气力输送装置—PLC课程设计

设计总说明
气力输送装置适用于不易破碎颗粒、粉料物料的输送。

广泛应用于铸造、化工、医药、粮食的行业。

例如工业生产中的石灰石输送等。

气力输送装置与输送管道、球形三通、增压器、增压弯头等组成密封输送系统，可以配自动控制电控系统，实现整个系统无人控制及配合PLC自动控制。

控制中还应加入相关故障报警，发生故障时及时报警，检修排除故障后手动复位重新启动。

本文主要从实际工作的角度介绍了PLC在气力输送装置中的应用。

在文中简述了气力输送装置的基本原理和工艺流程以及PLC 的特点。

详述了气力输送装置整个电气控制系统的设计过程，包括PLC的选型及I/O点分配、电气线路的设计等，并附有完整的PLC程序，针对程序还做了较详细的说明。

关键字：PLC 气力输送装置程序设计
目录
设计总说明 (1)
1 概述 (3)
1.1 气力输送装置简介 (3)
1.2 气力输送装置原理 (4)
2气力输送装置的控制设计 (5)
2.1气力输送装置的工艺流程 (5)
2.2 电气控制系统设计 (7)
3 基于PLC的系统设计 (8)
3.1 PLC概述 (8)
3.2 I/O地址分配 (8)
3.3 PLC系统程序设计 (9)
3.4程序仿真测试 (12)
3.5程序评述 (13)
4 小结 (14)
致谢 (15)
参考文献 (16)
附录： (17)
1 概述
1.1 气力输送装置简介
气力输送装置属于密相中压气力输送，适用于不易破碎颗粒、粉料物料的输送。

广泛应用于铸造、化工、医药、粮食的行业。

气力输送装置与输送管道、球形三通、增压器、增压弯头等组成密封输送系统。

气力输送装置在生产中有很大优势，物料在密闭管道内运行，不扬尘，环境整洁；能耗低，噪音小；管道布置灵活，占地小；可远距离输送，达到500米以上。

气力输送装置一般可分为吸气式、压气式和混合式三种基本形式。

本文所涉及的气力输送装置为高正压气力输送系统。

图1-1气力输送装置实体
1.2 气力输送装置原理
气力输送的基本原理是利用压缩空气与大气的压力差，使高压气体向低压区高速流动，流动的气体携带固体颗粒（如砂子、粉末等）沿着管道行进，最后到达出口位置。

1.加压阀打开向
仓泵内加压；
2.高仓压、低仓压
分别为仓泵内压
力上下限；
3.料位满为仓泵
内检测物料是否
满仓。

2气力输送装置的控制设计
2.1气力输送装置的工艺流程
这套装置的工作过程主要是向仓泵进料，料位计满信号时关闭进料阀，同时延时3秒后打开加压阀，并启动120秒定时器。

当仓泵内压力达到压力上限时延迟3秒打开防堵阀。

若没到压力上限且120秒延时时间到则发出报警信号。

打开防堵阀3秒后开启出料阀，启动600秒定时器，物料此时被吹送出仓泵向下一级移动。

此时检测仓泵内压力是否降至压力下限，若降至下限则关闭加压阀和防堵阀，并延迟10秒钟，延迟时间到后关闭出料阀。

若压力未降至压力下限则判断是否达致上限，若到达上限则发出报警，未达到上限则判断600秒延时时间是否到，若延时时间到则发出报警。

关闭出料阀后判断料位满信号，若料位满则说明料位检测出现故障，则发出报警信号。

若正常则延时3秒后开启进料阀，实现循环。

该装置主要由顺序控制和工艺流程图如下：
图1-3
2.2 电气控制系统设计
根据前文气力输送装置的工艺流程可知，在整个工作过程中系统所需要控制的量有开关量和时间量，并且还要实现自动循环功能。

