PLC控制的物料混合系統(tǒng)上課講義

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC控制的物料混合系統(tǒng)物理與電子工程學(xué)院PLC原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告書設(shè)計(jì)題目：PLC控制的物料混合系統(tǒng)專業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：XXX學(xué)生姓名:XX學(xué)號(hào):XXXX指導(dǎo)教師：XXXX2013年12月16日物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：3班學(xué)生姓名XX學(xué)號(hào)XX課程名稱PLC原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)題目基于PLC的物料混合控制的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的、主要內(nèi)容（參數(shù)、方法）及要求設(shè)計(jì)目的：1、掌握PLC功能指令的用法2、掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求：1、設(shè)計(jì)一個(gè)物料混合控制程序，具體要求如下:（

2、1）設(shè)計(jì)裝置由一個(gè)物料混合容器、兩臺(tái)進(jìn)料泵、一臺(tái)出料泵和一臺(tái)攪拌機(jī)構(gòu)成。（2）要求先啟動(dòng)進(jìn)料泵1，進(jìn)料完畢后，進(jìn)料泵1關(guān)閉，再啟動(dòng)進(jìn)料泵2，進(jìn)料完畢后，進(jìn)料泵2關(guān)閉，攪拌機(jī)開始工作，先正轉(zhuǎn)5分鐘，然后反轉(zhuǎn)5分鐘，攪拌機(jī)停止工作，打開出料伐出料。待料出完后，重復(fù)上述過程。當(dāng)按下停止按鈕后，如果正在一個(gè)循環(huán)中，那么等待當(dāng)前循環(huán)結(jié)束，即出料完畢后，程序停止運(yùn)行。畫出實(shí)現(xiàn)程序流程圖。3、列出輸入、輸出端口。4、寫出梯形圖程序。5、調(diào)試程序，直至符合設(shè)計(jì)要求。工作量2周時(shí)間，每天3學(xué)時(shí)，共計(jì)42學(xué)時(shí)進(jìn)度安排第1天：明確課程設(shè)計(jì)的目的和意義，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求查找相關(guān)資料第2-3天：學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)中用到的PL

3、C相關(guān)知識(shí)第4-5天：根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求畫出程序流程圖第6天：列出I/O分配表第7-8天：寫出梯形圖程序，并對(duì)程序進(jìn)行注釋第9-10天：學(xué)習(xí)西門子S7-200的編程軟件STEP7MicroWINSP6，并在該軟件中編寫梯形圖程序第11天：學(xué)習(xí)西門子S7-200仿真軟件，并進(jìn)行程序仿真和調(diào)試。第12天：將課程設(shè)計(jì)中用到的程序在PLC試驗(yàn)箱上進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試。第13-14天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。主要參考資料1廖常初.S7-200PLC編程及應(yīng)用M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.82梅麗鳳.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2012.33殷洪義.可編程序控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù)M.機(jī)械工業(yè)出版社

4、,2006.1指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字摘要PLC是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，也可以說它是一種用程序來改變控制功能的計(jì)算機(jī)。隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程序控制器PLC已在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用，而且所占比重在迅速的上升。PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。它應(yīng)用于工業(yè)混合攪拌設(shè)備，使得攪拌過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制、并且提升了攪拌設(shè)備工作的穩(wěn)定性，為攪拌機(jī)械順利、有序、準(zhǔn)確的工作創(chuàng)造了有力的保障。本文所介紹的多種液體混合的PLC控制程序可進(jìn)行單周期或連續(xù)工作，具有斷電記憶功能，復(fù)電后可以繼續(xù)運(yùn)行。另外，PLC還有通信聯(lián)網(wǎng)功能，再通過WINCC組態(tài)

5、，可直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、更方便工作和管理。關(guān)鍵詞：可編程序控制器PLC；液位傳感器；定時(shí)器目錄TOCo1-2hzHYPERLINKl_Toc3754262391設(shè)計(jì)背景PAGEREF_Toc375426239h1HYPERLINKl_Toc3754262401.1設(shè)計(jì)目的及意義PAGEREF_Toc375426240h1HYPERLINKl_Toc3754262411.2可編程程序控制器簡(jiǎn)介PAGEREF_Toc375426241h1HYPERLINKl_Toc3754262422物料混合控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc375426242h2HYPERLINKl_Toc3754262432.

