【正文】 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGYII摘 要 PLC 是以計算機技術(shù)為核心的通用自動控制裝置，也可以說它是一種用程序來改變控制功能的計算機。隨著微處理器、計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程序控制器 PLC 已在工業(yè)控制中得到廣泛應用，而且所占比重在迅速的上升。它應用于工業(yè)混合攪拌設備，使得攪拌過程實現(xiàn)了自動化控制、并且提升了攪拌設備工作的穩(wěn)定性，為攪拌機械順利、有序、準確的工作創(chuàng)造了有力的保障。另外，PLC 還有通信聯(lián)網(wǎng)功能，再通過 WINCC 組態(tài)，可直接對現(xiàn)場監(jiān)控、更方便工作和管理。長期以來,雖然有大量設計經(jīng)驗和關(guān)聯(lián)式可用于分析和預測混合體系,但將攪拌反應器從實驗室規(guī)模直接放大到工業(yè)規(guī)模,仍是十分危險的,至今仍然需要通過逐級放大來達到攪拌設備所要求的傳質(zhì)、傳熱和混合。據(jù)統(tǒng)計，在工業(yè)高度發(fā)達的美國，化學工業(yè)由于攪拌反應器設計不合理所造成的損失每年約為 10—100 億美元。 引入 PLC 來實現(xiàn)其物料混合設備的控制功能本設計基于采用可編程序控制器（PLC）的設計方案，實現(xiàn)對液體混合攪拌的控制。根據(jù)攪拌設備的功能特性、運作順序等，設計中可選用電磁閥、時間繼電器來實現(xiàn)液體的流入和時間上的延時，從而滿足其控制要求。這樣就可以先按照攪拌設備的先后運行順序畫出相應的順序功能圖，然后在根據(jù)順序功能圖畫梯形圖，最后再用仿真軟件對其進行調(diào)試仿真。1第二章 總體方案設計 總體方案論證，系統(tǒng)是將計算機技術(shù)、PLC 、網(wǎng)絡技術(shù)和工業(yè)自動化技術(shù)緊密結(jié)合起來，采用分布式的數(shù)據(jù)采集，集中式的數(shù)據(jù)處理。 （1）繼電器控制系統(tǒng) 控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。系統(tǒng)復雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整個系統(tǒng)的正常運行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個控制柜價格非常高，靈活性差，響應速度慢。其低功耗、低電壓和很強的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計算機之一。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，硬件設計、制作和程序設計的工作量相當大。但工控機價格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。 （4）可編程序控制器控制 可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設計和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設計外部接線圖，同時采用2梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點和接線，通過修改程序適應工藝條件的變化。隨著 30 多年來微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC也通過不斷的升級換代大大增強了其功能。由 PLC 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強大、性價比高等優(yōu)點，是目前工業(yè)自動化的首選控制裝置。(1) 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。 (2) 運動控制PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制，世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。作為工業(yè)控制計算機，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。 系統(tǒng)方案的設計思想，控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用和維護方便。（1）可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關(guān)鍵性能。（2）配套齊全，功能完善，適用性強PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。（5）體積小，重量輕，能耗低（6）硬件配套齊全，擁護使用方便，適應性強4第三章 硬件設計 硬件選型，根據(jù) PLC 的輸入、出點數(shù)，控制功能選擇適用型號的 PLC PLC 機型選擇 機型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護使用方便及最佳的性能價格比。（1）結(jié)構(gòu)合理 對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設計選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 能夠達到要求。（3）機型統(tǒng)一 PLC 的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。但由于整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 功能有限，只適用于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一個大型企業(yè)選用 PLC 時，盡量要做到機型統(tǒng)一。若配備了上位計算機，可把各獨立系統(tǒng)的多臺 PLC 聯(lián)成一個多級分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。當被控設備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。離線編程的 PLC，其主機和編程器共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程（5）PLC 的環(huán)境適應性由于 PLC 是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。一般PLC 及其外部電路（I/O 模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作：溫度 工作溫度 0～55℃，最高為 60℃儲存溫度 40℃～＋85℃濕度 相對濕度 5%～95%(無凝結(jié)霜)振動和沖擊 滿足國際電工委員會標準電源 交流 200V，允許變化范圍為15%～＋15%，頻率為 47～53Hz 瞬間停電保持 l0ms環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對于需要應用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進行合理的選擇。PLC 容量的選擇除滿足控制要求外，還應留有適當?shù)脑Ａ?，以做備用。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲器字數(shù)為開關(guān)量 I/O 乘以 8；對于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲器字數(shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以 100。計時、計數(shù)、移位及算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯ζ鲀蓚€字。I/O 點數(shù)也應留有適當裕量。根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴充，通常 I/O 點數(shù)按實際需要的 10%～15%考慮備用量。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 I/O 接口模塊來實現(xiàn)的。同時控制器又通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設備，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)控制。PLC 從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設備的控制信號都需經(jīng)過一定距離。根據(jù)實際需要，PLC 相應有許多種 I/O 接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實際需要進行選擇使用。對