畢業(yè)設(shè)計(jì)：PLC在谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制中應(yīng)用

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1、洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PLC在谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制中應(yīng)用 摘 要 谷物烘干機(jī)是一種自動(dòng)化程度要求較高的機(jī)電設(shè)備，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)作物烘干領(lǐng)域；它通常采用繼電器邏輯控制方式，設(shè)備的電控系統(tǒng)故障率高，檢修周期長(zhǎng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這類控制系統(tǒng)已顯示出越來(lái)越多的弊端。近年來(lái)，PLC機(jī)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)，是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。因此在工業(yè)控制領(lǐng)域，隨著電力電子技術(shù)、可編程序控制器與變頻技術(shù)的發(fā)展，以PLC控制為核心的電控技術(shù)在各類機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣，它將逐漸取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，上升為交流電氣控制的主

2、流。PLC作為谷物烘干機(jī)的核心控制器，其在工業(yè)過(guò)程控制中體現(xiàn)了強(qiáng)大功能。當(dāng)前，PLC在國(guó)際市場(chǎng)上已成為最受歡迎的的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品。本篇論文論述可編程控制器PLC對(duì)谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制：主要介紹谷物烘干機(jī)工藝流程，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、梯形圖、程序編制等。 關(guān)鍵詞：PLC、谷物烘干機(jī)、自動(dòng)控制 PLC IN THE DRYER IN THE AUTOMATIC APPLICATION ABSTRACT In recent years, PLC automatically control the industry and ap

3、plication,it is in control of the performance,the cycle and hardware cost of the aspects of the comprehensive and other industrial control products incomparable.For industrial control,power electronic technology,programmable controller to control the development of the PLC to the core of the electri

4、cal control technology in various types of mechanical equipment in the use of more and more widespread, it will gradually replace the traditional relays control system for communication in the mainstream of the electrical control.PLC industry in recent years in the control and wide application in to

5、 control the performance, the cycle and hardware cost of the aspects of the comprehensive and other industrial control products incomparable. this thesis deals with PLC programmable controller for the dryer machine is automatically controlled: mainly introduces the dryer process,PLC control system d

6、esign and the structure, procedures etc. KEY WORDS: PLC, grain drying machine, automatic control 4 目 錄 前 言 1 第1章 方案的比較及PLC的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.1谷物烘干機(jī)的介紹 2 1.1.1 PLC控制電路的優(yōu)點(diǎn) 2 1.1.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì) 3 第2章 PLC簡(jiǎn)介 4 2.1 PLC 概述 4 2.1.1 PLC的基本組成 4 2.1.2 PLC各部分的作用 4 第3章 谷物烘干機(jī)機(jī)構(gòu)及其烘干原理 7 3.1 干燥工藝與流程 7 3.2 主

7、要結(jié)構(gòu)與工作原理 8 3.2.1 谷物烘干機(jī)的結(jié)構(gòu) 8 3.2.2 谷物烘干機(jī)的工作原理 8 第4章 谷物烘干機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 4.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 10 4.1.1 系統(tǒng)機(jī)型選擇與配置 10 4.1.2 定義號(hào)分配 10 4.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 11 4.2.1 程序框圖 11 4.2.2 梯形圖與程序 12 結(jié) 論 15 謝 辭 16 參考文獻(xiàn) 17 附　錄 18 外文資料翻譯 21 前 言 隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化自動(dòng)化水平不斷提高，各種形式谷物烘干機(jī)源源不斷的推向市場(chǎng)。谷物烘干機(jī)的自動(dòng)控制可用傳統(tǒng)的電器控制，也可

8、用單片機(jī)控制，還可用PLC控制。PLC采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC自動(dòng)控制是一種基于語(yǔ)言規(guī)則、推理的高級(jí)控制技術(shù)，是智能控制領(lǐng)域最活躍、最重要的分支之一。當(dāng)今，PLC自動(dòng)控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)學(xué)等諸多行業(yè)。本文主要要探討用PLC對(duì)燃油循環(huán)式谷物烘干機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)谷物烘干全過(guò)程：即進(jìn)糧、循環(huán)烘干、出糧的自動(dòng)控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 第1章 方案的比較及PLC的發(fā)展趨勢(shì) 1.1谷物烘干機(jī)的介紹 谷物