6、1控制對(duì)象及要求PAGEREF_Toc375426243h4HYPERLINKl_Toc3754262442.2硬件選擇PAGEREF_Toc375426244h6HYPERLINKl_Toc3754262452.3系統(tǒng)I/O接口分配PAGEREF_Toc375426245h6HYPERLINKl_Toc3754262462.4PLC端子接線圖PAGEREF_Toc375426246h8HYPERLINKl_Toc3754262473物料混合控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc375426247h9HYPERLINKl_Toc3754262483.1編程軟件介紹PAGEREF_Toc3754

7、26248h9HYPERLINKl_Toc3754262493.2程序流程圖PAGEREF_Toc375426249h9HYPERLINKl_Toc3754262503.3程序梯形圖PAGEREF_Toc375426250h10HYPERLINKl_Toc3754262514心得體會(huì)PAGEREF_Toc375426251h15HYPERLINKl_Toc375426252參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc375426252h161設(shè)計(jì)背景1.1設(shè)計(jì)目的及意義近代化學(xué)工業(yè)中，流動(dòng)的物料不再只是一些低粘度的牛頓型流體，許多高粘度流體也常常遇到，尤其是各種各樣的高分子溶液以及混有催化劑粒子的漿狀流體等

8、非牛頓型流體的應(yīng)用日益廣泛。它們與通常的牛頓型流體具有不同的流動(dòng)特性，所以對(duì)于非牛頓型液體的研究是當(dāng)今的一個(gè)重要課題。對(duì)高粘度流體，特別是非牛頓型流體的攪拌傳熱的研究，也是近年來的一個(gè)方向。聚合釜的傳熱特性與其中所用的攪拌器的型式關(guān)系甚大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。設(shè)備有大型化發(fā)展的趨勢(shì)，也需求攪拌設(shè)備大型化。如國外聚合釜的容積已由最初的840m3擴(kuò)大到60100m3，最火的已達(dá)到140m3。采用大型聚臺(tái)釜可大大減少操作和檢修人員，有利于自動(dòng)化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細(xì)長(zhǎng)型向矮胖型發(fā)展。而且采用底部攪拌的方式越采越多，多用三葉后掠式攪拌器。三葉后掠式攪拌器是

9、目前采用的一種較好攪拌器。因它排出量大，釜內(nèi)液相循環(huán)充分，每分鐘可達(dá)510次，能促使釜內(nèi)反應(yīng)均勻一致。攪拌也可以在管路中進(jìn)行，采用在管路中安裝裝置的辦法對(duì)氣-液系和液-液系進(jìn)行混合。側(cè)如采用噴射泵對(duì)水及醋酸丁酯進(jìn)行混合；在石油精制中，也采用使液體流過設(shè)置在管路中的銳孔板或擋板，以便使兩種液體進(jìn)行接觸。還有在管道中放入攪拌器的，即所謂管道攪拌。可見，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了攪拌應(yīng)用面的擴(kuò)大。攪拌技術(shù)的發(fā)展又使得攪拌設(shè)備大型化。為了提高攪拌的全自動(dòng)化和穩(wěn)定性能，就需要一個(gè)功能更強(qiáng)、性能更好的系統(tǒng)做支持。在本設(shè)計(jì)中我將引入PLC來實(shí)現(xiàn)其攪拌控制功能。1.2可編程程序控制器簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)基于采用可編程序控制器

10、（PLC）的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合攪拌的控制。以PLCS7-200為主要控制器。根據(jù)攪拌設(shè)備的功能特性、運(yùn)作順序等，設(shè)計(jì)中可選用電磁閥、時(shí)間繼電器來實(shí)現(xiàn)液體的流入和時(shí)間上的延時(shí)，從而滿足其控制要求。根據(jù)控制要求，可以看出此程序是一個(gè)很典型的順序控制問題。這樣就可以先按照攪拌設(shè)備的先后運(yùn)行順序畫出相應(yīng)的順序功能圖，然后在根據(jù)順序功能圖畫梯形圖，最后再用仿真軟件對(duì)其進(jìn)行調(diào)試仿真。這樣就可以實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)混合攪拌控制程序的設(shè)計(jì)。鑒于攪拌設(shè)備的廣泛應(yīng)用，隨著近年來工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，流體混合技術(shù)在上世紀(jì)60到80年代期間得到了迅猛發(fā)展,其重點(diǎn)主要是對(duì)于常規(guī)攪拌槳在低粘和高粘非牛頓均相體系、固液懸浮和氣液分

