綜合控制系統(tǒng)工程設計課程設計-PLC工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng).doc

綜合控制系統(tǒng)工程設計題目： PLC工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng) 院、 系：電子信息工程學院學科專業(yè)： 自動化 學 生： 學 號： 090420311 指導教師： 2012年 09月目 錄一、 設計任務二、工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng)的前言三、工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng)的內容四、正確、合理地進行編程元件資源的分配五、主程序的設計六、設計梯形圖控制程序七、智能風淋控制系統(tǒng)硬件設計八、設計體會一、設計任務工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng)是在生物、電子、食品、醫(yī)藥、醫(yī)療等現代生產生活當中，要求與自然環(huán)境嚴格隔離情況下，產生的人行通道控制設備。自動檢測執(zhí)行警示節(jié)能等新興技術及設計理念的引入，使得該PLC控制系統(tǒng)更具實用性和市場競爭力。作為綜合控制系統(tǒng)工程設計，本題目擬完成以下工作： 1. 熟練掌握專業(yè)電工電子技術。2. 了解掌握工業(yè)用風淋控制系統(tǒng)結構工作原理。3. 自主設計一個典型的PLC控制系統(tǒng)，含以下部分及功能： I 通道A、B門開關狀態(tài)檢測（可見光傳感器）聲音提示等。II 通道A、B門電磁聯動鎖控（節(jié)能模式）。強制紅外檢測（40KMZ，主被動方式不限）風淋啟動及定時（099S）控制。二、工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng)的前言隨著我國航空技術的發(fā)展、工業(yè)產品的日新月異，現代的航空科研生產的微型化、精細化、高純度、高質量和高可靠性對環(huán)境要求不斷提高，科研生產逐步要求在潔凈室的廠房中進行。而潔凈室與一般的科研廠房在設計時有一定的區(qū)別。潔凈廠房的等級是用空氣潔凈度來劃分等級的，它是指空氣中空氣含懸浮粒子量多少的程度，粒子多則潔凈度低;粒子少則潔凈度高?？諝鉂崈舳雀鶕諝庵胁煌降淖畲鬂舛戎蛋褲崈羰壹皾崈魠^(qū)從高到低分為1-9級。潔凈室設計是一項相關專業(yè)綜合完成的設計項目，它與一般工業(yè)廠房設計有類似處，但也有自身具體的特點。根據潔凈室擬生產的產品品種或使用情況確定所設計潔凈室控制的對象及技術要求:如生物潔凈室，其控制對象是空氣中的塵粒和微生物，對航空與集成電路廠房，其控制對象主要是空氣中的塵粒。為確保潔凈室達到必需空氣潔凈度，潔凈室所涉及的各個專業(yè)設計故應采用妥善的、可靠的措施，潔凈室設計人員應密切配合，綜合設計，尤其是對潔凈室的工藝設計、潔凈建筑設計、空氣凈化設計和各種有特殊要求的設計枯術尤為要汁意。液晶顯示器是高科技產品，在其生產過程中，需要一個高清潔度的車間一“凈化室，。為此，要建一個員工進入“凈化室，的“風淋室”，如圖1所示。其作用是使員工身上的灰塵等臟物被“風淋”而清除掉，干干凈凈地進入“凈化室，。