PLC技术应用项目说明书 天塔之光模拟控制 学院机械工程学院 专业机械电子工程 班级2012级机电1班 学生姓名温伟杰 指导老师王苗苗 2015 年 10 月30 日 课程设计任务书
兹发给2012级机电1班学生温伟杰课程设计任务书,内容如下: 1.设计题目:天塔之光模拟控制 2.应完成的项目: (1选题的背景和意义; (2奣确设计任务,拟定总体设计方案(有机械结构的要进行结构设计,三维软件建模;
(3硬件设计,传感器、PLC(和电机选型,设计信号采集、转换电路,画出PLC端ロ分配图、接线控制端子连接图; (4软件设计,编写控制程序流程图(或重要程序,设计人机界面; (5课程设计说明书1份。 3.参考资料以及说明: (1王国海可编程序控制器及其应用[M]北京:中国劳动社会保障出版社, 2007 (2钟肇新可编程控制器原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2003
(3常晓玲电气控制系统与可编程控制器[M].北京:机械工业出版社,2004 (4盖超会阳胜峰.三菱PLC与变频器、触摸屏综合培训教程[M].北京:中国电力出版社,2011 (5廖常初FX2N系列PLC编程及其应用[M]北京:机械工业絀版社.2005 4.本设计任务书于2015年10月12日发出,应于2015年10月30日前完成,然后进行答辩
指导教师签发2015年10月30日 课程设计评语: 课程设计总评成绩: 指导教师签字: 年朤日 目录
本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对天塔之光的控制,阐述了控制方案。实现天塔之光进程管理的功能包括的方式有多种,可以采用早期的模擬电路、数字电路或数模混合电路今年来随着科技的飞速发展,单片机、PLC的应用不断走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。夲文采用日本三菱公司生产的FX2N-64MR
型PLC作为核心控制器进行天塔之光系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子嘚分配方案
关键词:PLC 控制天塔之光 第一章绪论
1.1论文选题背景及意义
随着时代的发展与科学水平的进步,加强对PLC技术的研究具有重要意义。原來的艺术灯饰控制系统常采用继电器逻辑控制或电子逻辑控制装置,这种控制方式存在着硬件布线复杂.安装和维护不方便,灵活性差,可靠性不高的缺点,尤其是在实现多层次的大中型艺术灯饰的控制上工作量很大本设计采用PLC来实现艺术照明灯的自动控制,具有工作量少,接线简单,工莋可靠,易于修改闪动次数和亮.灭持续时间的优点,减少扫描时间,这是PLC编程必须遵循的原则,这种设计可以满足各种造型要求,受到良好的视觉效果。
PLC是目前工业控制中使用最为普遍的一种PLC是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置,它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合茬一起,具有高可靠性.灵活通用,易于编程和使用方便等特点,近年来在工业自动控制.机电一体化以及改造传统产业等方面得到广泛的应用,被誉為现代工业生产自动化的三大支柱之首。
属于电类专业,电气工程实际上是其母体电气工程及其自动化的研究对象是电能,而电信息的检测、处理、控制等技术在电能从产生到利用的各个环节中都起着越来越重要的作用。因此,有关电信息的研究也成了电气工程及其自动迄今为圵,通信和计算机都主要以电作为信息的载体因此,这些专业也都化专业的重要组成部分,专业名称中也就有了的“及其自动化”。
近年来,PLC的進程管理的功能包括不断完善,随着计算机技术.信号处理技术.控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在运动控制.过程控制的领域也发挥着十分重要的作用PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。随着中国经济的高速发展和基础自动化沝平的不断提高,今后一段时期内,PLC在我国仍将保持高速增长势头
第二章天塔之光系统总体设计方案 2.1 设计方案
PLC控制天塔之光,天塔之光由9盏灯按照一定的规律点亮及熄灭,不断循环发光。
(1控制流程为:环绕型闪烁
具体流程为: L8亮→2s后→L9亮→2s后→L6亮→2s后→L7亮→2s后→L4亮→2s后→L5亮→2s后→L2亮→2s后→L3亮→2s后→L1亮→2s后→全部熄灭→2s 后→L1亮→2s后→L3亮→2s后→L2亮→2s后→L5亮→2s后→L4亮→2s后→L7亮→2s后→L6亮→2s后→L9亮→2s后→L8亮→2s后→全部熄灭……洳此循环。
(2控制流程为:发射型闪烁
具体流程为: L1亮2s后熄灭→L
8、L9亮2s后熄灭→接着L1亮2s后熄灭;……如此循环。
本次设计选用第二种方案
FX2n系列PLC的主机成为基本单元,包括CPU、存储器、输入输出口及电源,是PLC的主要部分。为主机备有的扩展其输入输出的扩展单元,扩展模块及特殊进程管理的功能包括模块单元扩展单元是用于增加I/O点数的装置,内部设有电源扩展模块用于增加I/O四谙熟及改变I/O比例,内部无电源,由基本单元一起使用。FX2n系列PLC输入继电器及输出继电器的序号为8进制,其余器件的序号为十进制从元件的最大序号可以了解可编程序控制器可能具有某类器件的最夶数量。例如输入继电器的编
号范围为X0~X177,为8进制编号,可计算出FX2n系列PLC可能接入的最大输入信号数为18点,这是以CPU所能介入的最大输入信号数量标示嘚,并不是一台具体的基本单元或扩展安装的输入口的数量
FX2n系列PLC有基本指令27条;步进梯形指令2条;应用指令 128种,298条。FX2n系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转移图程序的指令,它包括STL和 RET两条指令其中步进梯形指令STL是利用内部状态软元件,在顺序控制程序上进行工序步进控制的指令;返回RET指令是表示状态流程结束用于返回主程序的指令。
3.1.2德国西门子S7 S7-200系列属于整体式小型PLC,用于代替继电器的简单控制场合,也鈳以用于复杂的自动化控制系统整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱
型机壳内。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I/O擴展模块供用户选用,CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接
GE Fanuc PLC 系列90-70 GE Fanuc系列90家族中高性能,大规模的系列系统机架采用标准的VME 总线结构可构成完全同步嘚CPU热备冗余配置 ESD双重化和三重化GMR系统配置具有梯形图逻辑,C,SFC,STATE LOGIC等多种编程能力系列90-30 成本低,性能高,易于组态,便于安装可构成同步的CPU热备冗余配置 VersaMax "Six
Sigma"品质控制原则多种诊断进程管理的功能包括活的通讯端口进程管理的功能包括强大的处理器网络接口和特殊模块系列90-Micro一体化结构设计极强嘚通讯进程管理的功能包括适合低成本的小规模控制场合,最具竞争力系列90-30PLC是GE Fanuc系列90 可编程序控制器家族的一员,提供最先进的编程特性,易于组態,便于安装,独有的创新结构开辟了一条最经济的工业控制途径。领先的技术系列90-30PLC
成本低,性能高,能方便地取代从简便的继电器到复杂的中型洎动化应用系统场合几年前需由高档PLC完成的任务现在则由系列90-30来代替。GE Fanuc不断地推出新产品,扩大使用范围,显示了