9、烘干機(jī)是一種自動(dòng)化程度要求較高的機(jī)電設(shè)備，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)作物烘干領(lǐng)域；它通常采用繼電器邏輯控制方式，設(shè)備的電控系統(tǒng)故障率高，檢修周期長(zhǎng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這類控制系統(tǒng)以顯示出越來(lái)越多的弊端。近年來(lái)PLC機(jī)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)，是其它工控產(chǎn)品難以比擬的。如果用PLC控制技術(shù)對(duì)這些系統(tǒng)實(shí)施改造，則具有普遍的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)意義。 1.1.1 PLC控制電路的優(yōu)點(diǎn) PLC控制電路相對(duì)于繼電器控制電路的優(yōu)點(diǎn)： 1． 控制方式上看：電器控制是硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能很是困難；而PLC是軟接線，只需改變控制程序就可

10、輕易改變邏輯或增加功能。 2． 工作方式上看：電器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制約。 3． 控制速度上看：電器控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)；而PLC通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，故而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。 4． 定時(shí)、記數(shù)看：電器控制定時(shí)精度不高，容易受環(huán)境溫度變化影響，且無(wú)記數(shù)功能；PLC時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。 5． 可靠、維護(hù)看：電器控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠性、維護(hù)性能差；PLC無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便。 因此在工業(yè)控制領(lǐng)域，隨著電力電子技術(shù)、可編程序控制器與變頻技術(shù)的發(fā)展，

11、以PLC控制為核心的電控技術(shù)在各類機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣，它將逐漸取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，上升為交流電氣控制的主流。 1.1.2 PLC的發(fā)展趨勢(shì) 1.發(fā)展方向?yàn)楦吖δ?、高速度和大容量，形成與DCS相抗?fàn)幍拇笙到y(tǒng)。 2．網(wǎng)絡(luò)化和強(qiáng)化通信能力是PLC重要發(fā)展方向。網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)化己經(jīng)很成功，并且現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（ Profibus）在工業(yè)控制中也得到了越來(lái)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。使得PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線能構(gòu)成更加靈活實(shí)用的分布式網(wǎng)絡(luò)。 3．編程語(yǔ)言多樣化：SFC因有不少優(yōu)點(diǎn)而成為編程語(yǔ)言的一個(gè)重要發(fā)展方向；大型PLC正越來(lái)越多地使用C、BASIC等高級(jí)語(yǔ)言編程；采用多種語(yǔ)言聯(lián)合編程。 4．PLC和其

12、他工控機(jī)聯(lián)合，PLC和其他控制系統(tǒng)之間界限越來(lái)越模糊，在應(yīng)用方向也出現(xiàn)了類似的情況。最流行的向PC技術(shù)融合，PLC日益加速滲入到DCS和CNC的領(lǐng)地。PLC自身控制也分散化。相對(duì)PLC為基礎(chǔ)的控制器，優(yōu)勢(shì)在小型PLC上。 第2章 PLC簡(jiǎn)介 2.1 PLC概述 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。 2.1.1 PLC的基本組成 PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)基

13、本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。 1．整體式PLC是將中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。另外還有獨(dú)立的I／O擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。主機(jī)中，CPU是PLC的核心，I／O單元是連接CPU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。 2．組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I／O單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的總

14、線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴(kuò)展底板。CPU底板與擴(kuò)展底板之間通過(guò)電纜連接，距離一般不超過(guò)10m。 無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。 2.2.2 PLC各部分的作用 1． 中央處理單元（CPU） CPU在PLC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運(yùn)算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù)： a． 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； b． 診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤；

15、c． 用掃描的方式接收輸入信號(hào)，送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來(lái)； d． PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作； e． 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 現(xiàn)代PLC使用的CPU主要有以下幾種： a． 通用微處理器，如8080、8088、Z80A、8085等。通用微處理器的價(jià)格便宜，通用性強(qiáng)，還可以借用微機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。 b．才單片機(jī)，如8051等。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。 c. 位片式微處理器，如AMD2900系

16、列等。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以4位為一片。用幾個(gè)位片級(jí)聯(lián)，可以組成任意字長(zhǎng)的微處理器。改變微程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以改變計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個(gè)微處理器，將控制任務(wù)劃分為若干個(gè)可以并行處理的部分，幾個(gè)微處理器同時(shí)進(jìn)行處理。這種高運(yùn)算速度與可以適應(yīng)用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作PLC使用。 2. 存儲(chǔ)器 根據(jù)存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種： a. 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：和各種計(jì)算機(jī)一樣，PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決定了PLC的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器就是用來(lái)存放這部分程序的。系統(tǒng)

