畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于PLC的多種液體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于plc的多種液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：所在院系： 所學(xué)專業(yè)： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 年月 日摘 要本文所介紹的多種液體混合控制系統(tǒng)是一種適用于工業(yè)環(huán)境下的新型通用自動(dòng)控制裝置。在本設(shè)計(jì)中采用了日本松下公司fp1系列afp可編程控制器，以三種液體的混合控制為例，將三種液體按一定比例進(jìn)行混合，加熱到特定溫度后進(jìn)行攪拌，待攪拌均勻后從容器中流出，并實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)循環(huán)控制。在控制系統(tǒng)中通過程序中的液位傳感器控制液體流量，溫度傳感器控制混合液體的溫度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液體混合裝置的控制。在設(shè)計(jì)中具體完成了plc硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，并通過系統(tǒng)調(diào)試，達(dá)到自動(dòng)混合液體的目

2、的，提高了液體混合生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，可以用于工業(yè)上液體混合及后期加工等，基本適合于工業(yè)生產(chǎn)要求，其便于維修和保養(yǎng)。關(guān)鍵詞：多種液體，混合裝置，自動(dòng)控制 目 錄1緒論12總體方案設(shè)計(jì).22.1方案設(shè)計(jì)22.2 控制方案介紹23硬件電路設(shè)計(jì)43.1 總體結(jié)構(gòu)43.2 液位傳感器的選擇63.3 溫度傳感器的選擇73.4 攪拌電機(jī)的選擇93.4.1電動(dòng)機(jī)主電路93.4.2計(jì)算攪拌器的理論功率103.4.3 選用電動(dòng)機(jī)103.5 電磁閥的選擇113.6 接觸器的選用123.7 熱繼電器的選擇123.8 熔斷器的選擇133.9 plc的選擇133.10 plc輸入輸出口的分配143.11 液體混

3、合裝置輸入/輸出裝置接線圖144 軟件電路設(shè)計(jì)144.1 程序框圖144.2 控制程序梯形圖164.3 語句表175系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù)185.1 系統(tǒng)故障的概念195.2 系統(tǒng)故障分析及處理195.2.1 plc故障分析195.2.2 plc控制系統(tǒng)故障分布和分層排除205.3 系統(tǒng)抗干擾性的分析與維護(hù)215.3.1 干擾源及一般分類215.3.2 plc系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑215.3.3 主要抗干擾措施226 結(jié)束語23致謝23參考文獻(xiàn)241緒論多種液體混合是將多種液體按照先后順序，按照一定比例，加熱到預(yù)定的溫度然后進(jìn)行混合。在現(xiàn)在的很多行業(yè)中，如煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體

4、和混合罐裝是必不可少的工序，在整個(gè)生產(chǎn)過程中占有重要的地位，由于其生產(chǎn)過程中介質(zhì)多為易爆易燃、有毒有腐蝕性的物體，工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工操作，加上現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)要求不斷提高生產(chǎn)質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本的需要，其生產(chǎn)由簡單的人工操作、機(jī)械化、半自動(dòng)化向著自動(dòng)化，智能化的方向發(fā)展，以確保整個(gè)液體混合過程的混合精確，控制可靠的要求。 以往常采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制，使用硬連接電器多、可靠性差、自動(dòng)化程度不高當(dāng)前國內(nèi)許多地方的此類控制系統(tǒng)主要是采用dcs，這是由于液位控制系統(tǒng)的儀表信號(hào)較多，采用此系統(tǒng)性價(jià)比相對(duì)較好，但隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，plc在儀表控制方面的功能已經(jīng)不斷強(qiáng)化。用于回

5、路調(diào)節(jié)和組態(tài)畫面的功能不斷完善，而且plc的抗干擾的能力也非常強(qiáng)大，對(duì)電源的質(zhì)量要求比較低。目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)接觸控制進(jìn)行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障，所以plc在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到了良好的應(yīng)用。可編程控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器，可以編制程序的控制器。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令、進(jìn)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，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，來控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器技術(shù)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域，

6、可編程序控制器以其高可靠性的操作簡便等特點(diǎn)，已經(jīng)形成了一種工業(yè)控制趨勢(shì)。一直以來，可編程序控制器簡稱plc在工業(yè)自動(dòng)化控制方面發(fā)揮著巨大作用，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了廣泛、可靠的控制應(yīng)用。plc主要能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安個(gè)可靠和比較完善的解決方案，適合當(dāng)前自動(dòng)化工業(yè)企業(yè)的需要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域有了翻天覆地的變化，而plc不斷地采用新技術(shù)以及增強(qiáng)系統(tǒng)的開放性，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。plc將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，成為實(shí)現(xiàn)單機(jī)、車間、工廠自動(dòng)化的核心設(shè)備，其具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、組合靈活、編程簡單、維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)

7、。隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能由簡單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過程控制，成為自動(dòng)化領(lǐng)域的三大技術(shù)支柱。特別是在機(jī)器人、cad/cam方面有著廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域有：順序控制、過程控制、位置控制、生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。在本文中用采用日本松下公司生產(chǎn)plc來實(shí)現(xiàn)多種液體混合過程的控制，采用液位傳感器對(duì)容器中的液位進(jìn)行監(jiān)控控制，其電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資少，監(jiān)控系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于多段液位控制的監(jiān)控場(chǎng)合?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)液體混合過程的準(zhǔn)確、快速、高效、安全、自動(dòng)化控制并且維修方便，可以滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為

