plc綜合課程設(shè)計(jì)----谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制

1、<p>　　西門子PLC課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目： </p><p>　　姓名： </p><p>　　班級(jí)： </p><p>　　學(xué)號(hào)：

2、 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章：緒論- 2 -</p><p>　　第二章：PLC簡介- 3 -</p><p>　　2.1 西門子PLC的介紹- 3 -</p><p>　　2.2 PLC的的發(fā)展歷程- 3 -</p>

3、<p>　　2.3 PLC的特點(diǎn)- 4 -</p><p>　　第三章：谷物烘干機(jī)- 5 -</p><p>　　3.1 概述- 5 -</p><p>　　3.2 國內(nèi)外先進(jìn)谷物干燥技術(shù)- 5 -</p><p>　　3.3 干燥技術(shù)有以下幾種：- 6 -</p><p>　　3.4 谷物干燥機(jī)

4、的設(shè)備與組成- 7 -</p><p>　　第四章：自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 8 -</p><p>　　4.1 谷物烘干工藝流程- 8 -</p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)- 8 -</p><p>　　4.2.1程序框圖- 8 -</p><p>　　4.2.2系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)- 10 -</p&

5、gt;<p>　　4.2.3 系統(tǒng)STL語句- 11 -</p><p>　　4.2.4 元素清單- 13 -</p><p>　　第五章：硬件設(shè)備- 14 -</p><p>　　5.1 PLC的構(gòu)成- 14 -</p><p>　　5.2 CPU的構(gòu)成- 14 -</p><p>　　5.3

6、 I/O模塊- 15 -</p><p>　　5.4 統(tǒng)機(jī)型選擇與配置- 16 -</p><p>　　5.5 電源模塊- 17 -</p><p>　　5.6 底板或機(jī)架- 18 -</p><p>　　5.7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備- 18 -</p><p>　　5.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)- 18 -&l

7、t;/p><p>　　收獲與結(jié)論- 19 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 20 -</p><p><b>　　第一章：緒論</b></p><p>　　我國是世界上最大的糧食生產(chǎn)國和消費(fèi)國，年總產(chǎn)糧食約5億t。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸、加工、消費(fèi)等過程中的損失高達(dá)18％左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了聯(lián)合國糧

8、農(nóng)組織規(guī)定的5％的標(biāo)準(zhǔn)。在這些損失中，每年因氣候原因，谷物來不及曬干或未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食高達(dá)5％，若按年產(chǎn)5億t糧食計(jì)算，相當(dāng)于2500萬t糧食，若每人每天食用500g糧食，可供6．8萬人食用1年。這數(shù)字是驚人的，把收到手的谷物損失降低到最低點(diǎn)，從這一意義上說，我們需要使用新技術(shù)來降低損失。它便是由PLC程序編寫控制的谷物烘干機(jī)。</p><p>　　隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn), 農(nóng)業(yè)機(jī)械

9、化自動(dòng)化水平不斷提高, 各種形式谷物烘干機(jī)源源不斷地推向市場。谷物烘干機(jī)的自動(dòng)控制可用傳統(tǒng)的電器控制, 也可用單片機(jī)控制, 還可用控制。谷物干燥同時(shí)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的步驟，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)全程機(jī)械化的重要組成部分。谷物干燥機(jī)械化技術(shù)是以機(jī)械為主要手段，采用相應(yīng)的工藝和技術(shù)措施，人為地控制溫度、濕度等因素，在不損害谷物品質(zhì)的前提下，降低谷物中含水量，使其達(dá)到國家安全貯存標(biāo)準(zhǔn)的干燥技術(shù)。</p>&l

10、t;p>　　本文主要探討用對(duì)燃油循環(huán)式谷物烘千機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制, 實(shí)現(xiàn)谷物烘干全過程即進(jìn)糧、循環(huán)烘干、出糧的自動(dòng)控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單, 運(yùn)行穩(wěn)定可靠。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；谷物烘干機(jī)；自動(dòng)控制；程序設(shè)計(jì)；梯形圖；STL語句表；PBD圖表文件</p><p><b>　　第二章：PLC簡介</b></p><p>　　2.1