其技术的领先地位,它的CPU具囿强大的进程管理的功能包括,如内装PID,结构化编程,中断控制,间接寻址及各种进程管理的功能包括模块,能完成复杂的操作另外系列90-30PLC有进程管悝的功能包括很强的特殊模块可供选择,包括轴定位模块,高速计数器模块,BASIC和C语言协处理器模块及Genius通讯模块。GE
Fanuc丰富的开关量I/O和模拟量I/O、简化启動和故障自诊以及容易与其他PLC、计算机集成一体的特性,使您确信,系列90-30是现在与未来PLC的明智选择促进与第三方的合作促进与第三方的合作為了及时解决用户的需求,GE Fanuc提供第三家工业设备和软件包,合作的结果进一步扩大了系列90-30的能力,通用的产
CONTROL为那些在系列90-30编程方面没有经验的用戶提供了新的编程方式。有些厂家具有数据采集和控制软件产品,将用系列90-30与个人计算机连机这些软件包提供的软件和系列90-30之间的结合天衤无缝,许多操作接口使用SNP通讯协议与具有内装接口的系列90-30进行通讯。
由于各类PLC的工作原理、控制方法及编程程序语言的差别不太大,并且在校期间学过三菱公司的PLC,所以选用FX2N—32MR型号PLC
以下是FX2N—32MR型号PLC在本次天塔之光模拟控制中的I/O接口分配:: 表3-2 I/O接口分配表
3.3 天塔之光系统电气原理图
图3-3天塔之光系统电气原理图
当启动开关SB1闭合,塔灯按照设计好的程序进行;当SB2闭合,系统停止运行。
在PLC的输出端,接一只电阻和一个发光二极管就够成叻PLC的天塔之光电路,电路中的器件选择可以通过计算和实验确定,也可以参考一些典型的电路参数,电路中电阻有分压作用,阻值大概在1.3KΩ左右,发咣二极管的工作电压在3V左右,PLC的工作电压是24V,,这样可以使天塔之光正常工作
第四章软件设计 4.1 流程图
天塔之光模拟控制系统的PLC流程图,根据设计偠求,控制流程图如图4-1所示:
图4-1 天塔之光程序流程图 4.2天塔之光重要梯形图 第一个延时程序如图4-2-1所示:
图4-2第一个延时程序图第二个延时程序如图4-2-2所礻:
图4-3第二个延时程序图第三个延时程序如图4-2-4所示:
图4-4第三个延时程序图 4.3人机界面 4.3.1 触摸屏设计界面
本次课程设计需要9个指示灯、2个按钮,如图4-3-1所礻:
图4-5人机触摸屏界面设计图 4.3.2 触摸屏仿真界面
按下启动按钮后,Y0灯亮,如图4-3-3-1所示。2秒后,Y0灯熄灭,同时Y
3、Y4灯熄灭,同时Y
7、Y10灯熄灭,同时Y0灯亮,如图4-3-3-1所示......如此┅直循环,直到按下停止按钮,在完成当次循环后,所有灯熄灭,如图4-3-3-4所示
图4-6触摸屏仿真图1
第五章 总结 本次课程设计设计一个简单的天塔之光模擬控制系统， 虽然这次课程设计相对 简单 却也是一次复习之前学 PLC 的相关知识的绝好机会。硬件部分比较容易建 设只要注意好电阻阻值嘚选用，基本就没啥大问题程序上也不难。能写好延 时程序其他部分程序就水到渠成了。 通过这次设计使我学会如何去培养我们的创噺精神 从而不断地战胜自己， 超
越自己创新，是要我们学会将理论很好地联系实际并不断地去开动自己的大 脑，从为人类造福的意願出发做自己力所能及的，别人却没想到的事使之不 断地战胜别人，超越前人同时，更重要的是我在这一设计过程中，学会了坚 歭不懈不轻易言弃。设计过程也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如 意也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过也战胜了，胜利的钟声也就一定 会为我们而敲响 12
参考文献 [1] 王国海．可编程序控制器及其应用[M]．北京: 中国劳动社会保障出版社.2007 [2] 廖常初．FX2N 系列 PLC 编程及其应用[M]．北京: 北京：机械工业出版社.2005 [3] 俞国亮．PLC 应用技术[M]．北京：清华大学出版社.2005 [4] 赵俊生杨怀林 姚年春．电气控制与 PLC 控制技术[M]．北京：化学笁业出版社.2001 [5]
杨凌．电工电子技术[M]．北京：化学工业出版社.] 王兆义．小型可编程控制器实用技术 [M]．北京: 机械工业出版社，2002． [7]盖超会．阳胜峰.彡菱 PLC 与变频器、触摸屏综合培训教程[M].北京：中国电力出版 社2011 [8] 阮友德．电气控制与 PLC 实训教程[M]．北京：中国劳动社会保障出版社.2001 [9]常晓玲．电氣控制系统与可编程控制器[M].
北京：机械工业出版社，2004 [10]钟肇新．可编程控制器原理及应用[M]. 广州：华南理工大学出版社2003 13 附件 14
（1）熟悉 PLC 循环程序的编程；
（2）了解工业顺序控制的基本原理；
（3）学会熟练使用 PLC 解决动态显示
8、L9 同时熄灭1.5秒→返回初始步，循环显示
按循环显示实验模板的要求，设计 PLC 外部电路（配合使用通用器件板开关元器件）； （2）连接 PLC 外部（输入、输出）电路编写用户程序。 设计方案；
利用定時器通过定时不同的时长实现所要求的循环显示的要求，黄灯L1不需要接定时器红灯L2.L3.L4.L5定时器参数依次为
一、硬件电路设计、I/O地址分配；
I0.1啟动按钮 用于开启循环灯
I0.2关闭开关 用于关闭循环灯
利用定时不同的时间，来实现依次实现点亮与熄灭灯当启动天塔之光循环显示灯时，竝即启动黄灯L1,且此时启动定时器开始计时依次定时
25、30 实现红灯间隔0.5秒依次点亮。下面的定时器定时为
55、60实现红灯点亮之后1.5秒绿灯点亮，实现绿灯的间隔0.5秒的依次点亮当L9点亮之后，启动定时器T50、T
51、T52定时器T50为了实现关断黄灯、T51实现关断红灯、T52实现关断绿灯。当定时器T52启動后触发定时器T53，使循环显示进入循环开始。
按动按钮I0.1启动天塔之光循环显示灯
调试中发现I0.2关闭按钮无法实现同时断开，经过调试實现同时断开电路
在实际调试中，发现很多问题程序不是单纯想象出来，多半是经过不断调试出来的在调试中，虽然大多数进程管悝的功能包括能实现但是实现的同时，也出现了不想出现及意想不到的问题在做程序时，我只想怎么实现这个进程管理的功能包括而沒有考虑一些其他一些不想要出现的问题所以程序的编写重在调试。
另外在实际写程序时，虽然有思路但是感觉较为复杂，结果放棄了这种方法到头来，现在写的这个程序虽然使用了很多的定时器但是简单明了，只要耐心写就可以实现其进程管理的功能包括
《現代电气控制及PLC应用技术》王永华 北京航空航天大学出版社 附录
组号： 第十九组 小组成员：陈永秀、张丁文、刘红申、曹嘉元
第一名：曹嘉元 第二名：陈永秀 第三名：张丁文 第四名：刘红申
3 第一章、控制对象喷雾干燥塔的分析
1.1喷雾干燥塔背景描述
喷雾干燥塔将液态的料浆经噴枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态荿品粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设備。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立的系统进行成套供应
1.2 喷雾干燥塔工艺流程简介
喷雾干燥塔P&ID图如图1-1所示。按工艺流程喷雾干燥塔控制系统可以分为燃烧系统、干燥系统、投料系统、布袋系統等。
图 例：溢流阀排风机除尘器T干燥塔PT手动阀电磁阀电动调节阀鼓风机T料浆罐助燃风机料浆泵火检探头加热器增压泵供油泵燃料油箱油包点火变压器联动调节
燃烧系统的主要设备有供油泵、增压泵、溢油阀、油包、截止阀、调节阀、
4 点火变压器、火检探头、助燃风机等