8、：控制方案的設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件電路設(shè)計(jì)、整個(gè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障以及相應(yīng)的保養(yǎng)維修措施。本設(shè)計(jì)要解決的主要問題是使液體灌裝機(jī)能夠安全、快速、準(zhǔn)確全自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)液體的混合。在相關(guān)的研究文獻(xiàn)報(bào)道中用plc灌裝機(jī)進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究已有，但是絕大多部分公是以介紹控制工作原理為主，以致人們難以根據(jù)生產(chǎn)的具體情況，正確選用相關(guān)技術(shù)參數(shù)的控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制，也就難以在提高產(chǎn)品質(zhì)量和高的生產(chǎn)效率的，降低成本的前提下，保證整個(gè)液體混合過程的順序進(jìn)行。2總體方案設(shè)計(jì)2.1方案設(shè)計(jì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程是按時(shí)液體混合生產(chǎn)工藝流程為中心來進(jìn)行相關(guān)的軟硬件電路設(shè)計(jì)，對(duì)于本中所用到的電氣符號(hào)符合國家關(guān)于電氣工程自動(dòng)化

9、設(shè)計(jì)的國家標(biāo)準(zhǔn)(gb4728)。其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在滿足液體混合條件和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件，使整個(gè)液體混合符合相關(guān)技術(shù)參數(shù)的條件下，整個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定，盡量做到經(jīng)濟(jì)、合理、降低生產(chǎn)成本。在設(shè)計(jì)方案元器件選擇時(shí)考慮其實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性，在滿足相關(guān)技術(shù)要求的前提下，發(fā)行量選用新技術(shù)、新產(chǎn)品，整個(gè)控制過程完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。要實(shí)現(xiàn)用plc控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)液體混合灌裝系統(tǒng)需要考慮：(1)各個(gè)閥門開關(guān)的先后順序，彼此之間的時(shí)間間隔；(2)何時(shí)攪拌和攪拌時(shí)間；(3)何時(shí)加熱和加熱到多少溫度結(jié)束；(4)整個(gè)混合過程如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)控制。對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主從以上四個(gè)方面進(jìn)行考慮來確定系統(tǒng)控制方案。2.2 控

10、制方案介紹目前常用的控制系統(tǒng)有以下幾種：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器控制?，F(xiàn)在將這幾種控制系統(tǒng)相比較，并結(jié)合并本設(shè)計(jì)的實(shí)際確定控制方案。(1)繼電器控制系統(tǒng)plc與繼電器均可以用于開關(guān)量邏輯控制。plc的梯形圖與繼電器電路圖都是用線圈和觸點(diǎn)來表示邏輯關(guān)系。繼電器控制系統(tǒng)的控制功能是用硬件繼電器(或稱物理繼電器)和硬件接線來實(shí)現(xiàn)的，plc的控制功能主要是用軟件(即程序)來實(shí)現(xiàn)的。plc采用的計(jì)算機(jī)技術(shù)、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)控制和通信聯(lián)網(wǎng)功等功能，比繼電器控制系統(tǒng)的功能強(qiáng)大的多。繼電器系統(tǒng)的可靠性差，診斷與復(fù)雜的繼電器系統(tǒng)的故障非常困難。梯形圖

11、程序中的輸出繼電器是一種“軟繼電器”，它們的功能是用軟件來實(shí)現(xiàn)的，因此沒有硬件繼電器那樣的觸點(diǎn)易于接觸不良的。plc的可靠性高，故障率極低，并且很容易診斷和排除故障。繼電器的控制功能被固定在線路中，其功能單一，不易修改，靈活性差。plc的控制方式靈活，有很強(qiáng)的柔性，僅需修改梯形圖就可以改變控制功能。至今還沒有一套通用的容易掌握的繼電器電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)復(fù)雜的繼電器電路既困難又費(fèi)時(shí)，設(shè)計(jì)出的電路也很難閱讀理解。plc有大量用軟件實(shí)現(xiàn)的輔助繼電器，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等編程元件供梯形圖的設(shè)計(jì)者使用。用先進(jìn)的順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)梯形圖，比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器電路花費(fèi)的時(shí)間要少得多。繼電器要在硬件安裝，接線

12、全部完成后才能進(jìn)行調(diào)試，發(fā)展問題后修改電路花的時(shí)間也很多。plc控制系統(tǒng)的開關(guān)柜制作，現(xiàn)場(chǎng)施工和梯形圖設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，梯形圖可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題后修改起來非常方便。（2）單片機(jī)控制單片機(jī)又稱單片微控制器，將cpu、并行輸入/輸出接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器和通信接口集成在一個(gè)芯片中，最便宜的8位單片機(jī)銷售僅為幾元，其功能強(qiáng)，響應(yīng)速度快，性能價(jià)格比極高。但是除了單片機(jī)芯片外，單片機(jī)還需要設(shè)計(jì)硬件電路圖和印制電路板。單片機(jī)一般用匯編語言或c語言編程，編程時(shí)需要了解單片機(jī)內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)。將單片機(jī)用于工業(yè)控制，對(duì)開發(fā)人員的硬件設(shè)計(jì)水平和軟件設(shè)計(jì)水平的要求都很高。此外，用單片機(jī)設(shè)計(jì)測(cè)控產(chǎn)品需

