基于plc的多種液體混合灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)-閱讀頁
2025-07-07 01:17本頁面
【正文】 一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動控制設(shè)備，不僅能實(shí)現(xiàn)對開關(guān)量信號的邏輯控制。因此，將可編程控制器應(yīng)用于多種液體混合灌裝機(jī)，完全能滿足控制要求。在本控制系統(tǒng)中，所需的開關(guān)量輸入為6點(diǎn)，開關(guān)量輸出為7點(diǎn)，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式PLC。之所以選擇這種PLC，主要考慮FP系列PLC有以下特點(diǎn)[2]：（1）豐富的指令系統(tǒng)。除能實(shí)現(xiàn)一般的邏輯控制外，還可進(jìn)行運(yùn)動控制、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理，甚至可直接控制變頻器實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速控制。（2）快速的CPU處理速度、大程序容量?？芍苯舆B接調(diào)制解調(diào)器，可方便地與其他PLC或上位機(jī)連成通信網(wǎng)絡(luò)，通過上位計(jì)算機(jī)對生產(chǎn)現(xiàn)場的PLC進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。（4）編程及監(jiān)控功能強(qiáng)大、維護(hù)簡單、價(jià)格適中。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出來控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC的一般結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見主要有6個部分組成，包括CPU(中央處理器)、存儲器、輸入／輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、I/O擴(kuò)展接口。PLC中的CPU也是整個系統(tǒng)的核心部件，主要有運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。（2）存儲器存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。PLC常用的存儲器類型有RAM、EPROM、 EEPROM等。PLC的對外功能主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的。通常I/O模塊上還有狀態(tài)顯示和I/O接線端子排，以便于連接和監(jiān)視。它的作用是將輸入信號轉(zhuǎn)換為PLC能夠接收和處理的信號，將CPU送來的弱電信號轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的強(qiáng)電信號。（2）第三種液體的進(jìn)人當(dāng)液體達(dá)到L2液位傳感器的位置時，X2輸人繼電器接通使YY2關(guān)閉，同時地址為16的X2接通，利用KP指令使輸出繼電器Y3接通并保持，與之相連的Y3電磁閥得電接通，第3種液體流進(jìn)液罐。（4）加熱器工作攪拌機(jī)通過Y5的輸出信號得電并開始攪拌，并用TIMY0定時器定時，定時時間為10s。（5）混合液體開始排出當(dāng)液體溫度達(dá)到預(yù)定溫度時，溫度傳感器T檢測到該信息，同時梯形圖中地址為47的X4接通使Y6失電，從而使加熱器H關(guān)閉，同時接通地址為51的X4常開觸點(diǎn)，使X4接通，與之相連的Y4電磁閥打開，排出攪拌均勻后的混合液體。（7）重復(fù)液體混合過程重復(fù)液體混合過程是通過并聯(lián)在梯形圖地址為2位置上的定時器TMY1常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。4 軟件電路設(shè)計(jì) 程序框圖程序框圖如圖5啟動Y1Y2 系統(tǒng)故障的概念系統(tǒng)故障一般指整個生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為PLC故障和現(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備故障兩部分?，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、電動機(jī)等。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造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞，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。目前PLC的主存儲器大多采用可擦寫ROM，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、CPU模塊工藝水平有關(guān)。對于PLC主機(jī)系統(tǒng)的故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，使PLC的外部環(huán)境符合其安裝運(yùn)行要求；同時在系統(tǒng)維修時，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，謹(jǐn)防人為的對主機(jī)系統(tǒng)造成損害。PLC最大的薄弱環(huán)節(jié)在I／O端口。要減少I／O模塊的故障就要減少外部各種干擾對其影響，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，對主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。(1)第1類故障點(diǎn)是在繼電器、接觸器。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。(2)第2類故障多發(fā)點(diǎn)在閥門等設(shè)備上。長期使用缺乏維護(hù)，機(jī)械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時要加強(qiáng)對此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。這類設(shè)備安裝時信號線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動力電纜分開敷設(shè)，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PIC內(nèi)部進(jìn)行軟件濾波。 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。因此為提高控制系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)時采取相應(yīng)有效的抗干擾措施是非常必要的。 （2）感應(yīng)電壓的干擾 PLC周圍鄰近的大容量設(shè)備啟動和停止時，因電磁感應(yīng)引起的干擾。 （3）輸入輸出信號的干擾 輸入設(shè)備的輸入信號線間寄生電容引起的差 模干擾和輸入信號線與大地間的共模干擾。 （4）外部配線干擾 因各種電纜選擇不合理，信號線絕緣降低，安裝、布線不合理等產(chǎn)生的干擾。（2） 選擇高性能電源，抑制電網(wǎng)干擾。（4） 柜內(nèi)合理選線配線，降低干擾。同時采用PLC控制液體混合裝置，還能容易地隨時修改可編程控制器程序，以改變液體混合裝置的工作時間和工作狀況，滿足不同液體混合的需要。本設(shè)計(jì)已通過模擬仿真檢驗(yàn),有很好的推廣價(jià)值。就如同我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)，這畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們所學(xué)知識的考驗(yàn)，也是對我們對知識綜合運(yùn)用能力的考驗(yàn)。經(jīng)過設(shè)計(jì)我們應(yīng)該學(xué)會認(rèn)真、專心、更有毅力的做一件事情，這樣我們在以后的工作和生活中才能經(jīng)得起實(shí)踐和時間的考驗(yàn)，我們才能走得更遠(yuǎn)！致謝本論文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，指導(dǎo)老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。在此，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和忠心的感謝！此外，在本論文的設(shè)計(jì)當(dāng)中，還受到了多位老師的指導(dǎo)和幫助，他們無私奉獻(xiàn)，兢兢業(yè)業(yè)，教書育人的態(tài)度深深打動了我，在此我也向在本論文設(shè)計(jì)過程中曾給予我?guī)椭椭笇?dǎo)的老師們說聲謝謝！與此同時，還要感謝同組同學(xué)的幫忙，在論文資料收集和實(shí)驗(yàn)期間，不管遇到什么困難同組同學(xué)都主動給予幫助，認(rèn)真討論學(xué)習(xí)，在此也感謝他們！最后向我五年大學(xué)中給予指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)真摯地說聲謝謝！也再一次感謝我的指導(dǎo)老師！參考文獻(xiàn)[1] . 2003[2] 張桂香,2004[3] I E控制系統(tǒng)的抗干擾措施[J]．有色設(shè)備2003[4] 陳士祥,王祥群,高精度灌裝生產(chǎn)線中的自動化技術(shù)應(yīng)用[J].16
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