烘干机PLC课程设计

目录

第1章烘干机概述

1.1 用途

1.2 工作过程

1.3 控制要求

第2章控制方案论证

2.1 继电器控制

2.2 单片机控制

2.3 可编程序控制

第3章控制系统硬件设计

3.1 电气元件选择

3.2电动机、电气控制线路设计

3.3 I/O接线图

第4章控制系统软件设计

4.1 梯形图的总体结构图设计

4.2 手动程序设计

4.3 自动程序设计

4.4公用程序设计

4.5 故障报警和信号显示

第5章系统调试

第6章心得体会

参考文献

附录

第1章、烘干机概述

1.1 用途

主要用于干燥物品。 1.2 工作过程

烘房内装有电接点温度计TJ ，用来检测烘房温度。当加热器通电时，烘房加热升温；通风机通电时，烘房通风。当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合；当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。具体过程如图所示：

图1-1

1.3 控制要求

保持温度恒定,当温度低于需要温度时,加热器开始工作,使烘房温度升高,直至到达需要温度,同时通风机间断通风.具体为:通风5min,停止2min,依次循环。

延时1min

通风5min

通风机停止

延时2min

通风机启动 …

低于需要温度

通风机启动

升温

停止加热

至需要温度

第2章、控制方案论证

2.1 继电器控制

继电器控制设计出的线路比较复杂，因而电器控制装置的制造周期较长，造价相应较高，维修也不方便。控制系统完成后，若控制任务发生变化，如某些生产工艺流程的变动，则必须通过改变接线才能实现。另外，由于接线程序控制系统中器件、接线较多，所以其平均无故障时间较短。采用继电器控制方案，有如下缺点：

不仅继电器本身容易出现误动作，特别是触头氧化及铁芯与衔铁弄脏后的吸力不足，机械运动部件运动不灵活而出现被卡烧坏线圈等故障，给维护过程带来极大不便，甚至会影响正常营运工作，而且势必使硬件接线量大且复杂，进而容易诱发以下问题：

①由于接线复杂，需要工程技术人员有足够的耐心，稍有不慎就会出现错误。

②一旦接线出现问题，要查找故障也是一项艰巨的工作，这样我们的工作效率必然受到影响。

③在单机调试时，难免要对其中的线路进行改进，这也给工程技术人员带来很大的麻烦。

④由于中间继电器教多，这必然会增大控制柜的体积，增加产品的生产成本。

总之，继电器控制系统的灵活性和通用性较低，故障率较高。

2.2 单片机控制

它是用程序实现各种复杂的控制，功能最强。工作方式采用中断处理，响应也较快，价格比PLC要低。但它的程序修改难度较大，可靠性比PLC要差，也需要设计专门的接口电路和抗干扰措施。在使用时要求有较好的工作环境，维护技术也较高，系统设计较复杂，调试技术难度大，需要有系统的计算机知识。它需要设计和制作输入接口电路、输出接口电路、放大电路和印刷电路板，设计制作工作量大，周期长，而且它的抗扰能力很弱，对环境的适应性差。

2.3 可编程序控制

可编程序控制器的推广应用在我国得到了迅猛发展，可编程序控制器已经大量应用在引进设备和国产设备中，我国不少厂家引进或研制了一批可编程序控制器。PLC控制具有如下几个优点：

①编程方法简单易学。

梯形图是使用的最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂。

②功能强，性能价格比高。

一台小型可编程序控制器内有成百上千个内部继电器、几十到几百个定时和计数器、几十个特殊用途继电器，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价格比。一台可编程序控制器可以同时控制几台设备，也可以通过联网通信，实现分散控制，集中管理。

③硬件配套齐全，用户使用方便。

适应行强可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各硬件装置功用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。可编程序控制器有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。

④无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强。

可编程序控制器用软件代替大量的中间继电器、时间继电器，仅剩下与输和输出有关的少量接下接线，一般为继电器控制系统的十分之一到百分之一，因接触不良造成的故障减少了很多。可编程序控制器采取了一系列软件和硬件抗干扰措施，使之具有很强的抗扰能力，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程序控制器以被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。

⑤系统的设计、安装、调试量少。

可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。

⑥维修工作量少，维修方便。

可编程序控制器的故障率低，并且有完善的自诊断和显示功能。可编程序控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程序控制器的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。综上所述，据烘干机对控制系统的要求，控制方案采用可编程序控制器（PLC）来控制。

第3章控制系统硬件设计

3.1 电气元件选择

PLC控制系系统的硬件选择主要包括可编程控制器的选型、电源模块的选型、接触器、输入/输出的开关量和按钮的选择等。下面分别对其一一进行分析选择各电器元件的型号：

1.可编程序控制器物理结构的选择

根据物理结构，可以将可编程序控制器分为整体式和模块式，整体式每一I/O点有平均价格比模块式的便宜，小型控制系统一般使用整体式可编程序控制器。根据烘干机的控制要求可选用整体式可编程序控制器。如三菱公司生产的系列可编程序控制器。

FX

2N

2．可编程序控制器I/0点数的确定

确定I/0点数时，应准确地统计出被控设备对可编程序控制器输入/输出点数的

20%的裕量，以备今后对系统改进和扩充时使总需求，在此基础上，应留有10%

~

用。可选用FX2N－16MR型号，即I/O点数为16个、继电器输出型。

3．存储容量的选择

初步估算，对于仅需开关量控制的系统，将I/0点数乘以8，就是所需的存储器的字数，这一要求一般都能满足。对于此烘干机设计一个启动按钮SB0，一个停止按钮SB2，热继电器FR，电动机M，接触器KM1，KM2

，所以选择FX2N－16MR，它的I/0点数为16个，则存储器的容量为128个存储字。

4. 输入输出模块的选择

可编程控制器输入模块是检测并转换来自现场设备的高电平信号为机器内部电平信号。由于这是工业环境下进行，主电路采用交流电源供电，由于该工艺环境温度不高，干扰因素也少，故采用与主电路相同的交流电源供电，并采用220V电压供电。

输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信

号。烘干机采用继电器输出模块。