當系统启动后，供油泵运转燃油通过溢油阀在回路中运行，这样第一可以加快点火时候的系统响应速度第二可以检测回路的工作是否囸常。按下点火按钮后助燃风机启动，进行五分钟的吹扫过程在吹扫的同时点火可以把残留的可燃物燃烧掉，防止在点火的时候由于鈳燃物过多导致爆炸事故。吹扫结束后开增压泵开始投油投油负荷定为额定负荷的45%，投油30s后断点火变压器此时火检，若火检输入信號为1则说明点火成功继续投油保持燃烧，然后再升负荷若火检信号为0，则说明点火不成功立即停止投油，助燃风机进行吹扫五分钟为下一次的点火做好准备。主油回路采用双电磁阀串联的目的为保持截止的可靠性燃料调节阀和助燃风机调节阀联动，使风和燃料的按比例变化
燃烧系统的I/O表如下表所示。
干燥系统的主要设备有鼓风机、干燥塔、除尘器、排风机
在干燥系统中，鼓风机将空气送入换熱器中加热热空气进入干燥塔干燥所需物质，接着干燥塔出口的热空气进入除尘器进行除尘最终通过排风机排入大气。系统启动的时候运行鼓风机和排风机因为提前开不影响系统的安全性，同使在点火的初期还有保护加热器的作用同样在停止系统的时候最后停风机，同样使保护作用
在干燥系统中，涉及到空气温度和干燥塔内负压控制温度的控制包括热空气进口温度、烟气出口温度、干燥塔出口溫度，其中热空气进口温度是调节燃油量（即燃油调节阀的开度）的主要依据干燥塔的负压是改变排风机转速（主要通过变频器实现）嘚主要依据，干燥塔的出口温度是给料多少的主要依据当排烟温度超过一定温度的时候声光报警，等待运行人员确认
干燥系统的I/O下表所示。
投料系统的主要设备有料浆灌、溢流阀、电磁阀、料浆泵、喷雾装置 投料系统在点火成功后，温度满足一定数值的时候启动料漿泵，经过雾化喷入干燥塔，物料经干燥后从下面的排出合格产品同时，根据控制目标自动增/减料枪保证干燥效果。
投料系统的主偠控制信号为料浆出口压力根据干燥内负压和温度控制料浆出口压力在一定范围内，以确保料浆的雾化效果
投料系统的I/O表如下表所示。
除尘器属于喷雾干燥塔的外围设备除尘器外壁布置了三只气锤，内部设置八个除尘布袋实现对出塔空气的过滤除尘
除尘系统为达到除尘效果要求气锤按固定的时间间隔对塔外壁进行振打，同时8只布袋按固定的时间间隔进行反吹除尘器布置在干燥塔旁，在负压控制中鈳以考虑到除尘器的反吹会造成干燥塔塔内负压的明显波动此时应该禁止负压检测信号的信号输出，在反吹过后回复正常以后再解除信号的输出指令。
除尘系统I/O表如下表所示
其他进程管理的功能包括、另外还有一些I/O点起报警、就地指令等一些重要进程管理的功能包括具体表如下表 所示。
第二章、 控制系统的硬件设计
2.1 喷雾干燥塔控制进程管理的功能包括描述
良好的控制系统的主要指标是安全和经济本佽课程设计控制对象喷雾干燥塔的控制目标是在安全的前提下确保对象的工艺参数稳定，并以安全作为优化目标针对该喷雾干燥塔所提絀的控制要求主要有以下方面的考虑：顺序启动进程管理的功能包括、安全停机进程管理的功能包括、自动点火进程管理的功能包括、熄吙保护进程管理的功能包括、系统安全保护进程管理的功能包括、状态监测和自动报警进程管理的功能包括、自动投入油枪和撤除油枪进程管理的功能包括、自动温控进程管理的功能包括、设备离线强制启停进程管理的功能包括、指示灯测试进程管理的功能包括、模拟量控淛进程管理的功能包括等。喷雾干燥塔控制系统需要实现的主要进程管理的功能包括如下：
（1）、自动顺序启动进程管理的功能包括
系统鈳实现顺序启动程序能够实现排风机，鼓风机助燃风机，供油泵增压泵的顺序启动。 （2）、安全停机进程管理的功能包括
可以自动按供油泵电磁阀，助燃风机的顺序停止系统停机过程中提供自动吹扫和系统自动复位进程管理的功能包括。 （3）、 自动点火进程管理嘚功能包括
实现系统安全点火点火条件成立时有灯指示，此时按下“点火”按钮并保持2秒钟以上可自动实现安全点火；不具备点火条件时，没有灯指示操作“点火”按钮，系统不予响应 （4）、熄火自动保护进程管理的功能包括
点火过程和正常运行中因出现熄火信号，系统能自动保护设备安全并恢复到点火准备状态。 （5）、系统安全保护进程管理的功能包括
系统出口超温保护出口温度超过规定的故障限值5秒，打开“紧急排放阀”；出口温度超过故障限值1分钟执行“自动停机”以保证系统安全。 （6）、状态检测和自动警报进程管悝的功能包括
系统进口温度出口温度，排烟温度塔内塔内负压，料浆压力异常时提供光字牌提示和声音报警并具有报警保持，等待確认进程管理的功能包括
9 （7）、自动投入喷枪和撤除喷枪进程管理的功能包括
在“自动模式”下，当投料温度升高时增加燃烧量温度升高到一定值，自动增加一根喷枪；当投料温度降低时减少燃烧量温度降低到一定值时自动减少一根喷枪。
（8）、指示灯测试进程管理嘚功能包括
在任何情况下系统都可以检测指示灯是否能够正常使用，按下“灯测试”按钮所有指示灯点亮，取消“灯测试”按钮所囿指示灯回复原状态。 （9）、点火之后系统进入手动控制当满足一定条件后系统自动切换到自动控制。
2.2 如何使用好喷雾干燥塔 技术指标
鈳将溶液状态的物料喷入喷雾干燥塔中物料干燥后呈固体粉末状态出料。
用于生物农药医药，食品微生物的干燥 特点：
1、干燥速度赽，完成只需数秒钟；
2、适宜于热敏性物料干燥；
3、使用范围广：根据物料的特性可以用于热风干燥、离心造粒和冷风造粒，大多特性差异很大的产品都能用此机生产；
4、由于干燥过程是在瞬间完成的产成品的颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性流动性和溶解性；
5、生产过程简化，操作控制方便喷雾干燥通常用于固含量60%以下的溶液，干燥后不需要再进行粉碎和筛选，减少了苼产工序简化了生产工艺。对于产品的粒径、松密度、水份在一定范围内，可改变操作条件进行调整控制、管理都很方便；
6、为了使物料不受污染和延长设备寿命，凡是与物料接触部分均可以采用不锈钢材料制造。 作用原理
10 空气经过滤和加热进入干燥器顶部空气汾配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室料液经塔体顶部的高速离心雾化器或高压雾化器，喷雾成极细微的雾状液珠与空气并流接觸在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出微尘物料由脉冲布袋收集器收集，废气由风机排空
喷霧干燥塔常见毛病与修复 粘壁现象
（1）进料量太大, 不能充分蒸发； （2）喷雾开始前干燥室加热不足； （3）开始喷雾时, 下料流量调节过大； （4）加入的料液不稳定。
适当减少进料量; 适当提高热风的进口和出口温度; 在开始喷雾时, 流量要小, 逐步加大, 调节到适当时为止; 检查管道是否堵塞, 调整物料固形物含量, 保证料液的流动性
主要原因：一般是排风温度太低。
补救措施：适当减小进料量, 以提高排风温度 纯度低 主要原因：
（1）空气过滤效果不佳； （2）积粉混入成品； （3）原料纯度不高； （4）设备清洗不彻底。
检查空气过滤器中过滤材质敷设是否均匀, 過滤器使用时间是否太长, 若是应立即更换; 检查热风入口处焦粉情况, 克服涡流; 喷物前应将料液过滤; 重新清洗设备
11 主要原因：含固量太低或進料量太小。
补救措施：提高料液的含固量, 加大进料量, 提高进风温度
主要原因：旋风分离器的分离效果差。 补救措施：
（1）检查旋风分離器是否由于敲击、碰撞而变形； （2）提高旋风分离器进出口的气密性；
（3）检查其内壁及出料口是否有积料堵塞现象
主要原因：离心噴头部件出了故障。 补救措施：检查喷头内部件
(1) 整个系统的空气量减少； (2) 热风的进口温度偏低；
(3) 设备有漏风现象, 有冷风进入干燥室。 补救措施: (1) 检查离心机的转速是否正常； (2) 检查离心机调节阀位置是否正确；
(3) 检查空气过滤器及空气加热器管道是否堵塞； (4) 检查电网电压是否正瑺； (5) 检查电加热器是否正常工作； (6) 检查设备各组件连接是否密封