11、西門子PLC的介紹</p><p>　　Programmable Logic Controller 簡稱為PLC，即可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。由定義可知，它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。<

12、;/p><p>　　2.2 PLC的的發(fā)展歷程</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)

13、用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。 個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable|.Logic.Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。 PLC的定義有許多種。國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專

14、為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(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，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成</p><p>　　2.3 PLC的特點(diǎn)</p><p>　　1 ) 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　?。?）所

15、有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。</p><p>　?。?）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms.</p><p>　　（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。</p><p>　?。?）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。</p><p>　?。?）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的

16、篩選。</p><p>　?。?）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。</p><p>　?。?）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高</p><p>　　2) 豐富的I/O接口模塊</p><p>　　PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)，

17、如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。</p><p>　　另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。</p><p>　　3) 配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng)</p

18、><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 </p><p>　　4) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工作

19、量小、維護(hù)方便、容易改造</p><p>　　PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　5) 體積小、重量輕、能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于

20、100mm ，重量小于150g 耗電僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè)備。</p><p><b>　　第三章：谷物烘干機(jī)</b></p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　谷物干燥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的步驟，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)全程機(jī)械化的重要組成部

21、分。谷物干燥機(jī)械化技術(shù)是以機(jī)械為主要手段，采用相應(yīng)的工藝和技術(shù)措施，人為地控制溫度、濕度等因素，在不損害谷物品質(zhì)的前提下，降低谷物中含水量，使其達(dá)到國家安全貯存標(biāo)準(zhǔn)的干燥技術(shù)。</p><p>　　我國是世界上最大的糧食生產(chǎn)國和消費(fèi)國，年總產(chǎn)糧食約5億t。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸、加工、消費(fèi)等過程中的損失高達(dá)18％左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的5％的標(biāo)準(zhǔn)。在這些損失中，每年因氣候原因，

22、谷物來不及曬干或未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食高達(dá)5％，若按年產(chǎn)5億t糧食計(jì)算，相當(dāng)于2500萬t糧食，若每人每天食用500g糧食，可供6．8萬人食用1年。這數(shù)字是驚人的，把收到手的谷物損失降低到最低點(diǎn)，從這一意義上說，谷物干燥的機(jī)械化比田間作業(yè)的機(jī)械化更為重要，它是谷物豐產(chǎn)、豐收的重要保障條件。</p><p>　　3.2 國內(nèi)外先進(jìn)谷物干燥技術(shù)</p><p>　　干燥谷物的

23、方法有日曬干燥和機(jī)械化干燥。日曬干燥是我國幾千年來采用的老方法。機(jī)械化干燥是通過專業(yè)干燥機(jī)對(duì)谷物進(jìn)行機(jī)械自動(dòng)化干燥。</p><p>　　現(xiàn)代人在馬路上曬谷不但危害交通，也污染谷物；用曬谷場曬谷，又浪費(fèi)寶貴的土地資源。人工曬谷耗費(fèi)大量人力，成本高，稻谷質(zhì)量無法掌控。遇到梅雨天就無法曬谷，無法將收成掌握在自己手中，很不科學(xué)。我國糧食產(chǎn)區(qū)特別是南方地區(qū)，稻麥?zhǔn)斋@期常常出現(xiàn)陰雨梅雨天氣。農(nóng)民最擔(dān)心谷物收獲期遇上陰雨霉雨

24、天氣，因?yàn)檫@種天候收獲的谷物含水率都是非常高，造成濕谷來不及曬干或無法達(dá)到安全水份，因而產(chǎn)生霉變發(fā)芽。</p><p>　　濕谷沒有搶鮮干燥，除了經(jīng)濟(jì)上的損失，谷物會(huì)產(chǎn)生黃曲霉，黃曲霉的毒性非常強(qiáng)，可引起肝的癌變,嚴(yán)重危害人民的健康。所有谷物只要含水率過高，都有可能會(huì)產(chǎn)生黃曲霉。</p><p>　　如果可以馬上進(jìn)行干燥，就能搶救谷物免于霉變發(fā)芽，杜絕黃曲霉產(chǎn)生，所以搶鮮將谷物干燥到安全的

