西安工業(yè)大學(xué)PLC與電氣設(shè)備

1、綜合控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)題目：PLC工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)學(xué) 院：電子信息工程學(xué)院專 業(yè)： 自動(dòng)化2014年1月8號(hào)目 錄一、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)二、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的前言三、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的內(nèi)容四、設(shè)計(jì)所需設(shè)備、編程元件資源的分配五、主程序的設(shè)計(jì)六、設(shè)計(jì)梯形圖控制程序七、智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)八、設(shè)計(jì)總結(jié)一、設(shè)計(jì)任務(wù)工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)是在生物、電子、食品、醫(yī)藥、醫(yī)療等現(xiàn)代生產(chǎn)、生活當(dāng)中，要求與自然環(huán)境嚴(yán)格隔離情況下，產(chǎn)生的人行通道控制設(shè)備。自動(dòng)檢測(cè)、執(zhí)行、警示、節(jié)能等新興技術(shù)及設(shè)計(jì)理念的引入，使得 該P(yáng)LC控制系統(tǒng)更具實(shí)用性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。作為綜合控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)， 本題目擬完成以下

2、工作：.熟練掌握專業(yè)電工、電子技術(shù)。. 了解掌握工業(yè)用風(fēng)淋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理。.自主設(shè)計(jì)一個(gè)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(guān)狀態(tài)檢測(cè)（可見光傳感器）、聲音提示等。II .通道A、B門電磁聯(lián)動(dòng)鎖控（節(jié)能模式）。強(qiáng)制、紅外檢測(cè)（40KMZ主、被動(dòng)方式不限）風(fēng)淋啟動(dòng)及定時(shí) （099S）控制。、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的前言隨著我國(guó)航空技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)產(chǎn)品的日新月異，現(xiàn)代的航空科研生產(chǎn)的微 型化、精細(xì)化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性對(duì)環(huán)境要求不斷提高，科研生產(chǎn)逐步 要求在潔凈室的廠房中進(jìn)行。而潔凈室與一般的科研廠房在設(shè)計(jì)時(shí)有一定的區(qū) 別。潔凈廠房的等級(jí)是用空氣潔凈度來劃分

3、等級(jí)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?jù)空氣 中不同粒徑的最大濃度值把潔凈室及潔凈區(qū)從高到低分為1-9級(jí)。潔凈室設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相關(guān)專業(yè)綜合完成的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，它與一般工業(yè)廠房設(shè)計(jì)有 類似處，但也有自身具體的特點(diǎn)。根據(jù)潔凈室擬生產(chǎn)的產(chǎn)品品種或使用情況確定 所設(shè)計(jì)潔凈室控制白對(duì)象及技術(shù)要求：如生物潔凈室，其控制對(duì)象是空氣中的塵 粒和微生物，對(duì)航空與集成電路廠房，其控制對(duì)象主要是空氣中的塵粒。 為確保 潔凈室達(dá)到必需空氣潔凈度，潔凈室所涉及的各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)故應(yīng)采用妥善的、可 靠的措施，潔凈室設(shè)計(jì)人員應(yīng)密切配合，綜合設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)潔凈室的工藝設(shè)計(jì)、 潔凈

4、建筑設(shè)計(jì)、空氣凈化設(shè)計(jì)和各種有特殊要求的設(shè)計(jì)枯術(shù)尤為要汁意。液晶顯示器是高科技產(chǎn)品，在其生產(chǎn)過程中，需要一個(gè)高清潔度的車間一 “凈化 室，。為此，要建一個(gè)員工進(jìn)入“凈化室，的“風(fēng)淋室”，如圖 1所示。其 作用是使員工身上的灰塵等臟物被“風(fēng)淋”而消除掉，干干凈凈地進(jìn)入“凈化室 原來，大多數(shù)公司是用手控“風(fēng)淋室，即當(dāng)員工打開門1,從室外進(jìn)入“風(fēng)淋室，后，用手按下鼓風(fēng)機(jī)的電源開關(guān)，此時(shí)鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，開始吹風(fēng)，一直吹 到預(yù)定的時(shí)間（用定時(shí)器預(yù)置吹風(fēng)時(shí)間）后才停止吹風(fēng)；之后，經(jīng)風(fēng)淋后的員工由“風(fēng)淋室，進(jìn)入“凈化室，。然而，是否風(fēng)淋是人為的，那怕是帶入很少量 的灰塵等臟物，就會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在以質(zhì)量求生存