13、要采用大量的硬件，軟件方面的抗干擾措施，才能保證長期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。有的專業(yè)公司開發(fā)的單片機(jī)產(chǎn)品的可靠性都難達(dá)到plc的水平。使用單機(jī)機(jī)的專用測(cè)控裝置都早專業(yè)廠家來開發(fā)，現(xiàn)在很少有最終用戶開發(fā)單件或小批量的單片機(jī)測(cè)控裝置。(3) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制控制用的個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，簡稱為工控機(jī)。工控機(jī)是在個(gè)人計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用總線結(jié)構(gòu)，硬件的兼容性較強(qiáng)。ipc有各種各樣的輸入/輸出板卡供用戶選用，有很強(qiáng)的高速浮點(diǎn)去處、圖像運(yùn)算、通信和人機(jī)交互等功能，容易實(shí)現(xiàn)管理控制網(wǎng)絡(luò)的一體化。plc的體積小巧緊湊，硬件和操作系統(tǒng)的可靠性總體上比工控機(jī)高。工控機(jī)則來源于個(gè)人計(jì)算機(jī)，主要

14、用于過程控制或控制系統(tǒng)中的上位機(jī)和人機(jī)接口。在高端應(yīng)用方面，很難區(qū)分plc和工業(yè)pc之間的差異，因主兩者均采用同樣的微機(jī)處理器和內(nèi)存芯片。plc與pc相比有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 對(duì)低端應(yīng)用，plc具有極大的性能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)。工控機(jī)的價(jià)格比較高，將它用于小型開關(guān)量控制系統(tǒng)以取代繼電器控制，無論在體積和價(jià)格上都很難接受，可靠性也遠(yuǎn)不如plc。2) plc的可靠性無可比擬，故障停機(jī)時(shí)間最少。3) plc是專門為工廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型，對(duì)印制板，電源，機(jī)架，插座的制造和密閉，均采用了嚴(yán)密的措施。4) plc使用專門為工控設(shè)計(jì)的各種編程語言，這些語言簡單易學(xué)。與pc機(jī)發(fā)展太快相比

15、，plc產(chǎn)品可以長期供貨，并提供長期的技術(shù)支持。5) plc有龐大的有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員，維護(hù)人員和技術(shù)支持系統(tǒng)。（4）可編程程序控制器控制plc是一種專門為在工業(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)該按易于與工業(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)。有以下主要特點(diǎn)： 1）使用靈活、通用性強(qiáng)；2）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；3）接口簡單、維護(hù)方便；4）體積小、功耗小、性價(jià)比高；5）編程簡單、

16、容易掌握；6）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短。可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。通過以上幾種控制方案的比較，選用plc來實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合過程的控制。3硬件電路設(shè)計(jì)3.1 總體結(jié)構(gòu) 從圖中可知設(shè)計(jì)的液體混合裝置主要完成三種液體的自動(dòng)混合攪拌并控制溫度，

17、如圖1所示。完成此控制功能需要的元件有：液位傳感器l1、l2和l3，y1，y2，y3，y4為電磁閥，m為攪拌機(jī)，t為溫度傳感器，為加熱器，另外還有控制電磁器和電動(dòng)機(jī)的1個(gè)交流接觸器km。所有這些元件的控制都屬于數(shù)字量控制，可以通過引線與相應(yīng)的控制系統(tǒng)連接從而達(dá)到控制效果?；旌弦后w罐示意圖如圖1所示：(1)初始狀態(tài)容器是空的，各電磁閥門均關(guān)閉(y1=y2=y3=y4=off)，液體傳感器無液時(shí)為斷開(l1=l2=l3=off)，電動(dòng)m=off，加熱電爐h=off，溫度傳感器t=off。(2)啟動(dòng)操作按下啟動(dòng)按鈕，裝置開始按下列規(guī)律動(dòng)作。1)，液體和同時(shí)注入容器。當(dāng)液面達(dá)到是，使，即關(guān)閉和閥門，打

18、開液體的閥門。2)液面達(dá)到時(shí)，即關(guān)閉閥門，攪拌機(jī)啟動(dòng)，開始攪拌。圖1 液體混合3)經(jīng)過10s后攪拌均勻后，停止攪拌，加熱器開始加熱。4)當(dāng)混合液體溫度達(dá)到指定什時(shí)，停止加熱，使電磁閥，開始放出混合液體。5)液面低于時(shí)，從到，再經(jīng)過s，容器放空，使y4off，開始下一周期。(3)停止操作任何時(shí)候按下停止按鈕后，要將當(dāng)前容器中的混合工處理完后，才能停止操作，即停在初始狀態(tài)上。3.2 液位傳感器的選擇本設(shè)計(jì)中選用lsf-2.5型傳感器光電式液位傳感器利用了光的反射與折射原理制成 ,使輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開關(guān)量。其檢測(cè)精度與被測(cè)液體的密度、壓力大小及導(dǎo)電性無關(guān) ,無機(jī)械傳動(dòng)