25、含水率是儲(chǔ)糧安全的首要條件。</p><p>　　由于人工曬谷的局限性，無法解決及時(shí)干燥谷物和保證谷物高質(zhì)量的問題，難以面對(duì)國內(nèi)對(duì)谷物質(zhì)量的需求及國外市場的競爭。據(jù)估計(jì)我國農(nóng)戶收割后及儲(chǔ)糧損失率在8%~10%，每年損失糧食超過150億公斤，損失高達(dá)300-600億元。</p><p>　　相對(duì)于人工曬谷，機(jī)械化干燥不但不怕陰雨天，整個(gè)干燥過程的質(zhì)量都是科學(xué)化自動(dòng)監(jiān)控的。全面推廣干燥機(jī)械化，

26、配合低溫均勻干燥的技術(shù)，生產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)米就可高價(jià)外銷世界各地，創(chuàng)收外匯。不但不用擔(dān)心進(jìn)口大米的競爭，還可享受出口優(yōu)質(zhì)大米帶來的收益。</p><p>　　現(xiàn)今歐、美、日等發(fā)達(dá)國家都全面采用干燥機(jī)械化，谷物質(zhì)量都很高，所以谷物干燥機(jī)械化是必走之路。</p><p>　　3.3 干燥技術(shù)有以下幾種：</p><p><b>　　1 、對(duì)流干燥法</b>

27、;</p><p>　　對(duì)流干燥法作為最常用的谷物干燥方法，它是將加熱的空氣或氣流與冷空氣的混合氣以對(duì)流的方式接觸物料，從而進(jìn)行執(zhí)交換。蒸發(fā)出來的水分則被干燥介質(zhì)（空氣等）帶走。這種方法的主要特點(diǎn)是干燥介質(zhì)的溫度和濕度容易被控制，可避免物料發(fā)生過熱現(xiàn)象（過干燥）而降低其品質(zhì)。國內(nèi)外企業(yè)中，上海的三久公司和日本的金子公司生產(chǎn)的干燥設(shè)備大多是采用對(duì)流干燥方法。</p><p><b>

28、;　　2、吸收干燥法</b></p><p>　　吸收干燥法是利用常溫接觸的干燥工藝進(jìn)行干燥的方法。它一般采用兩種方法，一是濕的谷物和谷糠（含水率2%-3%）進(jìn)行混合貯存，實(shí)現(xiàn)對(duì)濕谷的干燥；另一種方法是濕谷和干谷（含干率為12%-14%）進(jìn)行混合貯存，然后再對(duì)谷物進(jìn)行通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)谷物的干燥。吸收干燥法的優(yōu)點(diǎn)明顯，用這種方法進(jìn)行干燥時(shí)不需要谷物臨時(shí)貯藏設(shè)備及配備大型風(fēng)機(jī)，不用加熱谷物，而且，每一次接觸干

29、燥，濕谷中的水分向谷糠中轉(zhuǎn)移的過程大約需6小時(shí)左右完成，節(jié)省了干燥時(shí)間。</p><p><b>　　3、倉式干燥法</b></p><p>　　這種干燥方法是一種經(jīng)濟(jì)、有效地處理各種高水分谷物的科學(xué)手段。它不僅可以改善工作條件，克服外界環(huán)境的制約，同時(shí)具有設(shè)備簡單、投資少、可與現(xiàn)有倉儲(chǔ)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)配套使用，干燥糧食品質(zhì)好，處理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。</p>

30、<p><b>　　4、聯(lián)合作業(yè)干燥法</b></p><p>　　聯(lián)合作業(yè)干燥法是把傳統(tǒng)的干燥方法進(jìn)行縱使考慮，聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行干燥的方法。這種方法是通過控制谷物的干燥速度和通風(fēng)的氣流的速度進(jìn)行干燥。美國福特斯公司采用烘干——通風(fēng)干燥法對(duì)谷物進(jìn)行干燥。用順流——逆流組合干燥方法對(duì)谷物進(jìn)行干燥在德國廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　5、微波干燥