17、程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM。 b. 序存儲(chǔ)器：用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲(chǔ)器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試，故用戶程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫的RAM。由于RAM掉電會(huì)丟失數(shù)據(jù)，因此使用RAM作用戶程序存儲(chǔ)器的PLC，都有后備電池（鋰電池）保護(hù)RAM，以兔電源掉電時(shí)，丟失用戶程序。當(dāng)用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動(dòng)時(shí)，可將用戶程序?qū)懭隕PROM。目前較先進(jìn)的PLC（如歐姆龍公司的CPMIA型PLC）采用快閃存儲(chǔ)器作用戶程序存儲(chǔ)器，快閃存儲(chǔ)器可隨時(shí)讀寫，掉電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，不需用后備電池保護(hù)。

18、c. 作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。這部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，開(kāi)辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。 3. I／O單元 I／O單元也稱為I／O模塊。PLC通過(guò)I／O單元與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系。輸入單元接收操作指令和現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息，加控制按鈕、操作 開(kāi)關(guān)和限位開(kāi)關(guān)、光電管、繼電器觸點(diǎn)、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等信號(hào)，并通過(guò)輸入電路的濾波、光電隔離利電平轉(zhuǎn)換等將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號(hào)。輸出單元將CPU送出的弱電控制信號(hào)通過(guò)輸出電路的光電隔離和功率放大等轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥、電磁鐵等執(zhí)

19、行元件。 9 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第3章 谷物烘干機(jī)機(jī)構(gòu)及其烘干原理 3.1干燥工藝與流程 采用采用較低的熱風(fēng)溫度(50-60℃)烘干谷物，加熱與緩蘇在同一機(jī)體內(nèi)進(jìn)行，采用較短的加熱時(shí)間(約8分鐘)和較長(zhǎng)的緩蘇時(shí)間(約l小時(shí))處理倉(cāng)內(nèi)谷物，加熱緩蘇不斷循環(huán)直至達(dá)到所要求的最終水份為止，工藝流程如圖3-1所示： 圖3-1谷物烘干機(jī)工藝流程 3.2主要結(jié)構(gòu)與工作原理 3.2.1 谷物烘干機(jī)的結(jié)構(gòu) 谷物烘干機(jī)主要由熱風(fēng)爐、提升機(jī)構(gòu)和傳輸機(jī)構(gòu)及烘干主機(jī)組成，以下是各個(gè)主要部分的結(jié)構(gòu)介紹。 1. 熱風(fēng)爐

20、 熱風(fēng)爐部分主要由點(diǎn)火變壓器，燃油控制開(kāi)關(guān)、小火電磁閥、大火電磁閥以及引風(fēng)機(jī)組成。它是干燥設(shè)備的主要工作部件之一，作為干燥糧食的熱源，其目的是把干燥介質(zhì)由較低溫度加熱到較高溫度，提高干燥介質(zhì)吸收水分的能力，然后由送風(fēng)系統(tǒng)將其輸入到干燥室中以達(dá)到干燥糧食的目的。在烘干的時(shí)候，先啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)來(lái)吹散爐膛內(nèi)可燃性氣體，防止點(diǎn)火時(shí)候發(fā)生爆炸，接著點(diǎn)火變壓器通電產(chǎn)生高壓點(diǎn)火花，同時(shí)打開(kāi)燃油控制開(kāi)關(guān)及電磁閥進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)火成功以后引風(fēng)機(jī)便將熱風(fēng)吹入烘干倉(cāng)，熱風(fēng)的溫度由電磁閥的開(kāi)度來(lái)控制。 2. 傳輸機(jī)構(gòu) 傳輸機(jī)構(gòu)通常采用斗式提升機(jī)、上絞龍、下絞龍以及排糧輪組成。提升機(jī)采用纖維尼龍復(fù)合斗并且用薄型皮帶傳動(dòng)，由

21、電機(jī)拖動(dòng)他。 3. 主機(jī) 主機(jī)上部分為緩蘇段，下部分為干燥段。在干燥段內(nèi)，由8張平行排列的孔板將干燥段分成兩個(gè)熱風(fēng)室、四個(gè)谷物通道和三個(gè)廢氣室。熱風(fēng)室和廢氣室之間為谷物通道。 3.2.2 谷物烘干機(jī)的工作原理 裝糧時(shí)，料斗中的谷物通過(guò)提升機(jī)，將谷物提到主機(jī)倉(cāng)頂，再通過(guò)上攪龍將谷物送人干燥箱體直到裝滿。烘干時(shí)，排糧機(jī)構(gòu)不間斷地將干燥段底部的谷物排給下攪龍，下攪龍將谷物送給提升機(jī)提升至上攪龍，再由上攪龍將谷物送人緩蘇倉(cāng)，緩蘇倉(cāng)的谷物在自重作用下，從上到下慢慢地移至四個(gè)干燥段，谷物進(jìn)入干燥段的瞬間至第二次進(jìn)入干燥段的瞬間為一個(gè)循環(huán)。經(jīng)熱風(fēng)爐間接加熱后的空氣，在離心式引風(fēng)機(jī)作用下，被送人干