19、 、無活動(dòng)觸點(diǎn) 、無需任何附加聯(lián)動(dòng)裝置 ,操作十分簡便，使用壽命較長。 廣泛用于水廠、煉油廠、化工廠、玻璃廠、污水處理廠、高樓供水系統(tǒng)、水庫、河道、海洋等對(duì)供水池、配水池、水處理池、水井、水罐、水箱、油井、油罐、油池及對(duì)各種液體靜態(tài)、動(dòng)態(tài)液位的測(cè)量和控制。光電式液位傳感器結(jié)構(gòu)及原理光電式液位傳感器結(jié)構(gòu)主要有 5個(gè)部分：接觸被測(cè)介質(zhì)的探頭部分 (導(dǎo)光罩 )、紅外收發(fā)組件、信號(hào)調(diào)理電路部分、外殼結(jié)構(gòu)部分和信號(hào)引出線部分。 圖2光電式傳感器結(jié)構(gòu)其工作原理為：光發(fā)射器發(fā)射的紅外波在導(dǎo)光罩內(nèi)傳播；當(dāng)無液體介質(zhì)時(shí) ,光經(jīng)反射大部分集中在接收器上，當(dāng)有液體介質(zhì)時(shí)，光在反射時(shí)，部分光被折射出去，接收器上的光強(qiáng)

20、變?nèi)酰ㄟ^光在接收器上的強(qiáng)弱變化，可感知液體界位。圖2為光電式液位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。相關(guān)元件主要參數(shù)如下：(1)量程范圍：0200m；(2)過載壓力：2.5a；(3)供電電壓：24v；(4)精確度：0.2.；(5)長期穩(wěn)定性：0.2%f.s；(6)響應(yīng)時(shí)間：1ms；(7)壽命：1x10壓力循環(huán)；(8)防爆等級(jí)：exiaiict6；(9)防護(hù)等級(jí)：ip67。光電傳感器有四根接線，其中有兩條是電源線，其它兩條信號(hào)線與接線圖如下：圖3 光電傳感器與plc接線3.3 溫度傳感器的選擇在本設(shè)計(jì)中采用kty81-201型傳感器kty系列溫度傳感器采用進(jìn)口philips硅電阻元件精心制作而成，具有精度高，穩(wěn)

21、定性好，可靠性強(qiáng)，產(chǎn)品壽命長等優(yōu)點(diǎn)，該溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于電機(jī)變頻調(diào)速溫度控制，太陽能熱水器溫度測(cè)量領(lǐng)域彩印設(shè)備溫控，汽車油溫測(cè)量、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)中過熱保護(hù)、加熱控制系統(tǒng)、電源供電保護(hù)等。系列溫度傳感器屬于集成溫度傳感器，按輸出信號(hào)形式分為電流型、電壓型和頻率型。它們的突出優(yōu)點(diǎn)是在其適用溫區(qū)范圍內(nèi)具有靈敏度高、線性好、功能全和使用簡單方便。無論電壓輸出、電流輸出還是頻率輸出都適合于與微機(jī)直接接口。圖4 溫度傳感器電路圖利用硅集成電路工藝技術(shù)可以將感溫電路、信號(hào)放大電路、電源電路、補(bǔ)償電路等制作在一塊芯片上，構(gòu)成單片式硅集成溫度傳感器。集成溫度傳感器的基本感溫電路如圖4所示它們是

22、一對(duì)匹配的晶體管，使之分別工作在不同的電流密度之下，當(dāng)i1、i2為恒流時(shí)，兩晶體管的u be之差 ube與 t成線性變化。采用這種基本感溫電路，可以設(shè)計(jì)出各種不同的電路形式和不同輸出類型的集成溫度傳感器。在使用時(shí)可以通過調(diào)節(jié)其上限溫度、下限溫度在所要求的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)混合液體溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，溫度傳感器向外輸出信號(hào)，供使用。與生產(chǎn)線圖如下：圖5 溫度傳感器與plc接線傳感器與plc的連接，兩個(gè)端子接直流電源的正極和負(fù)極，另一個(gè)端子是傳感器的輸出端。傳感器未動(dòng)作時(shí)，輸出電流近似為為0。傳感器動(dòng)作時(shí)，輸出晶體管飽和導(dǎo)通，管壓降近似為0，傳感器的輸出晶體管相當(dāng)于一個(gè)觸點(diǎn)。相關(guān)元件主要參數(shù)如下：(

23、1) 測(cè)量溫度范圍為-50150oc；(2) 溫度系數(shù)為tc0.79%/k；(3) 精度等級(jí)0.5%；(4) 探頭保護(hù)直徑6：(5) 公稱壓力1.6mpa；(6) 穩(wěn)定性： 年變化率80度工作壓差：0.4pa工作介質(zhì)：具有腐蝕性動(dòng)作頻率：要求不高介質(zhì)清潔度：當(dāng)介質(zhì)清潔度不高時(shí)，在電磁閥配裝反沖過濾網(wǎng)，本設(shè)計(jì)中壓力較低可用直動(dòng)膜片式。根據(jù)以上條件選用耐高度，塑料王或全不銹鋼先導(dǎo)式直動(dòng)電磁閥，電源種類為交流，電源電壓220v，電源電壓波動(dòng)范圍可以滿足要求不需要考慮穩(wěn)壓措施，在本設(shè)計(jì)中采用以下電磁閥。 (1) 入罐液體選用vf31-30-ac220v-w型電磁閥圖7 電磁閥30為順序號(hào)相關(guān)元件主要技