由于该设备用于物料的中间输送，因此起着至关重要的作用，这就要求控制系统有着较高的可靠性，能长时间连续工作，且能使使用者操作简便，安全，便于维护和维修。

综合以上几点考虑，选用以PLC为主控元件构成控制系统的方案是最佳的选择。

根据实际需要，选用S7-200系列PLC为系统控制器。

其中还应有相应的传感器，例如物料满传感器、高低压上下限传感器等。

PLC中采用顺序控制方法，按工艺流程依次执行各步骤，同时加入故障自动报警和手动复位重启，整个系统实现循环工作。

3 基于PLC的系统设计
3.1 PLC概述
PLC即可编程逻辑控制器。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

完成上述三个阶段称作一个扫描周期。

在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

PLC有很鲜明的优点：使用方便，编程简单；功能性强；硬件配套齐全；可靠性高，抗干扰能力强；维修方便等。

因此，在工业控制中有很重要的作用。

3.2 I/O地址分配
根据工艺流程及气力传输装置原理可对PLC的I/O口作如下分配：
表3-1I/O地址分配表
西安建筑科技大学课程设计（论文）
3.3 PLC 系统程序设计
根据气力输送装置的工艺流程及I/O 分配表可设计如下T 型图控制程序：
西安建筑科技大学课程设计（论文）
4
图3-1
3.4 程序仿真测试
本程序利用step7-mico/win 配套的模拟仿真软件仿真SMZS7-200的工作过程。

输入梯型图程序，从模拟SMZS7-200的I/O灯来看程序的运行情况。

系统中的料位满、高低仓压上下限传感器信号均由手动触发相关输入口来实现。

经测试，该程序正确无误，自动循环运行及相关报警装置均能正常工作，符合气力传送装置的工艺流程要求。

仿真测试部分图见附录。

3.5程序评述
本程序在主要流程中采用顺序控制思想，实现设备的顺序执行。

其中，利用PLC各触点之间的互锁，能有效的实现顺序控制要求。

本程序所用定时器为时间基为100ms的定时器，实现工艺流程的定时要求。

程序中还引用中间继电器M0.0以实现循环工作。

报警系统的设计采用自动触发报警，手动复位重启。

总体来说，此程序运行无误，可以投入使用。

4 小结
本次课程设计主要利用PLC及控制相关知识，对实际中的现场控制进行系统设计，将课本所学知识应用于实际工作中。

实际中，设计一个控制系统要考虑的因素有很多，故障报警、自动无人控制、顺序控制、循环运行等。

此次课程设计将PLC中所学的知识进行了一次汇总运用。

定时器根据定时时间要求选择时间基为100ms的定时器，互锁、触点竞争也要充分考虑。

此次课程设计中面临的最大问题是循环运行的设计。

由于程序前后都有对进料阀的控制及料满信号的判断，因此初步设计时有前后矛盾，导致程序无法循环运行的问题。

后加入中间继电器M0.0，对其在前置位，在后复位以实现循环运行。

本次设计也存在一些不足，由于实际条件的限制。

料位满、高低压上下限这些传感器信号本应自动触发，在本文中均以手动控制，因此对测试人员有一定要求。

但应用于实际中，便可实现无人自动控制，人工操作只需启动、停止、故障复位。

致谢
这次课程设计经过一周的反复琢磨与修改，终于完成了。

从查资料，整理资料到设计程序，改程序，仿真直至通过老师的验收，一切都充满了刻苦与艰辛，其间充满了挫折可是同时又伴随着欢乐。

在重复修改与设计的过程中，我要感谢老师和同学们的帮助，相信没有他们的帮助，这次课程设计是不可能顺利完成的。

可见一个好的团队、好的凝聚力可以汇聚出无穷力量。

在此次课程设计过程中，我把PLC及自动控制的理论知识应用于实践中，使理论与实践相结合，使我的理论知识的到了巩固，在查资料翻阅资料的过程中也丰富了我的知识跟阅历。

参考文献
[1]何波.电气控制及PLC应用.中国电力出版社.2008年.
[2]胡学林.可编程控制器教程（实训篇）.电子工业出版社.2004年
[3]马小军.建筑电气控制技术（第2版）.机械工业出版社.2012年
[4]窦晓霞.建筑电气控制技术.高等教育出版社.2004年
[5]SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册.西门子公司.2008年
附录（SMZS7-200部分仿真截图）：。