原來，大多數公司是用手控“風淋室，即當員工打開門1，從室外進入“風淋室，后，用手按下鼓風機的電源開關，此時鼓風機啟動，開始吹風，一直吹到預定的時間(用定時器預置吹風時間)后才停止吹風;之后，經風淋后的員工由“風淋室，進入“凈化室，。然而，是否風淋是人為的，那怕是帶入很少量的灰塵等臟物，就會影響產品的質量。在以質量求生存的企業(yè)激烈競爭中，為了解決生產實際中存在的問題，我們設計并研制了“風淋室”自動互鎖，吹風，定時控制系統(tǒng)(簡稱FZT控制系統(tǒng))，以達到提高產品的質量，并獲得明顯的經濟效和社會效益。一般常用的風淋室分為“普通型和聯鎖型”兩類: 普通型采用手動啟動吹淋的控制方式，個別操作者會選擇“不經過吹淋就離開”的逃避方式。這使得潔凈區(qū)的空氣潔凈度難以保證。甚至可能會影響到產品質量。 在聯鎖型風淋室中，通常是在進、出兩側門裝有電磁鎖，當任意一扇門打開時，另一扇門即處于閉鎖狀態(tài)而無法開啟，故此稱為“聯鎖”。當使用者進入風淋室，門關閉后即自動啟動吹淋，此時兩側門均處于閉鎖狀態(tài)，直到吹淋結束后，門才能開啟。采用這種控制方式，實現了強制吹淋的過程。保證了潔凈區(qū)始終處于理想的空氣潔凈狀態(tài)。 目前在聯鎖型風淋室使用過程中，易發(fā)生故障的部位主要在電磁鎖、霍爾開關等與門有關的部位，一方面是由于長期使用，門及配件磨損變形所致;而另一主要原因是由于使用設備的人員不了解或不適應風淋室的“工作流程”，違反“流程”操作，致使在門閉鎖時強行開門，造成電磁鎖損壞?；蛴斜绘i在風淋室內“進退兩難”的異常情況發(fā)生。在新開發(fā)的智能型風淋室中，增加了“語音系統(tǒng)”，從指導操作和門的狀態(tài)監(jiān)視兩方面，及時給出相應的語音提示，督促使用者遵守“工作流程”，規(guī)范操作。有效避免了由于操作不當所引起的人為故障。此外，還增加了自動開啟照明，壓差檢測等功能。 通過操作顯示面板，用戶可自行設定吹淋時間(0-99秒可調)，觀察設備運行狀態(tài)及壓差報警等情況。三、工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng)的內容本智能語音風淋室控制系統(tǒng)采用高速微控制芯片進行總線控制，具有較高的抗干擾能力，能夠適應復雜的現場環(huán)境，由于采用數字錄音清晰的真人語音提示被編碼后同控制程序有機的整合后寫入微處理器，使得每個提示環(huán)節(jié)準確與工作流程相吻合，以提供最佳的工作狀態(tài)。風淋室Air Shower自帶潔凈系統(tǒng)，安裝在潔凈室的入口為了減少外界顆粒污染進入室內的數量。當人員或設備進入潔凈室時，經高效過濾器過濾后的高速潔凈氣流由可旋轉噴嘴從各個方向噴射至人身上，有效面迅速清除塵埃粒子，清除后含有塵埃粒子空氣再由初、高效過濾后重新循環(huán)到風淋區(qū)域內。風淋室是人員進出潔凈室所必需的通道，并同時起到氣閘室密閉潔凈室的作用，是進行人員凈化和防止室外空氣污染潔凈區(qū)的有效設備。為了更容易的合適的去除顆粒污染，風淋室內裝置有可供用調節(jié)的時間設置（最少12秒）。以模塊化的裝配可以裝配成單人，單吹，雙人，雙吹等不同的形式。 1、采用液晶時間顯示，風淋時間為099S可調，并顯示已風淋時間；2、采用獨特的空氣清新功能系統(tǒng)，對長期封閉的風淋室風淋信道內產生的異味進行切底的消除；風淋室是人進入潔凈室所必需的信道，它可以減少人進出潔凈室所帶來的污染問題。風淋室的兩道門電子互鎖，可以兼起氣閘室的作用，防止未被凈化的空氣進入潔凈室。 特 點 1吹淋系統(tǒng)自動控制，帶語音提示功能,前后門電子互鎖。 