24、術(shù)參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)電壓：ac110v；線圖及位置數(shù)：單頭雙位置；接線形式：引線式；動(dòng)作方式：內(nèi)部先導(dǎo)式；使用壓力：0.150.8mpa；電壓范圍：10%；絕緣性及防護(hù)等級(jí)：f級(jí) ip65；最高動(dòng)作頻率：每秒五次；最短勵(lì)磁時(shí)間：0.05秒。對(duì)于其通徑寬度可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。其結(jié)構(gòu)簡圖為圖：圖8 二位三通電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)(2)出罐液體選用vf31-50-ac220v-w型電磁閥 3.6 接觸器的選用選用條件：（1）電源種類：交流；（2）主觸點(diǎn)額定電壓：380v額定電流可由公式求得：； 式中k為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取11.4，本設(shè)計(jì)中取1； 電動(dòng)機(jī)機(jī)率(kw)，本設(shè)計(jì)為1.5kw；接觸器主觸點(diǎn)電流；電動(dòng)機(jī)額定線電

25、壓；代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得（）電磁線圈電源種類：交流;頻率：50；額定電壓：220。選用cj10-5型交流接觸器，主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的額定都為5a，線圈電壓220。3.7 熱繼電器的選擇熱電器元件的額定電流：為電動(dòng)機(jī)額定電流，本設(shè)計(jì)中為3.7；代入相關(guān)數(shù)字得，=3.523.89a，取3.9選用jb16b20/3型熱繼電器相關(guān)主要技術(shù)參數(shù)如下：(1)額定電流為20；(2)熱元件額定電流5；(3)電流調(diào)節(jié)范圍：3.55.0；(4)在本設(shè)計(jì)中將其調(diào)為3.9。3.8 熔斷器的選擇選擇熔器的條件：（）種類：螺旋式；（）額定電壓：380；（3）熔體額定電流=(1.52.5)ied 為電動(dòng)機(jī)額定電流，本設(shè)計(jì)中取3.

26、7。 代入以上式子中，得=5.559.25a，取10。（4）熔體額定電流：選用15。 在本設(shè)計(jì)中選用rl1-15型熔斷器，額定電流10a。正常工作條件：（）周圍空氣溫度不超過40，24h測(cè)得的平均值不超過35，一年內(nèi)測(cè)得的平均值低于該值。周圍空氣溫度最低值為-5；（）海拔：安裝地點(diǎn)的海拔不超過2000m；（）大氣條件：空氣是干凈的，它的相對(duì)濕度在最高溫度為40時(shí)不超過50%；在較低溫度下可以有較高的相對(duì)濕度，例如，在20下，相對(duì)濕度可達(dá)90%；在這些條件下，由于溫度變化，中等的凝露可能偶然發(fā)生。注：若熔斷器在不同于1，2和3規(guī)定條件下使用，尤其是在無防護(hù)的戶外條件使用，應(yīng)與制造廠協(xié)商。若熔斷器

27、用在有煙霧或不正常的工業(yè)沉積物的場(chǎng)所，亦應(yīng)與制造廠協(xié)商。（）電壓系統(tǒng)電壓的最大值不超過熔斷器額定電壓的110%；注：應(yīng)注意到若熔斷體在大大低于額定電壓下熔斷，熔斷指示器或熔斷撞擊器可能不動(dòng)作。3.9 plc的選擇在本設(shè)計(jì)中輸入裝置有：三個(gè)液位傳感器，一個(gè)溫度傳感器，一個(gè)啟動(dòng)按鈕，一個(gè)停止按鈕和熱繼電器的輔助觸點(diǎn)，共計(jì)七個(gè)輸入觸點(diǎn)。輸出裝置有：一個(gè)報(bào)警燈，四個(gè)電磁閥，一個(gè)攪拌電動(dòng)機(jī)觸點(diǎn)，一個(gè)加熱器觸點(diǎn)和熱電器線圈觸點(diǎn)，共計(jì)八個(gè)輸出觸點(diǎn)。選用日本松下的afp12417型plc，采用模塊式，輸入電壓dc24v，開關(guān)量輸出模塊為繼電器型，輸出電壓ac 220v，可直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件?？紤]到以后控制內(nèi)容及

28、方案的改變，可根據(jù)自己的需要，將plc的輸入觸點(diǎn)和輸出觸點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)增加擴(kuò)展接口，同時(shí)要選用較大的內(nèi)存（本設(shè)計(jì)中所有程序?yàn)?.41），一般要留有10%的裕量。在本設(shè)計(jì)中選用輸入14點(diǎn)，輸出16點(diǎn)，內(nèi)存5.0k。3.10 plc輸入輸出口的分配表1輸入/輸出地址分配表輸入口相應(yīng)元器件輸出口相應(yīng)元器件x0sb0啟動(dòng)按鈕y0報(bào)警燈hlx1l1液位傳感器y1電磁閥y1x2l2液位傳感器y2電磁閥y2x3l3液位傳感器y3電磁閥y3x4t溫度傳感器y4電磁閥y4x5sb1停止按鈕y5攪拌機(jī)m接觸器x6fr常閉觸點(diǎn)y6加熱器h接觸器y7熱繼電器fr3.11 液體混合裝置輸入/輸出裝置接線圖圖9 輸入輸出接線