31、法</b></p><p>　　如果物料的初始含水率很高，物料內(nèi)部的壓力非?？斓厣?，則水分可能在壓力梯度的作用下從物料中排除。微波干燥過程中，溫度梯度、傳熱和蒸汽壓遷移方向均一致，從而大大改善了干燥過程中的水分遷移條件，當(dāng)然要優(yōu)于常規(guī)干燥。同時(shí)由于壓力遷移動(dòng)力的存在，使微波干燥具有由內(nèi)向外的干燥特點(diǎn)。即對(duì)物料整體而言，將是物料內(nèi)層首先干燥，這就克服了在常規(guī)干燥中因物料外層首先于干燥而形成硬殼板結(jié)阻礙

32、內(nèi)部水分繼續(xù)外移的特點(diǎn)。</p><p><b>　　6、紅外干燥法</b></p><p>　　它是利用物料吸收有一定穿透性的遠(yuǎn)紅外線使內(nèi)部自身發(fā)熱、濕度升高導(dǎo)致失水，具有保質(zhì)、干燥快和節(jié)能等特點(diǎn)。但由于遠(yuǎn)紅外干燥作業(yè)靠較高溫度的遠(yuǎn)紅外輻射板輻身大量遠(yuǎn)紅外線來工作，整個(gè)干燥室必存在溫度和物料失水的不一致，易導(dǎo)致箱體內(nèi)各處溫度分布、物料水分含量差異進(jìn)行研究，其結(jié)論將對(duì)

33、遠(yuǎn)紅外干燥設(shè)計(jì)、干燥工藝參數(shù)選擇具有指導(dǎo)意義。</p><p>　　3.4 谷物干燥機(jī)的設(shè)備與組成</p><p>　　谷物干燥設(shè)備有很多種，他們的原理和操作方法各不相同，用途也有所差異。這里我們先來介紹兩種應(yīng)用不同方式進(jìn)行谷物干燥的干燥機(jī)。</p><p><b>　　1、箱式通風(fēng)干燥機(jī)</b></p><p>　　箱

34、式通風(fēng)干燥機(jī)，屬于靜置式干燥機(jī)。它由燃燒室和干燥室組成。其中，燃燒室包括控制箱，熱風(fēng)機(jī)，油箱。干燥室包括熱風(fēng)室，網(wǎng)板，箱板。</p><p>　　箱式通風(fēng)干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格相對(duì)比較低，并且操作簡單，是一種通用型的干燥機(jī)。適合用來干燥谷物的種子和各種顆粒狀物品，如花生，辣椒，蒜頭，咖啡等。</p><p><b>　　2、循環(huán)式干燥機(jī)</b></p>&

35、lt;p>　　循環(huán)式干燥機(jī)，是日本、東南亞以及我國最廣泛使用的干燥機(jī)。</p><p>　　循環(huán)干燥機(jī)主要由大漏斗，熱風(fēng)機(jī)，油箱，電腦水份計(jì)，升降機(jī)，排風(fēng)機(jī)，倉庫層，出谷管組成。</p><p>　　第四章：自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 谷物烘干工藝流程</p><p>　　圖3.1（谷物烘干工藝流程）</p>

36、;<p>　　說明：谷物從進(jìn)料斗進(jìn)入后，在提升機(jī)里面由水分檢測儀，如果水分檢測儀監(jiān)測沒有達(dá)標(biāo)，則通過提升機(jī)進(jìn)入到上絞龍，調(diào)質(zhì)倉，進(jìn)入干燥倉烘干，再通過排糧輪和下絞龍進(jìn)入提升機(jī)，再次檢測，如還不達(dá)標(biāo)，則繼續(xù)循環(huán)，反之則進(jìn)入排糧管后打包，流程結(jié)束。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.2.1程序框圖</b></p&

37、gt;<p>　　PLC梯形圖是根據(jù)繼電器控制電路圖來設(shè)計(jì)的, 它與電氣原理圖相對(duì)應(yīng)。助記符評(píng)議, 也稱為命令語句表達(dá), 與匯編語言非常近似, 每個(gè)控制功能由一個(gè)或多個(gè)語句組成的用戶程序來執(zhí)行, 每條語句是規(guī)定CPU如何動(dòng)作的指令,其作用和微機(jī)的指令一樣, 而且PLC的語句也是由操作碼和操作數(shù)組成的。PLC是以掃描方式從左到右, 從上到下的順序執(zhí)行用戶程序, 掃描過程按梯形圖梯級(jí)順序執(zhí)行, 上一個(gè)梯級(jí)的結(jié)果是下一梯級(jí)的條件