5、的企業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)中， 為了 解決生產(chǎn)實(shí)際中存在的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)并研制了 “風(fēng)淋室”自動(dòng)互鎖，吹風(fēng)，定 時(shí)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱FZT控制系統(tǒng)），以達(dá)到提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效 和社會(huì)效益。一般常用的風(fēng)淋室分為“普通型和聯(lián)鎖型”兩類：普通型采用手動(dòng)啟動(dòng)吹淋 的控制方式，個(gè)別操作者會(huì)選擇“不經(jīng)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(huì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量。在聯(lián)鎖型風(fēng)淋室中，通常是在進(jìn)、出兩側(cè)門裝有電磁鎖，當(dāng)任意一扇門打 開時(shí)，另一扇門即處于閉鎖狀態(tài)而無法開啟，故此稱為“聯(lián)鎖”。當(dāng)使用者進(jìn)入 風(fēng)淋室，門關(guān)閉后即自動(dòng)啟動(dòng)吹淋，此時(shí)兩側(cè)門均處于閉鎖狀態(tài)，直到吹淋結(jié)束 后，門才能開

6、啟。采用這種控制方式，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)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(lián)鎖型風(fēng)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(guān)等與門有關(guān)的部位，一方面是由于長(zhǎng)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(shè)備的人員不了解或不適應(yīng)風(fēng)淋室的“工作流程”，違反“流程”操作，致使在門閉鎖時(shí)強(qiáng)行開門，造成電磁鎖損壞?；蛴斜绘i在風(fēng)淋室 內(nèi)“進(jìn)退兩難”的異常情況發(fā)生。在新開發(fā)的智能型風(fēng)淋室中，增加了 “語(yǔ)音系統(tǒng)”，從指導(dǎo)操作和門的狀態(tài) 監(jiān)視兩方面，及時(shí)給出相應(yīng)的語(yǔ)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(dāng)所引起的人為故障。止匕外，還增加了自動(dòng)

7、開啟照明, 壓差檢測(cè)等功能。通過操作顯示面板，用戶可自行設(shè)定吹淋時(shí)間 （0-99秒可調(diào)），觀察設(shè)備運(yùn) 行狀態(tài)及壓差報(bào)警等情況。三、工業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)的內(nèi)容本智能語(yǔ)音風(fēng)淋室控制系統(tǒng)采用高速微控制芯片進(jìn)行總線控制，具有較高的抗干擾能力，能夠適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，由于采用數(shù)字錄音清晰的真人語(yǔ)音提示 被編碼后同控制程序有機(jī)的整合后寫入微處理器，使得每個(gè)提示環(huán)節(jié)準(zhǔn)確與工作 流程相吻合，以提供最佳的工作狀態(tài)。風(fēng)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(jìn)入室內(nèi)的數(shù)量。當(dāng)人員或設(shè)備進(jìn)入潔凈室時(shí)，經(jīng)高效過濾器過濾后的高速 潔凈氣流由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各個(gè)方向噴射至人身上，有效面

8、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(fēng)淋區(qū)域內(nèi)。 風(fēng)淋室是人 員進(jìn)出潔凈室所必需的通道，并同時(shí)起到氣閘室密閉潔凈室的作用， 是進(jìn)行人員 凈化和防止室外空氣污染潔凈區(qū)的有效設(shè)備。為了更容易的合適的去除顆粒污 染，風(fēng)淋室內(nèi)裝置有可供用調(diào)節(jié)的時(shí)間設(shè)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(shí)間顯示，風(fēng)淋時(shí)間為 099S可調(diào)，并顯示已風(fēng)淋時(shí)間；2、采用獨(dú)特的空氣清新功能系統(tǒng)，對(duì)長(zhǎng)期封閉的風(fēng)淋室&風(fēng)淋信道內(nèi)產(chǎn)生的異 味進(jìn)行切底的消除；風(fēng)淋室是人進(jìn)入潔凈室所必需的信道， 它可以減少人進(jìn)出潔 凈室所帶來的污染問題。風(fēng)淋室的兩