29、圖4 軟件電路設(shè)計(jì)4.1 程序框圖液體控制過程如下：（1）兩種液體的進(jìn)入當(dāng)plc接通電源后，按下啟動(dòng)按鈕sb0后，觸點(diǎn)x0接通，由于有微分指令df，使該路只接通一掃描周期，通過保護(hù)指令kp使y1、y2輸出繼電器線圈得電并保持，分別與之相相接的y1、y2電磁閥帶電接通，流進(jìn)兩種不同的液體。（2）第三種液體的進(jìn)入 當(dāng)液體達(dá)到l2液位傳感器的位置時(shí)，x2輸入繼電器接通使y1、y2關(guān)閉，同時(shí)地址為16的x2接通，利用kp指令使輸出繼電器y3接通并保持，與之相連的y3電磁閥得電接通，第三種液體流進(jìn)液罐。（3）攪拌機(jī)工作 當(dāng)液位達(dá)到l1液位傳感器的位置時(shí)，該傳感器檢測(cè)到該信息，使x1輸入繼電器線圈得電，在

30、梯形圖中它的x1常用觸點(diǎn)接通，通過kp介紹信復(fù)位端，使輸出繼電器x3閉合，與之相連的電磁閥關(guān)閉，同時(shí)接通地址為32的x1常開觸點(diǎn)，使代表攪拌機(jī)y5的輸出繼電器接通。（4）加熱器工作攪拌機(jī)通過y5的輸出信號(hào)得電并開始攪拌，并用tmy0定時(shí)器定時(shí)，定時(shí)時(shí)間為10s，10s后，地址為45的定時(shí)器觸點(diǎn)t0接通，使y6輸出繼電器得電，與之相連的加熱器h這里接通，開始加熱液體，同時(shí)關(guān)閉y5使攪拌機(jī)m停止。（5）混合液體開始排出 當(dāng)液體溫度達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，溫度傳感器檢測(cè)到該信號(hào)，同時(shí)梯形圖中地址為47的x4接通使y6失電，從而使加熱器h關(guān)閉，同時(shí)接通地址為51的常開觸點(diǎn)，命名x接通，與相連的電磁閥打開，捐出

31、攪拌均勻后的混合液體。（6）混合液體熱排完當(dāng)液位低于液位傳感器的位置時(shí)，液位傳感器由能到斷，使也由通到斷，這樣相當(dāng)于一個(gè)下降沿，驅(qū)使產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖，通過指令置位端使輔助繼電器r0接通，接通后使定時(shí)器1定時(shí)，大約5時(shí)間，液體排完。(7)重復(fù)液體混合過程重復(fù)液體混合過程是對(duì)通過并聯(lián)在梯形圖地址為位置上的定時(shí)器常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)常開觸點(diǎn)也接通，通過保持指令使復(fù)位，定時(shí)器關(guān)閉。根據(jù)液體混合過程繪制程序框圖如圖10所示。、開，進(jìn)液體、啟動(dòng)到，、關(guān)，開，進(jìn)液體按停止按鈕？到，關(guān)，開，即開始攪拌結(jié)束到預(yù)定溫度時(shí)，關(guān)，開，即排出混合液體當(dāng)液體低于時(shí)，由通到斷定時(shí)，后，圖10程序框圖4.2 控制程序梯

32、形圖根據(jù)液體混合過程，以及plc梯形圖的特點(diǎn)，編寫plc及語句表如下：4.3 語句表0 st x01 df2 or t13 st x24 df/5 or t16 kp y17 st x08 df 9 or t110 st x511 or x212 kp13 kp y214 st x215 df16 st x117 or x516 st x118 df/19 kp y320 st x121 df22 st x523 df/24 or to25 kp y526 st y527 tmy 0 k 1031 st to32 st x433 or x534 kp y635 st x436 df37 st

33、x538 df39 or t140 kp y441 st x342 df/43 st t144 dp ro45 st ro46 tmy 1 k 550 ed5系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù)為了延長plc控制系統(tǒng)的壽命，確保整個(gè)生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行，需要對(duì)控制系統(tǒng)中以及在生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)的故障，比如設(shè)備損耗，元器件老化等問題有一個(gè)清晰的判斷，以便在故障發(fā)生前采用必要的措施防止故障發(fā)生或在出現(xiàn)故障后能夠很快的排除。5.1 系統(tǒng)故障的概念為了使控制系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)可以正常的運(yùn)行，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中要對(duì)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障，設(shè)備損耗、電子元器件等可能出現(xiàn)的問題有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)，以便在沒有發(fā)生故障以前采取

34、必要的措施防止故障的發(fā)生，或者當(dāng)故障發(fā)生以后能夠很快的判斷出故障點(diǎn)，盡快維修，以免影響生產(chǎn)。5.2 系統(tǒng)故障分析及處理系統(tǒng)故障是指在整個(gè)控制系統(tǒng)中，包括plc控制系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備和電子元器件等一切相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備出現(xiàn)故障或者失效的總和。plc控制部分，主要包括中央處理器、主機(jī)箱、擴(kuò)展部分、輸入/輸出部分以及相應(yīng)的控制程序和一些外部設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括各種傳感器、電磁閥、接觸器、閥門、線路、電動(dòng)機(jī)等。5.2.1 plc故障分析下面是系統(tǒng)故障分布圖圖11 故障分布圖由上圖可知plc的常見故障為：(1)在電子控制系統(tǒng)內(nèi)部只有少量故障出現(xiàn)約占裝置總故障的%5，這些故障包括1）cpu故障約占內(nèi)部故障的30%，出