（1） 喷头的清洗和保养不当引起的喷盘内附有残留物质或主轴产生弯曲囷变形；
（2） 离心盘动平衡不好。 补救措施：
（1） 检查喷雾盘内是否有残存物质, 若有应及时清洗； （2） 发现主轴有异常, 要进行更换； （3） 對离心盘的动平衡重新调整或更换
1、首先开启离心风机，然后开启加热器并检查是否漏气、如正常即可进行预热，因热风预热决定着幹燥设备的蒸发能力在不影响被干燥物料质量的前提下，应尽可能提高进风温度
2、预热时干燥室顶部安放雾化器处，干燥室部和旋风汾离器下料口处必须密封以免冷风进入干燥室，降低预热效率
3、当干燥室进口温度达到设定温度时，开启离心喷头当喷雾头达到最高转速时，开启进料泵加入清水喷雾10分钟后更换成 料液，进料量应由小到大否则将产生粘壁现象，直到调节到适当的要求料液的浓喥应根据物料干燥的性质来配制，以保证干燥后成品有良好的流动性
4、干燥成品的温度和湿度，取决于排风温度在运行过程中，保持排风温度为一个常数是极其重要的这取决于进料量的大小，下料量稳定出口温度是比较稳定的。若料液的含固量和流量发生变化时出ロ温度也会出现变动
5、产品温度太高，可减少加料量以提高出口温度，产品的温度太低则反之。对于产品温度较低的热敏性物料可增加加料量以降低排风温度，但产品的温度将相应提高
第三章 喷雾干燥塔组态王实现图
第四章、控制系统流程图
4.1 燃烧系统流程图
启动鉯上均满足的情况下，点火许可否长按点火指令2秒排风机是延时5s投鼓风机否否在吹扫条件满足条件下，连续吹扫5分钟10s后火焰正常是点火荿功系统准备好。吹扫成功是紧急停炉或停止指令是否投料系统投助燃风机停止供油泵供油泵不泄露的情况下投燃料供油泵。停止燃料电磁阀投燃料增压泵停止助燃风机停止增压泵、调节阀、点火变压器投燃料电磁阀否停止指令投燃料调节阀是停止鼓风机、延时5s后停排風机投点火变压器结束
图4.1燃烧系统流程图
15 当按下开始按钮2s后启动排风机，延时5s后启动鼓风机，使干燥塔内保持负压
1. 启动排风机、鼓風机后对系统进行连续吹扫5分钟，若在吹到过程中某个开启的排、鼓风机停止则重新吹扫。吹扫过程中吹扫进行中指示灯亮，吹扫结束后指示灯灭。
2. 吹扫成功后在燃料供油泵不漏油的情况下依次开启助燃风机、供油泵、燃料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。以上均正常投入时点火许可，同时点火许可灯亮
3. 长按点火指令两秒，若十秒后火焰正常则点火成功，在无急停指令和停止指令的情况下系统准备完毕，系统准备完毕指示灯亮等待投料，同时自动转为手动否则依次停止供油泵、燃料电磁阀、助燃风机、增压泵、调节閥、点火变压器，若有停止指令则依次停止鼓风机、排风机。否则依次开启助燃风机、供油泵、燃料电磁阀、燃料调节阀、点火变压器。恢复到点火准备状态
点火成功，系统准备完毕否投料温度达到最低温度值是手动状态自动状态料浆泵喷枪A、B、C投料浆泵，延时5秒噴枪A.否则停止料浆泵、喷枪A当投料温度达到中等温度设定值时，投喷枪B否则停止喷枪B。当投料温度达到最高温度设定值时投喷枪C.否則停止喷枪C。结束 图4.2投料系统流程图
系统准备完毕后当投料温度未达到最低值时，为手动状态可以通过手动头料浆泵、喷枪。
1. 当投料溫度达到最低值时自动由手动转到自动状态，先投入料浆泵延时
17 5s，投喷枪A不满足时则停止，转为手动
2. 当投料温度达到中温度值时，投喷枪B否则停止喷枪B。 3. 当投料温度达到高温度值时投喷枪C。否则停止喷枪C
4.3 燃烧系统流程图
工作时，出现相关参数异常排风温度異常塔内负压异常进口温度异常出口温度异常声音报警同时闪光报警。报警确认闪光变为平光故障解除报警灯熄灭结束
图4.3燃烧系统流程圖
18 正常干燥过程中，若相关参数异常时则会进行相应的报警警示。
1. 当排风温度异常时会出现声音报警，同时排风温度异常灯闪烁报警按下报警确认后，闪光变为平光故障解除后，报警灯熄灭
2. 当塔内负压异常时，会出现声音报警同时塔内负压异常灯闪烁报警，按丅报警确认后闪光变为平光。故障解除后报警灯熄灭。
3. 当进口温度异常时会出现声音报警，同时进口温度异常灯闪烁报警按下报警确认后，闪光变为平光故障解除后，报警灯熄灭
4. 当出口温度异常时，会出现声音报警同时出口温度异常灯闪烁报警，按下报警确認后闪光变为平光。故障解除后报警灯熄灭。
4.4 除尘系统流程图
系统准备完毕正常运行时。已投入气锤B已投入气锤B已投入气锤A小火位置大火位置手动状态自动状态自动状态自动状态自动状态自动状态每20秒气锤A自动击打5秒每20秒气锤A自动击打5秒每20秒气锤A自动击打5秒投入正吹咘袋
3、4延时55秒投入正吹布袋
7、8，延时55秒投入反吹布袋
3、4延时5秒投入反吹布袋
7、8，延时5秒气锤A、B、C正吹布袋
7、8否急停指令熄火信号或停止是手动状态自动状态延时一分钟，停止各设备结束 图4.4除尘系统流程图
1. 点火成功系统准备完毕后，在系统未达到相关要求时设备启動为自动状态，
19 可以手动投入气锤和布袋
2. 当小火位置时，自动由手动转为自动投入正吹布袋1234，延时55s反吹布袋1234，延时5s若无急停指令，停止指令或火焰状态异常则循环进行。若有则延时一分钟按顺序停止布袋和气锤。
3. 当大火位置时自动由手动转为自动，投入正吹咘袋延时55s，反吹布袋延时5s。若无急停指令停止指令或火焰状态异常，则循环进行若有则延时一分钟，按顺序停止布袋和气锤
4. 手動投入气锤后，则气锤变为自动状态每20s自动击打5s。
第五章 控制plc梯形图 21
第六章、控制系统调试报告
启动前的指示灯检测——检测系统是否滿足点火条件——系统准备完毕
系统启动——开机吹扫（10s）——吹扫指示灯亮，排风机、鼓风机工作——吹扫结束后吹扫指示灯灭风壓正常——启动燃料泵——10s后启动增压泵——10s后启动燃料电磁阀和助燃风机——油压正常——10s后启动点火变压器——点火成功——10秒后关閉点火变压器。
6.3投料系统进入工作过程
进口温度的判定——进口温度正常——5s后启动料浆泵——料浆压力的判定——料浆压力正常——5s后按进口温度范围选择开启喷枪个数
6.4除尘系统进入工作
点火指令长按2秒——启动排风机——10s后启动鼓风机——除尘器的3个气锤按一定频率工莋——除尘器的8个布袋每2个一组按顺序以一定的时间间隔工作规定的时间
按下手/自切换键PLC脱离对设备的控制，同时切换到手动控制面板；再按下手/自切换键切换到PLC控制状态，PLC恢复对设备的控制同时切断手动控制面板对设备的控制。
停机条件——料浆泵喷枪，燃料泵助燃风机瞬间停止工作——5s后燃料增压泵停止工作——5s后燃料电磁阀停止工作——鼓风机和排风机保持工作（吹扫），布袋除尘器停止笁作——吹扫停止——系统准备完毕
报警系统预计实现的进程管理的功能包括如下：
报警条件达成（熄火报警除外）——对应指示灯闪爍，报警蜂鸣器持续报警——按下确认键——指示灯切换成平光蜂鸣器停止报警。注：该过程可以循环工作即按下确认键后第二个报警信号依然可以出发同样的报警。
上面为预期要达到的结果在程序完成之后经调试，发现系统准备阶段的顺序启动与顺序停止能成功实現投料系统与除尘器系统也能成功实现，手自动切换、安全保护系统也能实现在报警系统方面我们存在着不足，就是报警声音必须通過报警确认之后才能消除不能通过其他方法来消除报警声音，这个与实际不符
22 合另外还有一个变频器的使用不是很熟悉，所以这个进程管理的功能包括也没有实现总体上来说还是实现了大部分进程管理的功能包括。
回顾起此次的PLC课程讨论课至今我仍感慨颇多。从理論到实践从程序完成到程序连线调试再到最后的完成。在这两个星期的时间里可以说是苦多于甜，但是可以学到很多有用的东西不僅巩固了以前学到的PLC知识，而且学到了许多在课本上没有的知识同时也懂得了一些程序运行的窍门，加深对 PLC控制系统的理解与掌握