9、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(jìn)入潔凈室。特 點(diǎn)1 .吹淋系統(tǒng)自動(dòng)控制，帶語(yǔ)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(jìn)口高風(fēng)速，低噪音風(fēng)機(jī)，噴嘴風(fēng)速20-26m/s,有效地去除人體及攜帶物表面的灰塵。4,采用進(jìn)口油壓閉門器，可選性定位，有效 保護(hù)門鎖使用壽命；5 .采用EVA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(shí)兼具除靜電功能,7.外觀及材質(zhì)尺寸要求可據(jù)客戶不同需 求定制.吹淋系統(tǒng)自動(dòng)控制，前后門互鎖。.采用初效與高效兩次過濾器。.噴嘴風(fēng)速2026m/s,有效地去除人體及攜帶物表面的灰塵。.采用EVA密封材料，密封材料

10、好。風(fēng)淋室是人員進(jìn)入潔凈室無塵車間所必備的凈化設(shè)備，通用性強(qiáng)，可與所有的潔凈室和潔凈廠房配套使用，工作人員進(jìn)入車間時(shí)，必須通過此設(shè)備， 用強(qiáng)勁潔凈的空氣，由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各個(gè)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(jìn)出潔凈室所 帶來的污染問題。風(fēng)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(jìn)入潔凈區(qū)域。杜絕工作人員將頭發(fā)，灰塵、細(xì) 菌帶入車間，達(dá)到工作場(chǎng)地嚴(yán)格的無塵凈化標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。 紅外線自動(dòng)感應(yīng)器。自動(dòng)感應(yīng)吹淋，日光燈 20Wphilip ；風(fēng)淋室安裝有高科技語(yǔ)音提示系統(tǒng)，提示完成整個(gè)吹淋過程，提高凈化效

11、果； 深圳清新凈化公司生產(chǎn)的高科技智能語(yǔ)音風(fēng)淋室?guī)в姓Z(yǔ)音提示系統(tǒng)，人在吹淋時(shí)由自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)提示讓人有次序的完成整個(gè)吹淋除塵過程，人性化語(yǔ)音提示給人一種親切感覺，并達(dá)到有效的凈化效果。風(fēng)淋室是人進(jìn)入潔凈室所必需的通道，它可以減少人進(jìn)出潔凈室所帶來的污染 問題。風(fēng)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(jìn)入潔凈室，高科技智能語(yǔ)音風(fēng)淋室?guī)в姓Z(yǔ)音提示系統(tǒng)， 人在吹淋時(shí)由自動(dòng)語(yǔ)音 系統(tǒng)提示讓人有次序的完成整個(gè)吹淋除塵過程，人性化語(yǔ)音提示給人一種親切感 覺，并達(dá)到有效的凈化效果，經(jīng)高效過濾器過濾后的潔凈氣流由可旋轉(zhuǎn)噴嘴從各 個(gè)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

12、子再由初、高 效過濾器過濾后重新循環(huán)到風(fēng)淋區(qū)域內(nèi)。電路控制：先進(jìn)的集成電路板，PLC控制，LED顯示吹淋時(shí)間，時(shí)間繼電器099 秒可調(diào)，紅外線自動(dòng)感應(yīng)器。感應(yīng)自動(dòng)吹淋，觸摸式微動(dòng)開關(guān)。并安裝有高科技 的人性化智能語(yǔ)音提示系統(tǒng)。四、設(shè)計(jì)所需設(shè)備、編程元件資源的分配.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：STEP7-200-CPU226計(jì)算機(jī).編程元件的資源分配PLCX業(yè)用智能風(fēng)淋控制系統(tǒng)I/O分配符號(hào)數(shù)據(jù)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(fēng)淋區(qū)紅外感應(yīng)檢測(cè)輸入I0.3BOOL照明控制（開關(guān)）I0.4BOOL紫外光源（殺菌）控制（開關(guān)）Q0