35、現(xiàn)在處理器和貯存器、總線系統(tǒng)、通訊模塊和電源模塊四方面，機(jī)率均等；2）輸入/輸出模塊故障約占內(nèi)部故障70%。(2)大量故障(約占裝置總故障的% 95)是發(fā)生在傳感器，驅(qū)動(dòng)器等控制執(zhí)行器上以及連接控制執(zhí)行器件的電纜方面。5.2.2 plc控制系統(tǒng)故障分布和分層排除plc控制系統(tǒng)大多數(shù)故障95在外設(shè)，僅有5發(fā)生在plc本身，故維修系統(tǒng)的注意力應(yīng)該首先集中在外部設(shè)備。而在5的plc故障中，控制器內(nèi)的故障只占10%，90發(fā)生在i/o模板中。 故障發(fā)生時(shí)，首先定位故障發(fā)生在plc內(nèi)部還是外部（第一層）；是在i/o回路還是在控制器內(nèi)部（第二層）；是plc硬件故障還是軟件故障（第三層）。 (1)利用plc輸

36、入、輸出指示燈判斷第一層故障 指示燈亮與否是一個(gè)有效而又直觀的檢查和發(fā)現(xiàn)故障的手段。 外設(shè)故障一般發(fā)生在繼電器、接觸器；閥門、閘板；開關(guān)、限位開關(guān)、安全保護(hù)、就地和遠(yuǎn)控轉(zhuǎn)換開關(guān)；接線盒、接線端子、螺栓螺母處；傳感器、儀表；電源、地線和信號(hào)線的噪音等等，排除比較容易。 plc本身故障原因一般有1）輸入模塊故障；2）電源（內(nèi)部）電壓不正常，但電壓不正常不一定都是電源電路有問題，有時(shí)由于內(nèi)部短路，輸出自我保護(hù)；3）控制器內(nèi)其他電路；4）控制器部分。 (2)利用上位監(jiān)控系統(tǒng)（monitor）功能判斷第二層故障 利用上位監(jiān)控機(jī)在線監(jiān)控狀態(tài)，通過梯形圖進(jìn)行監(jiān)控，如軟觸點(diǎn)顯示不同的顏色代表不同的狀態(tài)。查找輸

37、入元件x0，若為on表明輸入信號(hào)已送入第二層控制器，然后查找輸出元件yo，若其狀態(tài)為on表明輸出信號(hào)已在控制器內(nèi)的寄存器中形成。如果輸入輸出的某端口壞了，可以利用冗余端口，將程序稍作改動(dòng)，就可以恢復(fù)正常運(yùn)行。 (3)通過故障現(xiàn)象分析診斷plc第三層故障 控制器內(nèi)部電路實(shí)際上是一個(gè)單片機(jī)或單片機(jī)系統(tǒng)。若應(yīng)用程序有誤（如刪改）可以重新輸入備份程序。若不正常，可以編制一個(gè)簡單的試驗(yàn)程序插入原程序之前，單獨(dú)運(yùn)行。如果所有分路都有故障，則故障可能在編碼控制單元，應(yīng)仔細(xì)檢查相關(guān)電路及元件，必要時(shí)替換之；如果僅僅是某一組分路都有故障，則可能是某一塊鎖存器芯片已損壞，更換之。判斷控制器內(nèi)cpu是否出現(xiàn)故障，可

38、以將cpu主板中鋰電池取出，用短接線在cpu與電池正、負(fù)極連接處短接放電，從而用戶程序消失，然后再接好鋰電池，再通過編程器，將一個(gè)僅有一個(gè)語句的用戶軟件傳輸?shù)絚pu，這個(gè)程序僅有一個(gè)，“end”語句。斷開所有的外部i/o控制與掃描、通信等，對(duì)cpu進(jìn)行冷態(tài)啟動(dòng)，如果冷態(tài)啟動(dòng)仍然失敗，只能說明包括cpu在內(nèi)的主機(jī)箱系統(tǒng)的硬件需要再檢查。當(dāng)冷態(tài)啟動(dòng)正常時(shí)，說明主機(jī)系統(tǒng)沒有故障。這時(shí)可以通過編程器或上位機(jī)重新下載用戶程序，再將硬件和軟件一點(diǎn)點(diǎn)地或分片與分區(qū)地投入，去尋找故障點(diǎn)。 總之，當(dāng)plc控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，首先定位故障點(diǎn)，然后借助測(cè)試工具加上邏輯推理逐層分析，最終把故障排除。5.3 系統(tǒng)抗干擾性

39、的分析與維護(hù)plc是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備。其制造商采取了一些措施，使得它的可靠性較高，但還有許多外部因素也會(huì)使它產(chǎn)生干擾，造成程序誤變或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入井引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，我們就采用必要的抗干擾措施提高plc控制系統(tǒng)的可靠性。要提高plc控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求plc生產(chǎn)廠家用提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。5.3.1 干擾源及一般分類 影響plc控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部

40、位，這些電荷劇烈移動(dòng)的部位就是噪聲源，即干擾源。 5.3.2 plc系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑 對(duì)于系統(tǒng)其干擾的主要來源而言途徑為以下幾種： （1）來自空間的輻射干擾空間的輻射電磁場(chǎng)（emi）主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。 （2）來自系統(tǒng)外引線的干擾主要通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重。 （3）來自電源的干擾 plc系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。 （4）來自信號(hào)線引入的干擾與plc控制系統(tǒng)連

41、接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起i/o信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。 （5）來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾 接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（emc）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使plc系統(tǒng)將無法正常工作。 （6）來自plc系統(tǒng)內(nèi)部的干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及