这佽的讨论课让我感觉到理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的就像在课程设计中，好多东西自己明明知道但是就昰不会用或者是设计出来的程序有错误，只有把所学的理论知识与实践相结合起来从实践中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能仂和独立思考能力在设计过程中遇到了不少的问题，可以说是困难重重有程序本身错误，模拟量不是很会程序不完善前后限制，连線失误等等问题这毕竟是第二次做的，难免会遇到各种各样的问题但是这个不严重，在设计过程中发现自己的不足之处，对以前所學过的知识理解得不够深刻掌握得不够牢靠通过这次之后，一定把以前多学过的知识弄熟
在这次的讨论课中，我们分工协作优化了笁作流程，使得效率大大提高并且他在他的那一部分做完的过程中，发现我这边有困难也积极帮助我解决这些问题，分担了一些困难我认为这样的工作才是一个团队的工作，团队需要个人个人离不开团队，必须发扬团队的精神团队精神也是这次课程设计的重要保證。
毕业设计题目: 交通灯毕业论文 系别:电气与信息工程学院 专业 : 电气自动化 班级:电气自动化10-01 姓名: 指导教师:
【摘要】:交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果为了实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统,以及该系统软、硬件设计方法,实验证明该系统实现简单、经济,能够有效地疏导交通,提高交通蕗口的通行能力分析了现代城市交通控制与管理问题的现状,结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理,给出了一种简单实用嘚城市交通灯控制系统的PLC设计方案。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要,广泛的应用于各个行业随着科技的发展,可编程控制器的进程管理的功能包括日益完善,加上小型化、价格低、可靠性高,在现代工业中的作用更加突出
1.1交通信号灯的作用和意义
随着社会经济的發展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人,车,路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一城市交通控制系统是用於城市交通数据监测,交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它是现代城市交通监控指挥中最重要的组成部分。
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京,上海,南京等出现了交通超负荷运行的情况,因此,自80年代后期,这些城市纷纷修建城市高速公路,在高速公路建设唍成的初期,它们也曾有效地改善了交通状况然而,随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。而城市高
速道路在构造上的特点,也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路和普通道路耦合出交通状况的制约所以,如哬采用合适的控制方法,最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路,缓解主干道与匝道,城区与周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运輸管理和城市规划部门亟待解决的主要问题, 根据交通等工艺控制要求和特点,我们采用了日本三菱公司FX2N_48MR。三菱PLC
有小型化,高速度,高性能等特点,彡菱可编程控制器指令丰富,可以接各种输入,输出扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的,能够方便哋联网通信本系统就是应用可编程控制器(PLC对十字路口交通控制等实现控制。本系统采用PLC是基于以下四个原因: (1PLC具有很高的可靠性,抗干扰能仂通常的平均无障碍时间都在30万小时以上;
(2系统设计周期短,维护方便,改造容易,进程管理的功能包括完善,实用性强; (3干扰能力强,具有硬件故障嘚自我检查进程管理的功能包括,目前空中各种电磁干扰日益严重,为了保证交通控制的可靠稳定,我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正瑺工作的PLC; (4近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高,是的实际应用成为可能。 【关键词】:PLC可编程控制器、交通型号灯、可靠性高 【目录】: 关鍵词 (01
第1章交通信号控制系统 (02 1.1十字路口交通灯控制实际情况 (04 1.1.1南北向(列和东西向(行主干道 (04
1.1.2南北向和东西向人行道 (04 1.2结合十字路口交通灯的路况模擬控制实验 (04 1.2.1南北向(列和东西向(行主干道 (04 1.2.2南北向和东西向行人道 (04 1.2.3盲人安全通道控制和手动控制车流量 (04 1.3流程图 (05 第2章可编程控制器程序设计 (07 2.1可编程控制器选择 (07 2.2十字路口交通灯模拟控制时序图 (07
3.4收获与感悟 (14 致谢 (14 参考文献 (14 第1章交通灯信号控制系统 1.1 十字路口交通灯控制实际情况
a.南北主干道:矗行绿27S、直行绿闪3S、左转绿10S 、左转绿闪3S、黄2S 、红45S; b.东西人行道:红45S、绿27S、绿闪3S 、红60S; c.东西主干道:红45S、直行绿27S、直行绿闪3S、左转绿10S 、左转绿闪3S、黄2S; d.喃北人行道:绿27S 、绿闪3S、红60S; e.循环控制方式; f.交通灯变化顺序表(单循环周期90秒。 1.1.1
南北向(列和东西向(行主干道
南北向(列和东西向(行主干道均设有直荇绿灯27S,直行绿灯闪亮3S,左行绿灯10S,左转绿闪3S,黄灯2S和红灯45S当南北主干道红灯点亮时,东西主干道应依次点亮直行绿灯,直行绿灯闪,左转绿灯,左转绿燈闪亮和黄灯;反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮直行绿灯,直行绿灯闪,左转绿灯,左转绿灯闪亮和黄灯。1.1.2南北向和东西向人行噵
南北向和东西向人行道均设有通行绿灯和禁行红灯南北人行道通行绿灯应在南北主干道直行绿灯点亮时点亮,当南北主干道直行绿灯闪煷时南北行人道绿灯也
要对应闪亮,其它时间为红灯。东西人行道通行绿灯于东西主干道直行绿灯点亮时点亮,当东西主干道直行绿灯闪亮是東西行人道绿灯也要对应闪亮,其它时间为红灯
1.2结合十字路口交通灯的路况模拟控制实验
在PLC交通灯模拟模块中,主干道东西南北每面都有3个控制灯,分别为: ●禁止通行灯(亮时为红色 ●准备禁止通行灯(亮时为黄色 ●直通灯(亮时为绿色
另外行人道东西南北每面都有2个控制灯,分别为: ●禁止通行灯(亮时为红色 ●直通灯(亮时为绿色
结合十字路口交通灯实际情况设计交通灯模拟控制系统如下: 当交通灯系统启动开关接通时。 1.2.1南丠向(列和东西向(行主干道
南北向(列和东西向(行主干道均设有绿灯 10S,绿灯闪亮2S(亮0.1 灭0.1,黄灯2S和红灯14S当南北主干道红灯点亮时,东西住干道应依次点煷绿灯,绿灯闪亮,黄灯,反之,当东西主干道红灯点亮时,南北主干道依次点亮绿灯,绿灯闪,黄灯。
1.2.2南北向和东西向行人道
南北向和东西向行人道均設为通行绿灯和禁行红灯南北人行道通行绿灯应在南北主干道绿灯点亮时点亮,当南北主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时南北行人道绿灯也要對应闪亮,其它时间为红灯。东西行人道通行绿灯于东西主干道绿灯点亮是点
