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掺混PLC控制系统I掺混PLC控制系统摘要：可编程序控制器（Programmablecontroller）简称PLC，是近年来一种极为迅速，应用极为广泛的工业控制装置。它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。由于PLC的性能优越，兼具计算机的功能完备，灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易懂，维修方便等双重优点，形成以微电脑为核心的电子控制设备。可编程序控制器技术在世界上己广泛应用，成为自动化系统中的基本电控装置PLC在现代工业生产和实际生活中有着广泛的应用，由于可编程控制器（PLC）具有编程软件采自易学易懂的梯形图语言、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，现在的工业自动化生产控制多采用可编程控制器来实现。该掺混控制系统，根据实际要求利用PLC的实时控制和顺序处理功能，完成系统控制，。在本次论文中，给出了控制系统的硬件原理图，主电路图及软件设计。关键词：可编程序控制器、存储器、计算机技术。掺混PLC控制系统IIHybridControlSystemImplementedbyProgrammableLogicalcontrollerAbstract：ThisdesignintroducedthefunctionandmeritsoftheFX2NPLC,andelectricalappliancelinearizeControlsystemwhichdigitalshouinghashighefficiency,lowcostonthecoreofFX2NPLC.ProgrammablecontrollershortforPLC,it’saspcialdigitalrunningelectricansystemwhichdesignforindustrycircumstances.Itadoptprogrammablecontrollermemory,usedformemoryuser’sinstructionwhichthroughdigitaloranalog’sinput/outputtofinishdefinitelyfunctiontocontrolvariousmachinesorproduceprocess.BecausePLChasoutstandingfunction,alsohasperfectfunctioncompetence,plusflexibilitybettercurrentuseofcomputer’sFormelectroniccontrolequipmentwhichcoreonmicrocomputerPLCcontroltechnologywasusedwide-ranginginworld,becomebasicelectricitycontroldeviceintheAutomationsystemPLChasextensiveuseinindustryproductofcontemporaryageandpractice.BecausePLChassomanymerits,nowindustryproductsmostlyadoptPLCtobringabout.Infacttheselfcontrolregular,butyellisrandomonlyusesequencecontrolorlogicalcontrolcan’tsatisfytherequestofcontrol.Sothissystemadoptsthecontrolpatternwhichisofrandomlogicalability.Thiscontrolsystem,basedontherequestofpracticeadoptsthePLC’smeritstofinishthecontrolofsystem;thisthesishasthesystem’sschemeofhardwaremaincircuitdiagramandsoftwaredesign.Keywords:Programmablecontroller、memory、computertechnology。掺混PLC控制系统1第1章绪论在生产过程、科学研究和其他产业领域中，可编程序自动控制技术的应用都是十分广泛的,在自动控制的设备中,可编程序自动控制亦比其它的控制方法使用得更普遍。随着科学技术日新月异的发展,特别是大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用,使可编程序自动控制技术进入了一个崭新的阶段，因此,了解和学习这些重要技术对高校工程类专业的学生来说,已是必不可少。掺混PLC控制系统这个课题具有其重要的意义。1.1课题名称及来源课题名称：《掺混PLC控制系统》课题的来源：在国内的许多化工厂，水泥厂，钢厂，尤其是国有老厂，其控制系统还在使用过时的模拟控制，甚至是全人工控制。人工控制由于人员过多效益过低，生产的产品不够精确，安全隐患大增加了系统故障的可能性，还有就是工厂的试验设备和生产设备存在一定的相差度，以致影响了产品质量和生产效益。而随着产品性能的提高，对自动控制系统的要求也越来越高，传统控制已达不到系统要求。随着大规模及超大规模集成电路的发展以及计算机的出现，控制系统开始由传统控制向自动（数字）控制方向发展。1.2研究的意义及目的以可编程序控制器为主要控制装置所构成的控制系统为可编程序控制系统或PLC控制统。可编程控制器(PLC)控制系统以其运行可靠、易学易用、抗干扰性强等特点,在工业控制中得到广泛的应用。目前，国外的可编程自动控制设备技术顺应时代潮流，与计算机技术同步发展，向着通用化、模块化、智能化、标准化、数字化、网络化方向迅猛发展。国内的发展从全盘引进、仿制到自行研究，取得了举世瞩目的成绩，但从整体上看，我们在技术性能、制造工艺等方面与国际先进水平还存在很大差距。