(jié)構(gòu)，提高了該系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性和安全性。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。在沒有做 課程 設(shè)計(jì)以前覺得 課程 設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，但是真的面對(duì) 課程 設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的想法是錯(cuò)誤的。通過此次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西 ，認(rèn)識(shí)到了很多東西。 為了延長 PLC 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對(duì)該系統(tǒng)的沒備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點(diǎn)有比較準(zhǔn)確的估計(jì)，也就是說，要知道整個(gè)系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對(duì) PLC 過程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)有所幫助。 4. 外部配線干擾 因各種電纜選擇不合理，信號(hào)線絕緣降低，安裝，布線不合理等產(chǎn)生的干擾。 2. 感應(yīng)電壓的干擾 PLC 周圍鄰近的大容量設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的于擾；其它設(shè)備或空中強(qiáng)電場 通過分布電容串入 PLC 引起的干擾。因此為提高控制系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)有效的抗干擾措施是非常必要的。 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù) 由于 PLC 是專門 為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，因此一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工業(yè)環(huán)境中。因?yàn)檫@類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位，利用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機(jī)械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會(huì)產(chǎn)生誤差或故障。這類故障的發(fā)現(xiàn)及處理也和日常點(diǎn)巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。 2. 第 2 類故障點(diǎn)是傳感器和儀表，這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號(hào)的不正常。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。 1．第 1 類故障點(diǎn)是在繼電器、接觸器。 對(duì)于 PLC 主機(jī)系統(tǒng)的 內(nèi)部 故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫描施，定期除塵，使 PLC 的外部環(huán)境符合其安裝運(yùn)行要求；同時(shí)在系統(tǒng)維修時(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，謹(jǐn)防人為的對(duì)主機(jī)系統(tǒng)造成損害。 系統(tǒng)總線的損壞主 要由于現(xiàn)在 PLC 多為插件結(jié)構(gòu)，長期使用插拔模塊會(huì)適成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線很壞，在空氣溫度變化，濕度變化的影響下，總線 的塑料老化、印刷線路的老化、接觸點(diǎn)的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。而 PLC 的中央處理器目前都采用高性能的處理芯片，故降率已經(jīng)大大下降。要減少 I/O 模塊的 故障就要減少外部各種干擾對(duì)其影響，首先要按照其使用的要求進(jìn)行使用，不可隨意減少其外部保護(hù)設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對(duì)主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理 。 圖 51 PLC 故障比例分布圖 39 系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 的 I/O 端口系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 最大的薄弱環(huán)節(jié)在 I/0 端口?，F(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備包括 I/O 端口和現(xiàn)場控制檢測設(shè)備，如繼電器、接觸器、閥門、電動(dòng)機(jī)等。 37 圖 412 A液位 B 液位 反應(yīng)（反應(yīng)罐液位）報(bào)警設(shè)置 歷史報(bào)警設(shè)置 如下圖 圖 414 歷史報(bào)警設(shè)置 圖 38 第 4 章 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 統(tǒng)故障一般指整個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為 PLC 內(nèi)部 故障和現(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備 的外部 故障兩部 分。 圖 43 A原料罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置 31 圖 44 B 原料罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置 圖 45 反應(yīng)罐液位數(shù)據(jù)設(shè)置 32 數(shù)據(jù)設(shè)置好之后，可關(guān)聯(lián)畫面，關(guān)聯(lián)的是模擬值輸出，如下圖 圖 46 圖中模擬值輸出設(shè)置圖 A 原料罐液位數(shù)據(jù)顯示為 2 位整數(shù)，居中顯示，如下圖 圖 47 模擬值連接為 A 原料罐液位 33 B 原料罐液位數(shù)據(jù)顯示為 2 位整數(shù)，居中顯 示，如下圖 圖 48 模擬值連接為 B 原料罐液位 反應(yīng)罐液位數(shù)據(jù)顯示為 3 位整數(shù)，居中顯示，如下圖 \ 圖 49 模擬值連接為反應(yīng)罐液位 34 3 報(bào)警畫面的設(shè)置如下圖 圖 410 報(bào)警畫面設(shè)置圖 35 畫面顯示可通過主畫面的命令語言顯示，如下圖，有報(bào)警，顯示報(bào)警畫面，報(bào)警確認(rèn)后，重新顯示主畫面。而 報(bào)警畫面可自動(dòng)跳出。 程序結(jié)束。 3 報(bào)警 為 I/O 口錯(cuò)誤監(jiān)視 T51 為報(bào)警閃爍停止時(shí)間定時(shí)器，定時(shí) 3ms T50 為報(bào) 警閃爍閃爍時(shí)間定時(shí)器，定時(shí) 2ms 為報(bào)警電磁閥 則運(yùn)行出錯(cuò)時(shí)報(bào)警燈閃爍。 20S 之后，停止攪拌，混合液體電磁閥打開，排放混合液體，攪拌完成。 27 2. 起動(dòng)操作 為 A 液體電磁閥 為 A 液體注入液位到達(dá)狀態(tài) 為 B 液體電磁閥 則初始狀態(tài)完成后， A 液體電磁閥打開，注入 A 液體，到設(shè)定液位關(guān)閉 A液體電磁閥，停止注入 A 液體， B 液體電磁閥打開，開始注入 B 液體。分配 I/O 地址時(shí)要注意以下問題： 設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)； 相鄰設(shè)備 I/O 地址盡可能連續(xù)； 輸入 /輸出 I/O 地址分開； 每一框架 I/O 地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴(kuò)展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會(huì)增加系統(tǒng)成本； 充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號(hào)聯(lián)系，合理地安排 I/O 地址，減少它們之間的內(nèi)部連線?；旌弦后w排放和排氣閥的動(dòng)作不運(yùn)行液體混合。 3．報(bào)警 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈閃爍，停止混合系統(tǒng)運(yùn)行。 4) 當(dāng)液面下降到 50 時(shí)，再過 5s 后，混合液排氣閥門關(guān)閉，一個(gè)周期結(jié)束。 3) 攪勻電動(dòng)機(jī)工作 20S 后停止攪動(dòng)，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。而用初始狀態(tài)結(jié)束作為注入 B 液體的順序開關(guān)。當(dāng)液面到達(dá) X2 水位時(shí)，關(guān)閉液體A 閥門，打開液體 B 閥門。 21 第 3 章 液體混合裝置的控制的 軟 件設(shè)計(jì) 控制要求及分析： 1. 初始狀態(tài) 裝置投入運(yùn)行時(shí)，液體 A、 B 閥門均為關(guān)閉狀態(tài)，混合液閥門打開 10s 后關(guān)閉。下圖為 PLC 控制液體混合的示意圖。 C 時(shí) 98%， 70176。 C－ +70176。 C－ 45176。 C－ 55176。 j 高速計(jì)數(shù)器 CPU 221/222 有 4 個(gè) 30KHz 高速計(jì)數(shù)器， CPU224/226/226XM 有 6 個(gè) 30KHz的高速計(jì)數(shù)器，用于捕捉比 CPU 掃描頻率更快的脈沖信號(hào)。 I 數(shù)字量輸入 /輸出點(diǎn) 18 CPU 221 具有 6 個(gè)輸入點(diǎn)和 4 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU 222 具有 8 個(gè)輸入點(diǎn)和 6 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU 224 具有 14 個(gè)輸入點(diǎn)和 10 個(gè)輸出點(diǎn)； CPU226/226XM 具有 24 個(gè)輸入點(diǎn)和 16 個(gè)輸出點(diǎn)。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。 g 電池模塊