38、。一個(gè)工程問題可分解成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小問題, 最后形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。谷物烘干機(jī)的熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制部分的程序框圖, 如圖所示。</p><p>　　系統(tǒng)主要有谷物水分檢測和燃燒機(jī)的控制。水分檢測每隔一定時(shí)間要進(jìn)行, 將檢測到的谷物水分與給定值比較,如果檢測谷物水分不大于谷物水分給定值, 則控制燃燒機(jī)熄火, 反之則控制燃燒機(jī)點(diǎn)火燃燒。</p><p>　　圖3.3（ 熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制部分程序

39、框圖）</p><p>　　4.2.2系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖3.4（梯形圖）</b></p><p>　　圖3.5 （梯形圖續(xù)圖1）</p><p>　　4.2.3 系統(tǒng)STL語句</p><p>　　圖3.7（STL語句）</p><p>　　圖3

40、.8（STL語句—續(xù)）</p><p>　　4.2.4 元素清單</p><p>　　圖3.12（元素清單）</p><p><b>　　第五章：硬件設(shè)備</b></p><p>　　5.1 PLC的構(gòu)成 </p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括C

41、PU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 </p><p>　　5.2 CPU的構(gòu)成 </p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集

42、由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 </p><p>　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PL

43、C不可缺少的組成單元。在這里我們將系統(tǒng)選擇為CPU224（14入/10出繼電器輸出）一臺(tái)，加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊EM235(4AI/IAO)。整個(gè)PLC系統(tǒng)的配置如圖2.2所示。</p><p>　　圖5.1(CPU配置圖)</p><p>　　所有輸入點(diǎn)用24V電源公用一個(gè)公共點(diǎn)（0V點(diǎn)），且無須外部提供24V電源。對(duì)繼電器輸出分別提供4個(gè)公共點(diǎn)，各個(gè)公共點(diǎn)間相互獨(dú)立，提供4個(gè)獨(dú)立的輸出通道，

44、對(duì)應(yīng)有隔離要求的輸出控制。</p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 </p><p>　　5.3 I/O模塊 </p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖

45、存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 </p><p>　　開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下： </p><p>　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電

46、器隔離和晶體管隔離。 </p><p>　　模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 </p><p>　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 </p><p>　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多

47、可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 </p><p>　　PLC 對(duì)輸入/輸出定義號(hào)采用分別編號(hào)的原則進(jìn)行定義號(hào)分配，輸入信號(hào)點(diǎn)用I 表示，輸出信號(hào)用Q表示，其中輸入從I0開始依次分配，見表1，輸出從Q0開始依次分配，見表5.2。 </p><p>　　表5.1（輸入信號(hào)分配表）</p>

48、<p>　　表5.2（輸出信號(hào)分配表）</p><p>　　5.4 統(tǒng)機(jī)型選擇與配置</p><p>　　系統(tǒng)選用SM-16R PLC，其中10點(diǎn)DC24V輸出，6點(diǎn)繼電器輸出，AC85V-264V電源，如圖2所示。</p><p>　　圖5.2（ SM-16R端子臺(tái)分配表）</p><p>　　所有輸入點(diǎn)用24V電源共用一個(gè)公共

49、點(diǎn)（0V點(diǎn)），且無需外部提供24V電源。對(duì)繼電器分別提供4個(gè)公共點(diǎn)，公共點(diǎn)間相互獨(dú)立，提供4個(gè)獨(dú)立的輸出通道，對(duì)應(yīng)有隔離要求的輸出控制。</p><p>　　每臺(tái)故去烘干機(jī)有1只水分檢測器，1只數(shù)顯表?？偟妮斎朦c(diǎn)為開關(guān)量9點(diǎn)，模擬量1點(diǎn)，輸出點(diǎn)為開關(guān)量6點(diǎn)。其電路及接口如下：</p><p><b>　　主控制電路</b></p><p>　　