22、燥段熱風(fēng)室，熱風(fēng)自熱風(fēng)室連續(xù)橫向穿過(guò)干燥段的薄谷層，熱風(fēng)流動(dòng)的方向與谷物移動(dòng)方向互呈交叉，熱風(fēng)氣流與谷物獲得較充分的接觸，使谷物加熱、升溫、降水，谷層干燥后的廢氣由廢氣室排出機(jī)外。這樣周而復(fù)始地實(shí)現(xiàn)循環(huán)干燥，直至谷物含水量符合所要求的人倉(cāng)標(biāo)準(zhǔn)為止。谷物進(jìn)人緩蘇段期間，不通風(fēng)受熱，但這時(shí)的谷物剛離開(kāi)干燥段，保持著一定的溫度，由于谷粒的表面和內(nèi)部存在溫差和濕差，促進(jìn)谷粒內(nèi)部水份逐漸向外移動(dòng)，逐漸趨勢(shì)于平衡，為下一個(gè)循環(huán)升溫、降水創(chuàng)造條件。 13 第4章 谷物烘干機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 4.1.1 系統(tǒng)機(jī)型選擇與配置 系統(tǒng)選用SM—16R PLC，其中10點(diǎn)

23、DC24V輸入，6點(diǎn)繼電器輸出，AC85V—264V電源，如圖4-1所示 圖4-1 SM—16R端子臺(tái)分配圖 所有輸入點(diǎn)用24V電源共用一個(gè)公共點(diǎn)（0V點(diǎn)），且無(wú)需外部提供24V電源。對(duì)繼電器輸出分別提供4個(gè)公共點(diǎn)，各公共點(diǎn)間互相獨(dú)立，提供4個(gè)獨(dú)立的輸出通道，對(duì)應(yīng)有隔離要求的輸出控制。 每臺(tái)谷物烘干機(jī)有1只水分檢測(cè)器，1只數(shù)顯表?？偟妮斎朦c(diǎn)為開(kāi)關(guān)量9點(diǎn)，模擬量1點(diǎn)，輸出點(diǎn)為開(kāi)關(guān)量6點(diǎn)。 4.1.2 定義號(hào)分配 PLC對(duì)輸入∕輸出定義號(hào)分別編號(hào)的原則進(jìn)行定義號(hào)分配，輸入信號(hào)點(diǎn)用I表示，其輸入從I0開(kāi)始依次分配，如表4-1所示；輸出從Q0開(kāi)始依次分配，如表4-2所示：

24、 表4-1 輸入信號(hào)分配表 編號(hào) 輸入定義號(hào) 輸入信號(hào) 1 I0 進(jìn)料按鈕 2 I1 通風(fēng)循環(huán)按鈕 3 I2 熱風(fēng)循環(huán)按鈕 4 I3 急停按鈕 5 I4 提升機(jī)、上絞龍啟動(dòng)否 6 I5 風(fēng)機(jī)啟動(dòng)否 7 I6 下絞龍啟動(dòng)否 8 I7 排糧輪啟動(dòng)否 9 I10 谷物水分檢測(cè) 10 I11 表4-2輸出信號(hào)分配表 編號(hào) 輸出定義號(hào) 輸出信號(hào) 1 Q0 提升機(jī)、上絞龍啟停 2 Q1 風(fēng)機(jī)啟停 3 Q2 下絞龍啟停 4 Q3 排糧輪啟停 5 Q4 燃燒機(jī)（點(diǎn)火）控制 6

25、 Q5 谷物水分達(dá)標(biāo)報(bào)警 4.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.2.1 程序框圖 PLC梯形圖是根據(jù)繼電器控制電路圖來(lái)設(shè)計(jì)的，它與電氣原理圖相對(duì)應(yīng)。助記符評(píng)議，也稱為命令語(yǔ)句表達(dá)，與匯編語(yǔ)言非常近似，每個(gè)控制功能由一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句組成的用戶程序來(lái)執(zhí)行，每條語(yǔ)句是規(guī)定CPU如何動(dòng)作的指令，其作用和微機(jī)的指令一樣，而且PLC的語(yǔ)句也是由操作碼和操作數(shù)組成的。 PLC是以掃描方式從左到右，從上到下的順序執(zhí)行用戶程序，掃描過(guò)程按梯形圖梯級(jí)順序執(zhí)行，上一個(gè)梯級(jí)的結(jié)果是下一梯級(jí)的條件。一個(gè)工程問(wèn)題可分解成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小問(wèn)題，最后形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。谷物烘干機(jī)的熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控

