基于PLC的粮食烘干机系统设计与实现

沈阳工学院

毕业设计

题目：基于PLC的粮食烘干机系统设计与实现

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目录

1 方案设计 (1)

1.1 设计任务要求 (1)

1.2 硬件方案设计 (1)

1.3 软件方案选择 (3)

2 粮食烘干机系统的部分设计 (5)

2.1 粮食烘干机系统的硬件选择 (5)

2.1.1粮食烘干机控制系统的PLC选型 (5)

2.1.2粮食烘干机控制系统的外围设备选型 (7)

2.2 粮食烘干机系统的控制电路设计 (8)

2.2.1粮食烘干机控制系统原理图 (8)

2.2.2粮食烘干机控制系统I/O地址分配 (9)

2.2.2粮食烘干机控制系统流程图 (11)

3 粮食烘干机系统的软件设计 (12)

3.1 设粮食烘干机系统控制程序设计 (12)

3.2 设粮食烘干机组态监控设计 (14)

3.3 设粮食烘干机控制系统组态通信 (15)

参考文献 (18)

附录A PLC程序 (19)

附录B 组态画面 (21)

附录C 组态程序 (22)

1 方案设计

采用PLC可编程控制器来实现粮食烘干控制系统的自动控制、烘干室温度、湿度的检测和自动控制、报警系统、保护系统、停止烘干系统的工作的全过程。采用组态软件实现实时监控系统的设计。

本设计主要探讨以燃油烘干循环式粮食烘干机进行自动控制。本设计共分为三大部分即系统软件设计部分、组态王设计部分、PLC基础知识。第一部分主要介绍了组态王软件系统画面的设计，并可以用组态王软件监控粮食烘干机的实时工作状况，最后经过仿真调试证明本系统性能良好、运行稳定。第二部分介绍了PLC系统的发展、定义、工作原理等。第三部分主要介绍了PLC系统的软件设计，用PLC实现了现粮食烘干全过程即进粮、循环烘干、出粮的自动控制。并且在系统正常工作过程中对燃烧室温度进行实时监控，保证系统的烘干效率。

1.1 设计任务要求

熟悉粮食烘干控制系统的工艺流程；学会使用PLC可编程控制器，完成粮食烘干炉的控制系统软、硬件设计。硬件设计合理，安全可靠。软件编程实现系统的运行程序要求，调试直到正确为止。学会使用组态软件实现实时监控。

基本要求要求如下：

(1) 粮食烘系统能够自动控制。

(2) 粮食烘干室温度能够自动控制。

(3) 粮食烘干报警系统全程监控。

(4) 粮食烘干报警相应的保护系统运行保护。

1.2 硬件方案设计

粮食烘干机的自动控制系统可用传统的电器控制，也可用单片机控制，还可用PLC控制[1]。本设计采用PLC控制来完成粮食烘干机控制系统设计与实现。PLC之所以越来越受自动控制界人士的重视，是由于它具有令通用计算机望尘莫及的特点[2]。PLC的基本特点有以下方面。粮食烘干机的自动控制采用以PLC 为核心的控制系硬件设计如图1.1所示。

图1.1 控制系统硬件设计图

1、应用简便

PLC是利用积木式的硬件结构与标准的模块化软件设计。其设计能满足繁杂的控制需求和工艺变化较多的场合。它的现场接线简便，可以按积木方式删减和扩充系统模块，组合成所需的控制系统。其功能是有软件设计实现的，所以从业人员可以在不需要硬件设备的情况下进行“软布线”工作调试。从而减少科研经费。从硬件反面考虑PLC对现场的要求不高，只需配置接线并且编程模拟调试即可投入现场使用。从软件方面考虑PLC习惯采用梯形图形式编程，它的特点是开发速度快、可读性强、软件维护方便。

2、高可靠性

继电器控制系统中，元器件的脱焊、老化现象是不可避免的。这就很大程度降低了继电器控制系统的可靠性。并且继电器系统的维护需要消耗大量的人力财力。但在PLC控制系统中的高可靠性，主要是它在硬件与软件两个方面采取了措施。由于PLC控制系统中大量的开关动作是通过半导体元器件电路完成的，并且PLC在软件和硬件上都采取了严格的保护措施。例如，主要控制核心中输入输出电路采用了光隔离措施。各I/0端口采用模拟滤波以外，还采用了数字滤波；并且内部采用电磁屏蔽，以防止辐射的干扰；还采用了较为先进的电源电路系统，以防止电源电路干扰干扰信号。在软件方面也采取了一些措施。如设置警

戒时钟WDT。系统的运行时会定时对WDT刷新，如果程序出现死循环，随之跳出，并且重新启动发出报警信号。系统为避免因为程序错误而导致错误运行，每次的扫描周期都会对程序进行检查校验，一旦程序错误立即发出报警信号并停止运行。软件系统里面还设计了对用户程序的差错报错程序，对于错误的程序和参数系统不能运行。

3、功能完善

⑴PLC的功能包括定时、计数、顺序、逻辑运算、数值计算、数值换算等。与继电器控制动作相比使用大量的时间继电器、计数器、步进控制开关数值计算等设备，在准确性和安全可靠性上具有无可比拟的优势。

⑵PLC其扩展功能有A/D和D/A的转换、数据处理和数据运算、中断控制、运动控制等、以及特殊函数运算功能。也可通过上位机进行人机对话增强扩展控制。

4、环境适应强、抗电磁干扰更好

PLC环境适应强能在高温（0~60℃）、湿度（相对湿度<90%），以及规定的机器震动、冲击和额定的电压频率中正常工作。

5、完整的工控网络体系，便于通信与远程实时监控

随着计算机网络技术的不断发展与成熟，以及工控系统的实际需要，近年来工控网络技术的到了前所未有的应用。对于PLC网络及工控局域网而言，目前已经形成了设备层网络、控制层网络和信息层网络三层网络的结构体系。

1.3 软件方案选择

粮食烘干机的自动控制系统的软件需要两种，一种是根据粮食烘干机的运行模拟行监控软件组态。另一种是粮食烘干机自动控制系统的运行控制软件程序编程语言CX-ONE。

随着社会对技计算机控制系统需求的日益增大，组态软件也已经形成了一个不小的产业。按照使用分类，可以将组态软件分为两类：一类是专用的组态软件，另一类是通用的组态软件[3]。

1、绍几种常用的组态软件：

(1)InTouch.美国Wonderware公司的InTouch堪称组态软件的“鼻祖”，该公司率先推出的16位Windows环境下的组态软件，在国际上获得较高的市场占有率。