2采用初效與高效兩次過濾器。 3采用進口高風速,低噪音風機,噴嘴風速2026m/s，有效地去除人體及攜帶物表面的灰塵。4.采用進口油壓閉門器,可選性定位,有效保護門鎖使用壽命; 5采用EVA密封材料，密封材料好.6可選加裝除靜電功能裝置,在除塵同時兼具除靜電功能.7.外觀及材質尺寸要求可據客戶不同需求定制.1 吹淋系統(tǒng)自動控制，前后門互鎖。2采用初效與高效兩次過濾器。3噴嘴風速2026m/s，有效地去除人體及攜帶物表面的灰塵。4采用EVA密封材料，密封材料好。2 風淋室是人員進入潔凈室無塵車間所必備的凈化設備，通用性強，可與所有的潔凈室和潔凈廠房配套使用，工作人員進入車間時，必須通過此設備，用強勁潔凈的空氣，由可旋轉噴嘴從各個方向噴射至人身上，有效而迅速清除去附著在衣服上的灰塵、頭發(fā)、發(fā)屑等雜物，它可以減少人進出潔凈室所帶來的污染問題。風淋室的兩道門電子互鎖，可以兼起氣閘室的作用，阻止外界污染和未被凈化的空氣進入潔凈區(qū)域。杜絕工作人員將頭發(fā)，灰塵、細菌帶入車間，達到工作場地嚴格的無塵凈化標準，生產出高質量的產品。 紅外線自動感應器。自動感應吹淋，日光燈20Wphilip； 風淋室安裝有高科技語音提示系統(tǒng)，提示完成整個吹淋過程，提高凈化效果；深圳清新凈化公司生產的高科技智能語音風淋室?guī)в姓Z音提示系統(tǒng)，人在吹淋時由自動語音系統(tǒng)提示讓人有次序的完成整個吹淋除塵過程，人性化語音提示給人一種親切感覺，并達到有效的凈化效果。風淋室是人進入潔凈室所必需的通道，它可以減少人進出潔凈室所帶來的污染問題。風淋室的兩道門電子互鎖，可以兼起氣閘室的作用，防止未被凈化的空氣進入潔凈室，高科技智能語音風淋室?guī)в姓Z音提示系統(tǒng)，人在吹淋時由自動語音系統(tǒng)提示讓人有次序的完成整個吹淋除塵過程，人性化語音提示給人一種親切感覺，并達到有效的凈化效果，經高效過濾器過濾后的潔凈氣流由可旋轉噴嘴從各個方向噴射至人身上，有效而迅速清除塵埃粒子，清除后的塵埃粒子再由初、高效過濾器過濾后重新循環(huán)到風淋區(qū)域內。電路控制：先進的集成電路板，PLC控制，LED顯示吹淋時間，時間繼電器099秒可調，紅外線自動感應器。感應自動吹淋，觸摸式微動開關。并安裝有高科技的人性化智能語音提示系統(tǒng)。四、正確、合理地進行編程元件資源的分配PLC工業(yè)用智能風淋控制系統(tǒng)I/O分配符號數據類型注釋（非注明為通有效）I0.0BOOLA門（自然區(qū)）狀態(tài)輸入I0.1、BOOLB門（潔凈區(qū)）狀態(tài)輸入I0.2BOOL風淋區(qū)紅外感應檢測輸入I0.3BOOL照明控制（開關）I0.4BOOL紫外光源(殺菌)控制（開關）Q0.0BOOLA門鎖控/LED指示輸出高壓吸合Q0.1BOOLA門鎖控/LED指示輸出低壓保持Q0.2BOOLB門鎖控/LED指示輸出高壓吸合Q0.3BOOLB門鎖控/LED指示輸出低壓保持Q0.4BOOL風淋電機控制輸出Q0.5BOOL照明控制輸出Q0.6BOOL紫外光源控制輸出Q0.7BOOL門狀態(tài)聲光報警五、主程序的設計一. 典型工作模式I. 系統(tǒng)上電自檢。II. A、B門狀態(tài)檢測。A、B門開狀態(tài)延時5S聲音報警A、B門狀態(tài)重復自檢。III. A、B門關閉狀態(tài)下系統(tǒng)初態(tài)處理A、B門雙鎖強制定時風淋A、B門解鎖進入正常風淋工作狀態(tài)。IV. 員工進出系統(tǒng)工作：1. 