众所周知，我国的生产力水平还不是很高，特别是80年代以前的国有大中型企业，出于人才和经济因素的考虑，还有很多的厂矿企业正在使用着原有的落后设备和技术。因此，改变原有的落后设备和技术，设计以可编程序器与计算机结合的自动控制系统，提高工业自动化的程度，对加速我国尽早成为现代化工业强国意义重大。本课题掺混PLC控制系统，其目的就是以PLC为核心，配合智能仪表，完成系统功能控制，状态显示，信息检测和报警硬件组建所需要的PLC和传感器等元件的选择，实掺混PLC控制系统2现对掺混的自动控制以及运行状态的检测功能和显示功能。用PLC对掺混进行控制，系统的硬件结构简单、服务功能增强、系统的可靠性大大提高，且节省了成本，使掺混系统的性能价格比提高。尤其在集散控制系统中，利用现场总线技术，可方便地进行集中监控管理。1.3可编程控制器基本应用和发展方向1.3.1PLC的基本应用可编程控制器是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。由于它能满足设备使用环境的要求和控制的复杂、可靠性,在现代的工业控制系统中大量应用,前景非常广阔。最初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步，它的应用如今，PLC不仅用于开关量控制，还用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制用PLC进行开关量控制实例是很多的，冶金、机械、轻工、化工、纺织等等，几乎所有工业行业都需要用到它。PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。1.3.2PLC发展方向由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，PLC的发展方向有两个：1、朝着小型、简易、价格低廉方向发展。近年来，单片机的出现，促进了PLC向紧凑型发展，体积减小，价格降低，可靠性不断提高。这种PLC可以广泛取代继电器控制系统，应用于单机控制和规模比较小的自动线控制，如日本立石公司的C20P\C40P\C60P\C20H\C40H等。2、朝着大型、高速、多功能方向发展。大型的PLC一般为多处理器系统，由字处理器、位处理器和浮点处理器等组成，有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。通过丰富的智能外围接口，可以独立完成位置控制、闭环调节等特殊功能；通过网络接口，可级连不同类型的PLC和计算机，从而组成控制范围很大的局部网络，适用于大型自动化控制系统，如霍尼韦尔的9000系列等。从PLC的发展趋势看，PLC控制技术将成为今后工业自动化的主要手段。在未来的工业生产中，PLC技术、机器人技术和CAD/CAM技术将成为实现工业生产自动化的三掺混PLC控制系统3大支柱。1.4本课题的主要任务和基本参数1.4.1设计课题的要求及主要任务课题的设计要求：1、以PLC为核心，配合智能仪表2、主要完成系统功能控制、状态显示、信息检测和报警硬件组建所需要的PLC和传感器等元器件的选择3、完成系统控制软件设计4、实現对掺混的自动控制以及运行状态的检测功能和显示功能。1.4.2主要任务系统的方案及总体设计：设计的主要内容是完成自动控制功能、状态显示和信息检测所需要的硬件和传感器等元器件的选择。并完成控制软件设计和PLC与单片机通讯的通信协议的设计。包括：1、总体方案的确定2、PLC的选择3、各模块电路的设计4、软件设计5、编写设计说明书掺混PLC控制系统4第2章掺混控制系统设备状况及控制要求2.1设备概况该掺混PLC控制系统是适用于粉末状物料混合生产系统。整个控制系统包括过渡仓两个，混仓两个，包装仓两个，音叉料位开关，气动阀，切换阀，松动风，泄压阀，仓壁振动器，电磁阀等部分组成。控制系统有进料、循环、输送三种工作状态。分自动控制和手动控制两种工作模式。无论是自动控制工作模式还是手动控制工作模式，过渡仓、混料仓、包装仓只能够交替运行，不允许同时运行。并且控制系统有报警的软硬件。2.1.1过渡仓、混仓和包装仓过渡仓主要是负责进料工作，通过管道将物料传送到混仓，物料在混仓内混合，混合完成后物料再次运送到包装仓。2.1.2音叉式料位计音叉式料位计工作原理是通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动，当音叉与被测介质相接时，音叉的频率和振幅将改变，这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号。适用于检测各种非粘滞性的干燥粉状及小颗粒固体物料，测量精度不高，要求能承受物料、进料时的推力和出料时的拉力。作为高低物位控制和报警的一种高灵敏度检测仪表，广泛应用于食品、粮食加工部门、轻工业、建材、医药、塑料等工业以及冶金业的铸造型砂、小铁粒、各种金属粉末等物位控制。2.1.3气动阀气动阀是自动化系统的气动执行器之一，广泛应用于石油、化工、冶金、造纸、食品等工业、控制气体、液体的流量、压力、液位等有关工艺参数，特别适用于变压吸附气体分离设备上作开关闭。2.1.4泄压阀泄压阀是一种有效的压力保护装置，其灵敏性、泄流量直接关系到管道运行安全。采用密闭输送工艺的长输管道，除了要使用调压阀控制进出站压力外，还要使用压力保护装掺混PLC控制系统5置，以防止管道超压运行而发生泄露。其作用就是当管道系统产生扰动时，在超压点将部分甚至全部液体泄放到常压罐中，以便减轻瞬变压力波动，防止瞬变压力造成危害。泄压系统一般由泄压阀、常压罐和与之相连接的管道三部分组成。其工作原理为当管路中的压力大于卸压阀的设定压力的时候，油液会有卸压阀处流出，从而控制管路中的压力不会超过某一限定值。针式卸压阀，是通过调整阀门中的弹簧力长短，来调节压紧力，当管路中压力高于设定值时，弹簧被反向压迫，从而密封顶针打开，油液泄漏流出，起到保护设备，调节系统压力的作用。2.1.5仓壁振动器仓壁振动器又称振动防闭塞装置，是一种以振动电机为激振源的一种新型防闭塞装置，将该装置安装于各种料仓上，用来使料仓、料缶或料斗漏料段的倾斜壁高频振动，以防止仓（缶、斗）内的物料起拱、出现管状通道、仓壁粘料等不畅流现象，以保证物