11、散等非均相體系中的攪拌功耗、混合時(shí)間等宏觀量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。長(zhǎng)期以來,雖然有大量設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和關(guān)聯(lián)式可用于分析和預(yù)測(cè)混合體系,但將攪拌反應(yīng)器從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模直接放大到工業(yè)規(guī)模,仍是十分危險(xiǎn)的,至今仍然需要通過逐級(jí)放大來達(dá)到攪拌設(shè)備所要求的傳質(zhì)、傳熱和混合。這種方法不但耗費(fèi)巨額的資金和大量的人力物力,而且設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)高度發(fā)達(dá)的美國，化學(xué)工業(yè)由于攪拌反應(yīng)器設(shè)計(jì)不合理所造成的損失每年約為10100億美元。因此，從更微觀更本質(zhì)的角度,例如采用先進(jìn)的測(cè)試手段和建立合理的數(shù)學(xué)模型,獲取攪拌槽中的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng),不僅對(duì)開發(fā)新型攪拌設(shè)備，而且對(duì)攪拌設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義,對(duì)放大和混

12、合的基礎(chǔ)研究具有現(xiàn)實(shí)的理論意義。而對(duì)于攪拌設(shè)備的研究，除功率問題外，有關(guān)攪拌的流體力學(xué)研究具有重要意義。這方面已做了許多工作，但尚需擴(kuò)大和深入。在液體中進(jìn)行攪拌時(shí)，攪拌器的功能不僅引起液體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)，而且要在液體中產(chǎn)生湍動(dòng)，湍動(dòng)程度與攪拌器使液體旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的旋渦現(xiàn)象有密切關(guān)系。這些旋渦因經(jīng)常地互相撞擊和破裂，使液體受到劇烈的攪拌。由此可見在攪拌操作中，對(duì)于流體力學(xué)理論的研究是極其重要的。2物料混合控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。（1）繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路

13、中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。（2）單片機(jī)控制單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成

14、電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。（3）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢(shì)。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。且其外部I/O接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。（4）可編程序控制器控制可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。可編程控制器(P

15、LC)從上個(gè)世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對(duì)開關(guān)量進(jìn)行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)。隨著30多年來微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC也通過不斷的升級(jí)換代大大增強(qiáng)了其功能?，F(xiàn)在PLC已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實(shí)的多功能控制器。由PLC為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置。故選擇PLC來實(shí)施本次設(shè)計(jì)。(1)開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制

16、、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。(2)運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制，世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。(3)閉環(huán)過程控制過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。(4)數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯

17、運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。(5)通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。（6）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有

18、很高的可靠性。（7）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代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。（8）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，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，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。（9）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維

19、護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（10）體積小，重量輕，能耗低（11）硬件配套齊全，擁護(hù)使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。2.1控制對(duì)象及要求機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述。（1）結(jié)構(gòu)合理對(duì)于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用整體式結(jié)

20、構(gòu)的PLC能夠達(dá)到要求。（2）功能強(qiáng)、弱適當(dāng)對(duì)于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的PLC，西門子公司的S7-200系列機(jī)或歐姆龍公司的COM1。（3）機(jī)型統(tǒng)一PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個(gè)殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價(jià)格便宜。但由于整體式結(jié)構(gòu)的PLC功能有限，只適用于控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴(kuò)展，比整體式靈活。一個(gè)大型企業(yè)選用PLC時(shí)，盡量要做到機(jī)型統(tǒng)一。由于同一機(jī)型的PLC，其模塊可互為備用，以便備件的采購和管理；另外，功能及編程方法統(tǒng)一，有利

21、于技術(shù)人員的培訓(xùn)；其外部設(shè)備通用也有利于資源共享。若配備了上位計(jì)算機(jī)，可把各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。物料混合控制系統(tǒng)控制要求比較簡(jiǎn)單選擇整體式結(jié)構(gòu)的PLC（4）是否在線編程PLC的特點(diǎn)之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。PLC的編程分為離線編程和在線編程兩種。離線編程的PLC，其主機(jī)和編程器共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程（5）PLC的環(huán)境適應(yīng)性由于PLC是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設(shè)計(jì)成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。盡管如此，每種PLC都有自己的環(huán)境技術(shù)條