員工A門進1：A、B門狀態(tài)檢測A、B門雙鎖紅外檢測定時風淋A、B門解鎖員工B門出A、B門狀態(tài)檢測返回。2. 員工A門進2：A、B門狀態(tài)檢測A、B門雙鎖紅外檢測定時風淋A、B門解鎖員工A門出A、B門狀態(tài)檢測A、B門雙鎖強制定時風淋A、B門解鎖返回。3. 員工B門進1：A、B門狀態(tài)檢測員工A門出A、B門狀態(tài)檢測A、B門雙鎖強制定時風淋A、B門解鎖返回。4. 員工B門進2：A、B門狀態(tài)檢測員工B門出A、B門狀態(tài)檢測返回。二. 軟件控制思想MAIN 門狀態(tài)讀入A門開YB門開NY門開延時及聲音警示N員工進出判斷A門進紅外檢測定時風淋AB門解鎖A門出AB門雙鎖開強制風淋返回MAINB門進、出圖1 通道門及風淋控制流程圖風淋凈化控制系統(tǒng)一個有代表性的部分是系統(tǒng)有關通道門的管理及風淋潔凈控制的過程，其控制流程如圖1所示。其中為表述方便約定，與外部自然區(qū)域（非潔凈區(qū)）相通的通道門為A門，與生產區(qū)域（潔凈區(qū)）相通的通道門為B門。在風淋過程前A、B通道門自動雙鎖并在門的外側伴有紅色LED警示，防止此時有人意外進出污染潔凈區(qū)域。紅外感應風淋為員工進入風淋潔凈室內有效區(qū)域后，通過紅外感應啟動風淋電機進行的正常風淋潔凈過程，風淋過程中除風淋噴頭自身旋轉外，語音會自動提示被風淋者前后轉體，以保證潔凈效果。如果進入室內一定時間內不到有效區(qū)域接受風淋潔凈過程，會有語音提示，這種情況下通道門鎖不會釋放。強制風淋為員工回到外面后系統(tǒng)對受到污染的風淋室環(huán)境進行的自凈過程。其它技術不再贅述六、設計梯形圖控制程序七、智能風淋控制系統(tǒng)硬件設計控制電路工作過程按3鍵上電后進入設定狀態(tài)，按1鍵設定工作模式，包括紅外風淋啟動和強制風淋兩種模式，按2健設定門未關好的聲音警示等待時間長短兩種情況。按3鍵設定風淋時間，進入風淋時間設定時，1鍵加10，2鍵加1，3鍵確定。不按鍵上電后，進入工作狀態(tài)，1鍵控制系統(tǒng)運行開關，2鍵控制通道燈開關。八、設計體會基于PLC技術的智能型語音風淋凈化控制系統(tǒng)，秉承了PLC單片機系統(tǒng)結構簡練、運行快捷、環(huán)境適應能力強、技術保密性好等工業(yè)控制機的固有特性。由于采用了通道門連動互鎖、系統(tǒng)參數LCD顯示、語音同步提示、細菌殺滅、節(jié)能降耗等一些新的設計技術及思想，因此系統(tǒng)具有直觀便利、操作可靠、親和性好等優(yōu)點。由于上述系統(tǒng)是基于通道門的開關檢測對員工的進出做出推理判斷的，系統(tǒng)實際運行發(fā)現，當有員工只是開關通道門而并不實際進出風淋潔凈室時，雖然不會造成對潔凈區(qū)域污染的直接后果，但仍會使得系統(tǒng)對員工的真實流向判斷出錯。因而軟件中還應該考慮建立一種正常的紅外感應風淋潔凈過程與強制風淋自凈過程之間的相互轉換關系，在此基礎上，最好通過在通道門口設置兩個對射方式的紅外光檢測裝置并將其輸出信號送至微處理器的方式，根據其被人體遮擋的先后順序最終由系統(tǒng)對員工的流向做出正確可靠的判斷 在此次課程設計的過程中，我逐漸對智能語音風淋室控制系統(tǒng)有了深刻的認知，本系統(tǒng)是風淋室專用系統(tǒng)，具有普通風淋室的所有功能，電路控制：先進的集成電路板，PLC控制，LED顯示吹淋時間，時間繼電器099秒可調，紅外線自動感應器。感應自動吹淋，觸摸式微動開關。