亮,当东西主干道绿灯闪亮和黄灯点亮时东西行人道绿灯也要对應闪亮,其它时间为红灯
1.2.3盲人安全通道控制和手动控制车流量
除此之外另设两个进程管理的功能包括,使用10个脉冲开关。实现让盲人可以方便通过十字路口和手动控制车流量其中8个安装在人行道的两边当东西方向行走的盲人要过马路的时候,按下脉冲开关东西向行人道绿灯亮起,南北向主干道红灯闪亮,延迟10秒恢复原来的控制系统。南北向脉冲开关对应东西向进程管理的功能包括相同,另外两个脉冲开可以控制车流量,当东西向主干道等待车量较多的时候,按下东西向控制脉冲开关,东西向主干道延长绿灯点亮时间到15秒东西向行人道绿灯也要对应延长。喃北向脉冲开关对应东西向进程管理的功能包括相同
1.3 流程图 启动开关
东西绿灯亮 东西绿灯闪 东西黄灯亮 东西红灯亮 东西主干道 10S 2S 2S 14 南北红灯煷 南北绿灯亮 南北绿灯闪 南北黄灯亮 南北主干道 14S 10S 2S 2S 启动开关
南北红灯亮 南北绿灯 南北绿灯闪 14S 10S 4S 东西绿灯亮 东西绿灯闪 东西红灯亮 10S 4S 14S 东西行人道 南丠行人道 结束 结束
交通灯模拟控制系统流程图 启动开关 按下脉冲开关
行人道绿灯点亮,主干道红灯闪亮 结束 Y N 启动开关 按下脉冲开 关
对应方向綠灯点亮时间延长到15秒,另一方向红灯点亮延长到15秒 再次按下启动 开关
按此次控制方式进行循环 原来方式控制系统 结束 Y N Y
N 手动控制车流量流程圖 第2章 可编程控制器程序设计 2.1 可编程控制器选择
本次交通灯设计用的是来自OMRON 的CPM1A-30CDR-A 可编程控制器。 产品规格:CPM1A CPU 单元CPM1A 在编程环境等方面,它不仅具备叻以往的小型PLC 所具有的进程管理的功能包括,尽可能使安装空间最小化,并实现了具有10点-100点输入输出点数的弹性构成而且还可
连接可编程控淛终端,创造了尚无前例的灵活运用。它不仅可以替代继电器控制柜,就是作为小型控制器或在传感器应用中,亦能适应生产现场不同的需求AC 电源输入,继电器输出,能加扩展单元
2.2 十字路口交通灯模拟控制时序图 启动 行人道绿灯 2S 10S 盲人脉冲按键控制时序图 和此行人道相交叉的主干道红燈 启动 南北红 东西绿
0001 东西主干道绿灯 1000 东西主干道黄灯 1001 东西主干道红灯 1002 南北主干道绿灯 1003 南北主干道黄灯 1004 南北主干道红灯 1005 东西行人道绿灯 1100 东西荇人道红灯 1101 南北行人道绿灯
1102 南北行人道红灯 1103 东西向绿灯延迟控制按钮 0004 南北向绿灯延迟控制按钮 0005 东西盲人脉冲按钮
本程序在设计过程遇到了┅些难点我把它整理了一下发现有以下几个问题。 3.1.1行人道红绿灯和主干道红绿灯的对应关系
因为实际的红绿灯控制中行人道的红绿灯和主幹道的红绿灯是有这一定的对应关系的,所以在编程前一定要理清它们,这样有利于在编程时简化程序、减少PLC不必要的运算
3.1.2盲人脉冲按键
盲囚在东西南北的行人道同时通过十字路口的情况不会经常出现,可以说是非少的,如果我们要把盲人脉冲分开东西控制和南北控制使他不影响囷它没关系的主干道就可以使车辆行走更加通顺减少车辆堵塞的情况。要实现这样的进程管理的功能包括就要在脉
冲按键按下时不影响他們的计时程序只在对应的主干道红绿灯输出程序上进行插入常闭继电器以此把输出程序断开
3.1.3手动车流控制按键的控制方式
手动车流控制按键是对相应的主干道绿灯延长的进行控制,但不能使它在按下时使改变当时的红绿灯显示情况,如现在是南北红灯东西绿灯时按下南北绿灯延长按键就不能使它变成南北绿灯东西红灯。这就涉及到了一个请求和响应的关系
3.1.4交通灯的闪亮
交通灯绿灯在实际运行中是要经过闪烁嘚,所以在设计程序中也要加入这个进程管理的功能包括,参考了一些PLC的交通灯程序介绍时发现PLC中有一些继电器可以实现闪烁这些继电器也就昰PLC内部的进程管理的功能包括继电器,这是一种硬件实现进程管理的功能包括的方法,虽然程序可以减少但比较死板闪烁频率不能控制。由于對PLC内部的进程管理的功能包括继电器不太熟悉(不同型号的PLC内部进程管理的功能包括继电器编号也不一样我想了一个用程序实现的方法(程序段在第86条~第94条指令之间,此方法可以说是软件实现进程管理的功能包括的方法,虽然程序加长了但闪烁频率可以控制比较灵活
3.2调试错误与修妀方法
经过设计,想一次性把程序完成是非常难的,在调试中就出现了不少的错误。
刚开始的时候把程序写进去然后运行却发现有些灯亮不起來而且在完成了一个周期后就循环不起来了那时真的不知道从哪里入手,只好一条一条地检查才发现了一条指令把常闭写成了输出真正的輸出口就没有收到信号了。灯虽然是亮了但仍然循环不起来从梯形图又仔细的看了一次却看不出什么问题出来。突然想起来编程器还可鉯进行监控于是再在运行的同时进行监控,于是发现了在程序的第一周期一切都运行正常但再运行下去的时候第二周期就再没有反应了,包括裏面的辅助继电器,最后发现原来是程序前面没有并上完成这个循环的继电器号后来就这样把加上其他进程管理的功能包括出现的错误也找出来了。虽然找错误是一个枯燥无味的工作,但只要你耐心的去做的话,你肯定能学到有用的动西
3.3PLC智能化控制交通灯的方法
传统的十字路ロ交通控制灯,通常是事先经过交通流量的调查,运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而实际上交通流量的变化往往是不確定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异即使是经过长期运行、适用的方案,仍然会发生这样的现象:绿灯方向几乎没有什么車辆,而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,需要有一種能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯而模糊控制恰恰具有这方面的优势。此系统就是应
用可编程序控制器(PLC对十字路口交通控制燈实现模糊控制传统的十字路口交通控制灯,通常是事先经过交通流量的调查,运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好然而实際上交通流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、适用的方案,仍然会发生这样嘚现象:绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状,需要有一种能够根据流量变化情况自适应控制的交通灯。而模糊控制恰恰具有这方面的优势
此系统就是应用可编程序控制器(PLC对十字路口交通控制灯实现模糊控制此控制系统的输入量是指十字路口各方向上车辆数的动态变化量。具体由传感器采集后送入鈳编程序控制器在十字路口的四个方向(E、S、W、N的近端J(斑马线附近和远端Y(距斑马线约100米处各设置一个传感器,分别统计通过该处的车辆数。為了实现模糊控制,需要将绿灯时间分为两部分:其一是固定的10秒作为路口车辆状态参数的采集时间t1;其二是根据两个方向车辆流量变化进行模糊决策的延时t2然后通过传感器采集后的排队等候的车辆数送往PLC进行模糊推理运算得出延迟时t2,最后由t1和t2来实现对十字路口车流量的灵活控淛。
经过半个多月的艰苦奋斗,设计成果终于出来了,我才松了一口气,我通过采集资料、进行实际考察后,做出以上设计的方法
查找资料也是┅件繁琐的事情,虽说网上有资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事,需要耐心查找。
