基于plc的太阳能清洗机系统控制本科设计(编辑修改稿)

基于plc的太阳能清洗机系统控制本科设计(编辑修改稿)内容摘要：

各种功能的实现 ,不仅基于其硬件的作用 ,而且要靠其软件的支持。 实际上， PLC 就是一种工业控制计算机，其系统组成、工作原理、操作使用原理都与计算机相同。 PLC 的操作是按其程序要求进行的，而程序是用程序语言表达的。 表达方式有多种多样，不同的 PLC 生产厂家， 不同的机种，采用的表达方式也不相同。 但基本上可归纳为字符表达式 (即用文字符号来表达程序 ,如语句表程序表达方式 )和图形符号表达方式 (即用图形符号来表达程序 ,如梯形图程序表达方式 )这两大类。 也有将这两种方式结合起来表示 PLC 的程序。 8 （ 1）梯形图 PLC 的梯形图编程语言与传统的“继电、接触 ” 控制原理图十分相似，它形象、直观、实用 ,为广大电气技术人员所熟知。 这种变成语言继承了传统的继电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，使得程序直观易读。 当今世界各国的 PLC 制造家所生产的 PLC大都采用梯形图 语言编程。 （ 2）指令表 用指令表所描述的编程方式是一种与计算机汇编语言相类似的助记符编程方式。 由于不同型号的 PLC 的表识符和参数表示方法不一，所以无千篇一律的格式。 （ 3）逻辑符号图 采用逻辑符号图表示控制逻辑时 ,首先要定义某些逻辑符号的功能和变量函数，它类似于 “ 与 ” 、 “ 或 ” 、 “ 非 ” 逻辑电路结构的编程方式。 一般来说，用这三种逻辑能够表达所有的控制逻辑。 这是国际电工委员会 (IEC)颁布的 PLC 编程语言之一。 （ 4）高级语言编程 随着软件技术的发展，近年来推出的 PLC，尤其是大型的 PLC，已开始用高级语 言进行编程。 许多 PLC 采用类似 PASCAL 语言的专用语言，系统软件具有这种专用语言编程的自动编译程序。 采用高级语言编程后，用户可以像使用普通微型计算机一样操作 PLC。 除了完成逻辑控制功能外，还可以进行 PID 调节、数据采集和处理以及与计算机通信等。 PLC 的工作方式 通常把 PLC 看作是由等效的继电器、计时器、计数器等元件组成的装置。 PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程可分为 :内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段，整个过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。 在内部处理阶段 ,PLC 检 查 CPU 模块内部硬件是否正常，复位监视计时器，以及完成其他一些内部处理。 在通信处理阶段， PLC与带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。 在 PLC处于停止运行状态时，只完成内部处理和通信服务工作。 在 PLC 处于运行状态时，除完成上述操作外，还要完成输入处理、程序执行、输出处理工作。 PLC 应用系统的设计步骤 PLC 应用系统的设计一般按下述几个步骤进行： （ 1）熟悉被控对象 首先要全面详细地了解被控对象的机械结构和生产工艺 9 过程，了解机械设备的运动要求、运动方式和步骤 ,归纳出工 作循环图或状态 (功能 )图。 （ 2）明确控制任务与设计要求 要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对控制系统的要求，归纳出电气执行元件的动作节拍表。 PLC 控制系统的根本任务就是正确实现这个节拍表。 （ 3）指定电器控制方案 根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定控制系统的工作方式，还要确定系统应有的其它功能。 （ 4）确定控制系统的输入输出信号 通过研究工艺过程或机械运动的各个步骤、各种状态、各种功能的发生、维持、结束、转换和其它的相互关系，来确定各种控制信号和检测反馈信号、相互的转换和联系信号。 并且 确定哪些信号需要输入 PLC，哪些信号要由 PLC 输出或者哪些外部负载要由 PLC 驱动，分类统计出各输入输出量的性质及参数。 （ 5） PLC 的选型与硬件配置 根据以上步骤得到的结果，选择合适的 PLC 型号并确定各种硬件配置。 （ 6） PLC 元件的编号分配 对各种输入输出信号占用 PLC 输入、输出端点及其它 PLC 元件进行编号分配，并设计出 PLC 的外部线路图。 （ 7）程序设计 程序设计是 PLC系统应用中最关键的问题，也是整个控制系统设计的核心，其主要工作就是要设计出梯形图和语句表程序。 （ 8）模拟运行与调试程序 将设计好的程 序通过编程器或微机传送至 PLC内部之后，首先要逐条进行检查和验证，改正程序设计中的逻辑、语法、数据错误或输入过程中的按键及传输错误，然后，可以在实验室里进行模拟运行与调试程序，观察在可能的情况下个输入量、输出量之间的变化关系是否符合设计要求，发现问题及时修改设计，并改正传送到 PLC 中去的程序，直到完成满足工作循环图或状态流程图的要求。 在进行程序设计和模拟运行调试的同时，可以进行平行地进行控制系统的其它部分的设计、装配、安装和接线工作。 （ 9）现场运行调试 完成以上各种工作之后，即可将已初步调试好的程序传送 到现场使用的 PLC 存储器中， PLC接入实际输入信号与实际负载，进行现场运行调试，即解决调试中发现的问题，直到完全满足设计要求，即可交付使用。 PLC 按结构可分为整体型和模块型两类。 整体型 PLC的 I/0 点数较少且相对固 10 定，因此用户选择的余地较小，通常于小型控制系统。 这一类 PLC 的代表有：西门子公司的 S7200 系列、三菱公司的 FX 系列、欧姆龙公司的 CPM1A 系列等。 模块型 PLC 提供多种 I/O 模块，可以在 PLC 基板上插接，方便用户根据需要合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数。 因此，模块型 PLC的配置比 较灵活，一般用于大中型控制系统。 例如西门子公司的 S7300 系列和 S7400 系列、三菱公司的 Q系列、欧姆龙公司的 CVM1 系列等。 第 4 章 太阳能硅片清洗机 PLC 的选型 选择日本三菱 FX2N 系列小型模块按 I/O点数分类，一般小于 512 点为小型PLC， 512～ 2048 点为中型 ,2048 点以上为大型 PLC。 此清洗机输入输出点小于 256点应选小型 PLC，即选 FX2N128MR 加扩展单元 FX2N48ER。 表 11 FX2N 系列 PLC 技术指标 电 源 AC110~120V/220~240V 单相 50~60Hz 电源波动范围 AC99~132V/198~264V，电源可瞬间失效 10ms 环境温度 0~55℃ 环境湿度 45~96%（无凝露） 防震性能 10~55Hz， （最大： 2G） 抗冲击性能 10G，在 x， y， z三个方向定时 抗噪声能力 X504V 峰 峰值， 1μ s， 30~100Hz（噪声模拟器） 击穿电压（绝缘耐压） AC1500V， 1min（接地端与其它端子间） 绝缘电阻 5MΩ， 500VDC（接地端与其它端子间） 接地电阻 小于 100Ω（如接地有困难可不接地） 环 境 无腐蚀性气体，无导电粉末，微粒 可编程控制器的输入与输出分配 PLC I/O 接口分配表： X0 臂停止 Y0 X1 自动 /手动 Y1 X2 自动起动 Y2 X3 自动停止 Y3 X4 蜂鸣停止 Y4 运行指示 X5 紧急停止 Y5 原点指示 11 X6 电机过载 Y6 故障指示 X7 变频报警 Y7 蜂鸣器 X10 1槽水位仪 Y10 1槽水泵 X11 2槽水位仪 Y11 2槽水泵 X12 3槽水位仪 Y12 3槽水泵 X13 4槽水位仪 Y13 4槽水泵 X14 5槽水位仪。