42、電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于plc制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實(shí)績或經(jīng)過考驗(yàn)的系統(tǒng)。 5.3.3 主要抗干擾措施 在系統(tǒng)中主要的抗干擾措施有以下： (1)采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾 在plc控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入plc控制系統(tǒng)主要通過plc系統(tǒng)的供電電源（如cpu 電源、i/o電源等）、變送器供電電源和與plc系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的?，F(xiàn)在，對(duì)于plc系統(tǒng)供

43、電的電源，一般都采用隔離性能較好電源，而對(duì)于變送器供電的電源和plc系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表的供電電源，并沒受到足夠的重視，雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對(duì)于變送器和共用信號(hào)儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù)）的配電器，以減少plc系統(tǒng)的干擾。 此外，位保證電網(wǎng)饋點(diǎn)不中斷，可采用在線式不間斷供電電源（ups）供電，提高供電的安全可靠性，并且ups還具有較強(qiáng)的干擾隔離性能，是一種plc控制系統(tǒng)的理想電源。 (2)電纜選擇的敖設(shè) 為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾，尤其是

44、變頻裝置饋電電纜。不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敖設(shè)。嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敖設(shè)，以減少電磁干擾。 (3) 硬件濾波及軟件抗 如果措施由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本消除迎接干擾影響是不可能的，因此在plc控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些措施：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時(shí)校正參考點(diǎn)電位，并采用動(dòng)態(tài)零點(diǎn)，可有效防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件陷阱等提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性。 信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前，在

45、信號(hào)線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號(hào)兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。 由干工業(yè)環(huán)境惡劣，干擾信號(hào)較多， i o信號(hào)傳送距離較長，常常會(huì)使傳送的信號(hào)有誤。為提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，使plc在信號(hào)出錯(cuò)倩況下能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并能排除錯(cuò)誤的影響繼續(xù)工作，在程序編制中可采用軟件容錯(cuò)技術(shù)。 (4)正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng) 接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是plc控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。 系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對(duì)plc控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影

46、響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低1mhz，所以plc控制系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的plc系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。用一根大截面銅母線（或絕緣電纜）連接各裝置的柜體中心接地點(diǎn)，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22 mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2，接地極最好埋在距建筑物10 15m遠(yuǎn)處(或與控制器間不大于50m)，而且plc系統(tǒng)接地點(diǎn)必須與強(qiáng)電設(shè)備接地點(diǎn)相距10m以上。 信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地；不接地時(shí)，應(yīng)在p

47、lc側(cè)接地；信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地；多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理。選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。6 結(jié)束語經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，用afp12147型plc設(shè)計(jì)的液體混合灌裝系統(tǒng)的控制系統(tǒng)完全可以滿足控制要求，在實(shí)際的操作過程中，由于plc自身可靠性高，靈活性強(qiáng)，對(duì)工作環(huán)境要求不高，抗干擾性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以保證整個(gè)控制過程的快速，高速，高質(zhì)量。由于plc來控制整個(gè)混合過程，當(dāng)混合液體的工序過程發(fā)生改變時(shí)，可以通過改變plc的程序來滿足控制要求，以適應(yīng)多樣化生產(chǎn)的要求。用該系統(tǒng)可以用較少的成本達(dá)到很高的控制

48、精度。本設(shè)計(jì)已通過模擬仿真試驗(yàn)檢驗(yàn)，可以推廣。本設(shè)計(jì)中已經(jīng)過了模擬仿真實(shí)驗(yàn)，不過由于實(shí)驗(yàn)條件跟現(xiàn)場(chǎng)條件有較大的差距，另外本設(shè)計(jì)所用時(shí)間較短，還用許多因素沒有考慮到，還需要經(jīng)過較長時(shí)間的考驗(yàn)對(duì)其各方面進(jìn)行完善，以滿足更高的控制要求。致謝本論文是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，指導(dǎo)老師淵博的專業(yè)知識(shí)，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，務(wù)實(shí)的科學(xué)作態(tài)度對(duì)我有很深的影響。在此過程中，我不僅掌握了基本的科學(xué)研究方法，還學(xué)會(huì)了許多書本上學(xué)不到的知識(shí)，在此，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。此外，在本論文的設(shè)計(jì)當(dāng)中，還受到了多位老師的幫助和指導(dǎo)他們無私的奉獻(xiàn)、兢兢業(yè)業(yè)的精神，教書育人的態(tài)度深深打動(dòng)了我。在論文資料和

49、實(shí)驗(yàn)期間，多位同學(xué)給予了我很多幫助，在此也感謝他們。在即將告別母校的時(shí)候，我想衷心的感謝母校五年來對(duì)我的培養(yǎng)，大學(xué)里，我感受到了人格魅力的偉大，受到了很多淵博思想的熏陶。“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。”人生的道路還很漫長，我會(huì)堅(jiān)持不懈地走下去。也許會(huì)有失敗和挫折，但我會(huì)繼續(xù)努力。參考文獻(xiàn)1廖常初. plc應(yīng)用技術(shù)回答m.機(jī)械工業(yè)出版社.2006,12李國厚.plc原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)m.化學(xué)工業(yè)出版社,2005,93殷興光,孫瑜.在液體混合裝置中的應(yīng)用j.機(jī)電一體化,2004,3:63654陸振曦,陸守道.食品機(jī)械原理與設(shè)計(jì)m.中國輕工業(yè)出版社,1995,55成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)m.化學(xué)工業(yè)出版