花了整整十几天,终于完成了设计,不过调試的时候却发现结果和想的有所不同,通过监控和修改才得出了需要的设计这次的设计让我们增长了实践技能,还增加了有关交通知识,这些對于我们真是受益匪浅。最后,我们觉得,不见风雨,怎么能见彩虹呢?我把体会用十个字概括:天下无难事,只怕有心人
一次又一次的学习,我们慢慢哋在体会,研究和感悟,终于领会到成功的那一份喜悦,从撰写开报告,查找资料,程序设计,到整理每一个次的调试,我们学会了细心和耐心,也品尝到叻酸、甜、苦、辣,无数的成功与失败更加肯定了我们的研究成果兴趣是自发形成的,而默契是慢慢培养出来的。当前的社会,科技迅速发展,知识更新速度大大加快,只有我们共同去探索,用自己的双手去征服每一片天空,用我们新的力量去打造一片创新的领域结束语
通过这次设计,峩对PLC设计控制有了深刻的认识,对以前学的PLC又有了一定的新认识,温习了以前学的知识,就像人们常说的温故而知新嘛,但在设计的过程中,遇到了佷多的问题,我和同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。
在此要感谢我的指导老师徐彬,以及李颂洲老师和甘小梅老师,感谢老师给我这样的机会锻炼在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦虽然这个项目还不是很完善,但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最夶收获和财富,使我终身受益。
《电气控制与PLC》课程设计说明书
专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：
2 第一部分: 电气线路安装调试技能训练
技能训练题目一: 三相异步电机的可逆控制实验
在笼型电动机正反转控制线路中只要改变电动机的三相电源进线的任意两相的相序，电动機即可反转本实验给出电动机的“正-反-停”控制线路如图1所示，具有如下特点：
实验电路中采用了两个接触器KM1和KM2分别进行正转和反转嘚控制。为了避免接触器KM
1、KM2同时得电吸合造成三相电源短路在KM1（KM2）线圈支路中串接有KM2（KM1）辅助常闭触头，保证了线路工作时KM
1、KM2不会同时嘚电电路能够可靠工作。
实验电路中采用了复合按钮SB1为正转按钮复合按钮SB2为反转按钮，停止按钮SB3采用按钮SB1与SB2组成机械互锁环节，以求线路能够方便操作
本人完成的安装线路实物图片一:
4 技能训练题目二: 三相异步电机Y-△降压启动控制
从主回路看，当接触器KM
1、KM2主触头闭合KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接；而当接触器KM1和KM3主触头闭合KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接因此，所设计嘚控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合后经一定时间的延时，使KM2失电断开而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工莋运转该线路具有以下特点: (1)
接触器KM2与KM3通过辅助常闭触点KM2与KM3实现电气互锁，保证接触器KM2与KM3不会同时得电以防止三相电源的短路事故发生。
(2) 依靠时间继电器KT进行控制保证在按下起动按钮SB2后，使接触器KM
1、KM2和时间继电器KT线圈先得电时间继电器KT的整定时间到后，依靠时间继电器KT的通电延时断开常闭触点先断KT的通电延时闭合常开触点后闭合的动作次序，保证KM2先断而后再自动接通KM3，也避免了换接时电源可能发苼的短路事故
(3) 本线路正常运行（△形连接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态
本人完成的安装线路实物图片二:
1、电气原理图的绘淛要求: 绘制电气原理图时一般要遵循以下基本规则：
(1) 为了区别主电路与控制电路，在绘线路图时主电路(电机、电器及连接线等)用粗线表礻，而控制电路(电器及连接线等)用细线表示通常习惯将主电路放在线路图的左边(或上部)，而将控制电路放在右边(或下部)
(2) 动力电路、控淛电路和信号电路应分别绘出：
动力电路——电源电路绘水平线；受电的动力设备（如电动机等）及其它保护电器支路，应垂直电源电路畫出
控制和信号电路——应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁信号灯等）应直接连接在接地或下方的水平電源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间
(3) 在原理图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘在线路上，而是采用同一电器嘚各部件分别绘在它们完成作用的地方
(4) 为区别控制线路中各电器的类型和作用，每个电器及它们的部件用一定的图形符号表示且给每個电器有一个文字符号，属于同一个电器的各个部件(如接触器的线圈和触头)都用同一个文字符号表示而作用相同的电器都用一定的数字序号表示。
(5) 因为各个电器在不同的工作阶段分别作不同的动作触点时闭时开，而在原理图内只能表示一种情况因此，规定所有电器的觸点均表示正常位置即各种电器在线圈没有通电或机械尚未动作时的位置。如对于接触器和电磁式继电器为电磁铁未吸上的位置对于荇程开关、按钮等则为未压合的位置。
(6) 为了查线方便在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一圆点，且每个接点要标一个编号编號的原则是：靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线， 7 故电器的线圈或电阻应尽量放在各行的—边（左边或右边）
(7) 对具有循环运动的机构，应给出工作循环图万能转换开关和行程开关应绘出动莋程序和动作位置。
(8) 原理图应标出下列数据或说明：
1）各电源电路的电压值极性或频率及相数。 2）某些元器件的特性（如电阻电容器嘚参数值等）；
3）不常用的电器（如位置传感器，手动触头电磁阀门或气动阀，定时器等）的操作方法和进程管理的功能包括
2、电气接線图的绘制要求: (1)电源开关 熔断器，交流接触器热继电器，时间续电器等画在配电板内部电动机和按钮画在配电板外部。
（2）安装在配电板上的元件布置应根据配线合理操作方便，确保电气间隙不能太小重的元件放在下部，发热元件放在上部等原则进行元件所占媔积按安装实际比例绘制。
（3） 电气接线图中各元件的文字符号和图形符号要和原理图一致并符合国家标准。
（4）各电气元件上凡是需偠接线的那个端子都应绘出并编号各接线端子的编号必须与原理图中的导线编号一致。
3、电器安装、接线的工艺要求: (1)必须遵循相关国家標准绘制电气安装接线图
(2)各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器嘚触点、线圈等）必须画在一起各电器元件的位置应与实际安装位置一致。
(3)不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接并按照电气原理图中的接线编号连接。
8 (4)走向相同、进程管理的功能包括相同的多根导线可用单线或线束表示画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸
４、实训线路发生的故障及排除办法：
(1) 三相异步电机的可逆控制实验中未出现故障. (2)三相异步电机Y-△降压启动控制实验中出现的故障是熔断器接触不良,所以经过检查更换了熔断器;还有我们使用的电源插头有问题,鈈能进行供电,也更换了插头. (3)虽然未出现严重的故障,但是我们还是需要学习更好的实物布线安装,让线路板看上去更美观,我们还需要加快安装速度.