13、.0BOOLA門鎖控/LED指示輸出一高壓吸合Q0.1BOOLA門鎖控/LED指示輸出一低壓保持Q0.2BOOLB門鎖控/LED指示輸出一高壓吸合Q0.3BOOLB門鎖控/LED指示輸出一低壓保持Q0.4BOOL風(fēng)淋電機(jī)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(bào)警五、主程序的設(shè)計(jì)一.典型工作模式.系統(tǒng)上電自檢。. A、B門狀態(tài)檢測(cè)。A、B門開狀態(tài)一延時(shí)5s一聲音報(bào)警一 A、B門狀態(tài) 重復(fù)自檢。. A、B門關(guān)閉狀態(tài)下系統(tǒng)初態(tài)處理一 A、B門雙鎖一強(qiáng)制定時(shí)風(fēng)淋一 A、 B門解鎖一進(jìn)入正常風(fēng)淋工作狀態(tài)。.員工進(jìn)出系統(tǒng)工作：.員工A門進(jìn)1: A、B

14、門狀態(tài)檢測(cè)一 A、B門雙鎖一紅外檢測(cè)定時(shí)風(fēng) 淋一A、B門解鎖一員工B門出一 A、B門狀態(tài)檢測(cè)一返回IV。.員工A門進(jìn)2: A、B門狀態(tài)檢測(cè)一 A、B門雙鎖一紅外檢測(cè)定時(shí)風(fēng) 淋一A、B門解鎖一員工 A門出一A、B門狀態(tài)檢測(cè)一 A、B門雙鎖 一強(qiáng)制定時(shí)風(fēng)淋一 A、B門解鎖一返回IV。.員工B門進(jìn)1: A、B門狀態(tài)檢測(cè)一員工A門出一 A、B門狀態(tài)檢測(cè) 一A、B門雙鎖一強(qiáng)制定時(shí)風(fēng)淋一 A、B門解鎖一返回IV。.員工B門進(jìn)2: A、B門狀態(tài)檢測(cè)一員工B門出一 A、B門狀態(tài)檢測(cè)一返回IV O二.軟件控制思想風(fēng)淋凈化控制系統(tǒng)一個(gè)有代表性的部分是系統(tǒng)有關(guān)通道門的管理及風(fēng)淋潔凈 控制的過程，其控制流程如圖1所示

15、。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(chǎn)區(qū)域（潔凈區(qū)）相通的通道門為 B門。 在風(fēng)淋過程前A、B通道門自動(dòng)雙鎖并在門的外側(cè)伴有紅色 LED警示，防止此 時(shí)有人意外進(jìn)出污染潔凈區(qū)域。紅外感應(yīng)風(fēng)淋為員工進(jìn)入風(fēng)淋潔凈室內(nèi)有效區(qū)域 后，通過紅外感應(yīng)啟動(dòng)風(fēng)淋電機(jī)進(jìn)行的正常風(fēng)淋潔凈過程，風(fēng)淋過程中除風(fēng)淋噴頭自身旋轉(zhuǎn)外，語(yǔ)音會(huì)自動(dòng)提示被風(fēng)淋者前后轉(zhuǎn)體， 以保證潔凈效果。如果進(jìn)入 室內(nèi)一定時(shí)間內(nèi)不到有效區(qū)域接受風(fēng)淋潔凈過程， 會(huì)有語(yǔ)音提示，這種情況下通 道門鎖不會(huì)釋放。強(qiáng)制風(fēng)淋為員工回到外面后系統(tǒng)對(duì)受到污染的風(fēng)淋室環(huán)境進(jìn)行 的自凈過程。六、設(shè)計(jì)梯形圖控制程序I PL匚t型

16、用網(wǎng)楙控剌曲性，序CPU N1SF網(wǎng)絡(luò)1臉.活干|.優(yōu)l u .一蕤理器M0 I I卜電上印“ W 值快，宓SMO.ImOvIDWErj EHD0-INOUT-SDOrrI IT= SD4MQV-OWEtJEND0-INOUT-MDOM0V_DWEN ENOuz-MD4MOV DWENEH 口04UTMDS5D.Q同播2亞gm。5CR能？互7小也網(wǎng)小畫n姜心曲GKI門找點(diǎn)判feh門并招安于屏俘汨R_0SRR.CIENMA 4If. au,c- iniHj4猛ki.IQ.O101SOI汴匚用I*Mfll BI 0.1S0.1H*iu|M28 SDJEim it自rw跖地嵯Mll-nni Ml.出

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