50、圖5.3（谷物烘干機(jī)主電路圖）</p><p><b>　　2.系統(tǒng)控制電路</b></p><p>　　圖5.4（系統(tǒng)控制電路圖）</p><p>　　3.PLC外圍設(shè)備連接</p><p>　　圖5.5（外圍設(shè)備接口）</p><p><b>　　5.5 電源模塊 </b>

51、;</p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。 </p><p>　　5.6 底板或機(jī)架 </p><p>　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板

52、上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 </p><p>　　5.7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備 </p><p>　　1、編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。

53、 </p><p>　　2、人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。 </p><p>　　3、輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 </p><p>　　5.8 PLC的通信

54、聯(lián)網(wǎng) </p><p>　　依*先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說法。 </p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-2

55、32接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 </p><p>　　PLC的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。 </p><p>　　對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該

56、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　收獲與結(jié)論</b></p><p>　　這次PLC課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè) 多星期，在整整兩個(gè)多星期的日子里，可以說是苦多于甜，但是可以學(xué)的到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到

57、過的知識(shí)。通過這次設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了對(duì)PLC的了解，讓我對(duì)它有了更加濃厚的興趣。特別是當(dāng)每一個(gè)子模塊編寫調(diào)試成功時(shí)，心里特別的開心。但是在編寫頂層文件的程序時(shí)，遇到了不少問題，特別是各元件之間的連接，以及信號(hào)的定義，總是有錯(cuò)誤，在細(xì)心的檢查下，終于找出了錯(cuò)誤和警告，排除困難后，程序編譯就通過了，心里終于舒了一口氣。在波形仿真時(shí)，也遇到了一點(diǎn)困難,想要的結(jié)果不能在波形上得到正確的顯示:在設(shè)定輸入的時(shí)鐘信號(hào)后，計(jì)時(shí)器開始計(jì)數(shù)，但是始終得不到

58、想要的結(jié)果。后來，在多次的調(diào)試之后，才發(fā)現(xiàn)是因?yàn)檩斎氲臅r(shí)鐘信號(hào)對(duì)于器件的延遲時(shí)間來說太長了。經(jīng)過屢次調(diào)試，終于找到了比較合適的輸入數(shù)值：時(shí)鐘周期設(shè)置在5秒左右比較合適。</p><p>　　其次，在連接各個(gè)模塊的時(shí)候一定要注意各個(gè)輸入、輸出引腳分配，因?yàn)槊總€(gè)分配是不一樣的，分配不一樣，所得的結(jié)果就不一樣，在器件的選擇上也有一定的技巧，只有選擇了合適當(dāng)前電路所適合的器件，編譯才能得到完滿成功。</p>

59、<p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，在實(shí)驗(yàn)過程中難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p>

60、　　同時(shí)也確定了，PLC烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電器控制和單片機(jī)控制比較, 具有穩(wěn)定、可靠、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單, 成本低等優(yōu)越性。完全適用于各種型號(hào)的燃油式谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制,具有廣闊應(yīng)用前景。</p><p>　　總的來說，這次設(shè)計(jì)的谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制還是比較成功的，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的辛勤的指導(dǎo)下，終于游逆而解，有點(diǎn)小小的成就感，終于覺得平時(shí)所學(xué)的知識(shí)有了實(shí)用的價(jià)值，達(dá)到了理論與實(shí)際相結(jié)合的目的，

61、不僅學(xué)到了不少知識(shí)，而且鍛煉了自己的能力，使自己對(duì)以后的路有了更加清楚的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，對(duì)未來有了更多的信心。最后，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]肖清、王中鋒.西門子PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.2009</p><p>　　[2]李正熙等.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制

62、系統(tǒng).北京：冶金工業(yè)出版社，1997</p><p>　　[3]康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2005</p><p>　　[4]胡壽松等.自動(dòng)控制原理.北京：科學(xué)出版社，2004</p><p>　　[5]孫亮等.自動(dòng)控制原理.北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[6]陳伯時(shí)等.交流調(diào)速系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版

63、社，2005</p><p>　　[7]陳伯時(shí)等.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[8]吳浩烈.電機(jī)及電力拖動(dòng)基礎(chǔ).重慶：重慶大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[9]顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[10]邱阿瑞.電機(jī)與電力拖動(dòng).北京：電子工業(yè)出版社