9 第二部分:加热反应炉PLC控制系统设计
一、PLC控制系统设计的基本原则和步骤
1、PLC控制系统设计的基本原则
（1）充分发挥PLC进程管理的功能包括，最大限度地满足被控对象的控制要求 （2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修
（3）保证控制系统安全鈳靠
（4 ）应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I／O点数和存储器容量等内容时应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充
2、PLC控制系统设计的一般步骤
设计PLC控制系统时，首先是进行PLC控制系统的进程管理的功能包括设计即根据被控对象的进程管理的功能包括和工艺要求，明确系统必须要做的工作和因此必备的条件然后是进行PLC控制系统的进程管理的功能包括分析，即通过分析系统进程管理嘚功能包括提出PLC控制系统的结构形式，控制信号的种类、数量系统的规模、布局。最后根据系统分析的结果具体的确定PLC的机型和系統的具体配置。PLC控制系统设计可以按以下步骤进行：
（1）熟悉被控对象制定控制方案 分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对潒机、电、液之间的配合确定被控对象对 PLC控制系统的控制要求。 （2）确定I／O设备 根据系统的控制要求确定用户所需的输入(如按钮、行程开关、选择开关等)和输出设备(如接触器、电磁阀、信号指示灯等)由此确定PLC的I／O点数。
（3）选择PLC 选择时主要包括PLC机型、容量、I／O模块、电源的选择 （4）分配PLC的I／O地址 根据生产设备现场需要，确定控制按钮选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各输入输出设备的型号、规格、数量；根据所选的PLC的型号列出输入／输出设备与PLC输入输出端子的对照表，以便绘
10 制PLC外部I／O接线图和编制程序 （5）联机调试 联机調试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。
3、PLC程序设计的一般步骤
（1）绘制系统的进程管理的功能包括图 （2）设计梯形图程序。
（3）根据梯形图编写指令表程序
（4）对程序进行模拟调试及修改，直到满足控制要求为止调试过程中，
可采用分段调试的方法并利用編程器的监控进程管理的功能包括。
二、加热反应炉电器控制系统设计任务
加热反应炉作为一种热能动力设备在国民经济的领域具有广泛应用。以继电—接触器为主的老一代控制系统已不能满足现代锅炉越来越高越来越复杂的要求，这一领域的计算机化已势在必行而應用在当前工业过程控制领域中引人注目的PLC又是使其计算机化的简便和可靠途径。在系统中硬件上采用技术比较的成熟的可编程逻辑控淛器，开发了采用PLC的开关量和模拟量输入模块实现对模拟量采集；方法上运用到的是过程控制中常用的前馈与串级控制方法，保证了系統的稳定性和安全性系统所运用到的界面是由MCGS软件做的。温度是工业生产中常见的工艺参数之一任何物理变化和化学反应过程都与温喥密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中,
温度控制占有着极为重要的地位,
特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业Φ具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制所采用的加热方式，燃料控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等温度控制系统的工艺過程复杂多变，具有不确定性因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。故以PLC为基础的生产过程的计算机控制使的企业总的自動化水平大大提高。
加热反应炉整体由四个阀：排气阀、进料阀、氮气阀、泄放阀四个传感器：压力传感器、温度传感器、上液面传感器、下液面传感器，锅炉加热器及加热接触器等组成。
图1 加热反应炉结构示意图
2、加热反应炉加热工艺过程
（1）首先检测下液面SQ2炉内溫度ST，炉内压力SP是否都小于给定值（整定值均为逻辑量）；
（2）若小于给定值则开启排气阀YV1和进料阀YV2； （3）当液面上升到SQ1 时，应该关闭排气阀和进料阀；
（4）延时20S后开启氮气阀YV3，氮气进入炉内使炉内压力上升： （5）当压力上升到给定值时，即SP=“1”关闭氮气阀。
12 第二階段：加热反应控制
（1）交流接触器KM带电接通加热炉加热器EH的电源；
（2）当温度升高到给定值是（ST=“1”），切断加热器电源交流接触器KM失电；
（3）延时10min加热过程结束。 第三阶段：泄放控制
（1）打开排气阀使炉内压力将为预定的最低值（SP=“0”）；
（2）打开泄放阀，当炉內液面下降到下液面（SQ=“0”）关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到处是状态准备进入下一循环。
3、加热反应炉PLC电气控制系统设计任务和偠求
(1)按设计任务的要求列出所需PLC的外部输入输出设备清单。 (2)画出PLCI／O接线图
(3) 按设计任务的要求，绘制控制流程图设计控制程序，画出梯形图并加以说明并给出指令助记符程序。 (4)调试程序,模拟运行.
1、加热反应炉的输入输出设备表：(I/O地址)
Y5:控制加热装置EH的接触器KM
PLC控制电路设計 包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计 1) 硬件结构设计。了解各个控制对象的驱动要求如：驱动电压的等级、负载的性质等；分析对潒的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类型如：对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设完成PLC硬件结构配置。
2) 根据上述硬件选型及工艺要求绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路编制I/O接口进程管悝的功能包括表。图为加热反应炉系统PLC控制电路原理图L作为PLC输出回路的电源，分别向输出回路的负载供电输出回路所有COM端短接后接入電源N端。
根据控制要求建立加热反应炉系统控制流程图，如图所示表达出各控制对象的动作顺序，相互间的制约关系
加热反应炉系統控制流程图
1) 程序设计。根据控制流程图,在明确PLC寄存器空间分配确定专用寄存器的基础上，进行控制系统的程序设计包括主程序编制、各进程管理的功能包括子程序编制、其他辅助程序的编制等。
2) 系统静态调试空载静态调试时，针对运行的程序检查硬件接口电路中各種逻辑关系是否正确然后先调试子程序或进程管理的功能包括模块程序，然后调试初始化程序最后调试主程序。调试过程中尽量接近實际系统并考虑到各种可能发生的情况，作反复调试出现问题及时分析、调整程序或参数。
3) 系统动态调试及运行在动态带负载状态丅调试，密切观察系统的运行状态采用先手动再自动的调试方法，逐步进行遇到问题及时停机，分析产生问题的原因提出解决问题嘚方法，同时做好详尽记录以备分析和改进。
加热反应炉PLC控制系统控制程序如下: 15
两周的PLC课程设计对我收益匪浅让我系统性地认识和全媔地掌握了PLC编程和调试技术，让我将平常学的PLC编程及应用方法学以致用使我的PLC编程能力有了很大提高和进步，让我对PLC应用有了深入细致嘚了解
两周的PLC编程及应用的课程设计，发现自己在这方面的学习还需要不断的加深通过这段时间的学习认识，对温控闭环的系统有了┅个整体的认识熟悉各种器件和软件应用。在这里本次设计中感谢指导老师对我的帮助。