22、件，用戶在選用時(shí)，特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)環(huán)境條件要進(jìn)行充分的考慮。一般PLC及其外部電路（I/O模塊、輔助電源等）都能在表2-1-1的環(huán)境條件下可靠工作：表2-1-1可靠工作條件范圍溫度工作溫度055，最高為60儲(chǔ)存溫度-4085濕度相對(duì)濕度5%95%(無凝結(jié)霜)振動(dòng)和沖擊滿足國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)電源交流200V，允許變化范圍為-15%15%，頻率為4753Hz瞬間停電保持l0ms環(huán)境周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。2.2硬件選擇電源模塊的選擇一般只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、I/O模塊

23、、專用模塊等消耗電流的總和。以下步驟為選擇電源的一般規(guī)則：（1）確定電源的輸入電壓；（2）將框架中每塊I/O模塊所需的總背板電流相加，計(jì)算出I/O模塊所需的總背板電流值；（3）I/O模塊所需的總背板電流值再加上以下各電流：框架中帶有處理器時(shí)，則加上處理器的最大電流值；當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地I/O適配器模塊時(shí)，應(yīng)加上其最大電流值。（4）如果框架中留有空槽用于將來擴(kuò)展時(shí)，可做以下處理；列出將來要擴(kuò)展的I/O模塊所需的背板電流；將所有擴(kuò)展的I/O模塊的總背板電流值與步驟（5）在框架中是否有用于電源的空槽，否則將電源裝到框架的外面。（6）根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用

24、戶手冊(cè)中選擇合適的電源模塊。需要，還要力爭(zhēng)最佳的性價(jià)比。具體應(yīng)考隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也日益完善。PLC的種類繁多，其結(jié)構(gòu)、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等各有不同，當(dāng)然使用場(chǎng)合也有所不同。因此選擇合理的PLC對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)意義重大。因此在選擇機(jī)型時(shí)不僅要滿足其功能要求及維護(hù)等方面的慮：（1）合理的結(jié)構(gòu)形式（2）安裝方式的選擇（3）相當(dāng)?shù)墓δ芤?.3系統(tǒng)I/O接口分配PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊實(shí)現(xiàn)通過I/O接口模塊可以檢測(cè)被

25、控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制器對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時(shí)控制器又通過I/O接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設(shè)備，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。外部設(shè)備或生產(chǎn)過程中的信號(hào)電平各種各樣，各種機(jī)構(gòu)所需的信息電平也是各種各樣的，而PLC的CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口模塊還需實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。PLC從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都需經(jīng)過一定距離。為了確保這些信息的正確無誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實(shí)際需要，PLC相應(yīng)有許多種I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以

26、根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。（1）確定I/O點(diǎn)數(shù)I/O點(diǎn)數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)一個(gè)控制對(duì)象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，I/O點(diǎn)數(shù)就可能有所不同。（2）開關(guān)量I/O標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口用于同傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開/關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流I/O信號(hào)為24240V（AC），直流I/O信號(hào)為524V（DC）。（3）選擇開關(guān)量輸入模塊主要從下面兩方面考慮：一是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)與PLC輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇電平的高低。一般24V以下屬于低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如12V電壓模塊一般不超過10m，

27、距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。二是高密度的輸入模塊，如32點(diǎn)輸入模塊，能允許同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過總輸入點(diǎn)數(shù)的60%。（4）選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)應(yīng)從以下三個(gè)方面來考慮：一是輸出方式選擇。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。其中，繼電器輸出價(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力強(qiáng)，且有隔離作用。但繼電器有觸點(diǎn)，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí)，最大開閉頻率不得超過1Hz。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無觸點(diǎn)開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性

28、負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間會(huì)產(chǎn)生較高反電壓，必須采取抑制措施。二是輸出電流的選擇。模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對(duì)于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。三是允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)。在選用輸出點(diǎn)數(shù)時(shí)，不但要核算一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，還要核算整個(gè)輸出模塊的滿負(fù)荷負(fù)載能力，即輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的總電流值不得超過模塊規(guī)定的最大允許電流值。2.4PLC端子接線圖實(shí)現(xiàn)物料混合系統(tǒng)控制的PLC端子接線圖如圖2-4-1所示。圖2-4-1PLC接線圖3物料混合控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1編程軟件介紹PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。3.2程序流程圖物料混合控制系統(tǒng)的程序流程圖如圖3-2-1所示。圖3-2-1物料混合流程圖3.3程序梯形圖梯