26、制部分的程序框圖，如圖4-2所示： 系統(tǒng)主要有鼓舞水分檢測(cè)和燃燒機(jī)的控制。水分檢測(cè)每隔一定時(shí)間要進(jìn)行，將檢測(cè)到的谷物水分與給定值比較，如果檢測(cè)谷物水分不大于谷物水分給定值，則控制燃燒機(jī)熄火，反之則控制燃燒機(jī)點(diǎn)火燃燒。 圖4-2 熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制部分程序框圖 4.2.2 梯形圖與程序 圖4-3 熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制部分梯形圖 圖4-4 熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制部分程序圖 20 結(jié) 論 PLC谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電器控制和單片機(jī)控制比較，具有穩(wěn)定、可靠、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)越性。完全適用于各種型號(hào)的燃油式谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制，具有廣闊應(yīng)用前景。

27、基于以上因素的影響，對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選的題目《PLC在谷物烘干機(jī)自動(dòng)控制中應(yīng)用》這一課題，針對(duì)谷物烘干過(guò)程中的種種不確定因素的影響，采用PLC自動(dòng)控制的方法來(lái)完成，達(dá)到對(duì)谷物的烘干控制。另外，通過(guò)本次有關(guān)PLC自動(dòng)控制的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也有助于我們進(jìn)一步掌握PLC自動(dòng)控制的理論與方法，加深對(duì)PLC自動(dòng)控制技術(shù)的理解，并運(yùn)用PLC自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)對(duì)象的理想控制。 21 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 謝 辭 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我們?cè)谄渲袑W(xué)到了許多東西。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)的欠缺。首先感謝我的指導(dǎo)老師李素芳老師。她使我在其中學(xué)到了許多東西，彌補(bǔ)了以前的欠缺。同時(shí)，也學(xué)會(huì)了獨(dú)立查閱資

28、料，增強(qiáng)了我們獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中李老師為我們提供了大量有關(guān)設(shè)計(jì)方面的資料，還經(jīng)常督促我們盡快完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 同時(shí)，為我們的設(shè)計(jì)提供了大量的指導(dǎo)工作，使我們能夠順利的完成這次設(shè)計(jì)。由于，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，通過(guò)查資料或向別人請(qǐng)教。使我們?cè)谄渲畜w會(huì)到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，激起了我們學(xué)習(xí)的信心。 從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過(guò)程中，讓我深切的領(lǐng)會(huì)到想要在激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)自己的一塊領(lǐng)地，必須要把自己的閃光點(diǎn)，發(fā)揮出來(lái)，并不斷的改正自己的缺點(diǎn)，完善自己的能力，以更好的一面去面對(duì)社會(huì)。 22 參考文獻(xiàn) [1] 崔亞軍. 可編程控制器原理及程序設(shè)計(jì)[M] .北京：電子工業(yè)出版社

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30、電器與PLC控制技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [9] 陳立定，吳玉香，蘇開(kāi)才.電氣控制與可編程控制器. 華南理工大學(xué)出版社，2001.2 [10] 路林吉，王堅(jiān)，江龍康.可編程控制器原理及應(yīng)用. 清華大學(xué)出版社，2002 [11] 高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì).人民郵電出版社，2001.3 [12] 段然.可編程控制技術(shù)采樣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.西北工業(yè)大學(xué)，2001. 3 [13] 廖常初. PLC的順序控制編程方法.工業(yè)自動(dòng)化，1997 [14] 魏志精. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù).電子工業(yè)出版社，1995.7 [15] 何衍慶，俞金壽.可編程控制器原理及應(yīng)用技巧，化

31、學(xué)工業(yè)出版社，2001 [16] 周淵深.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2002 59 附　錄 背景及意義 在21世紀(jì)的今天，谷物烘干貯存是非常的重要，它的貯存是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事，其中谷物的烘干是一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。為了促進(jìn)谷物加工存儲(chǔ)企業(yè)的良性循環(huán)和持續(xù)發(fā)展，建立一個(gè)“優(yōu)質(zhì)、高效、持續(xù)”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式為出發(fā)點(diǎn)，以應(yīng)用極為廣泛的人工智能技術(shù)——PLC自動(dòng)控制技術(shù)為核心，結(jié)合并充分考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各種確定性和不確定性因素，在綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、決策推理理論、現(xiàn)代生產(chǎn)管理等科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，研究和設(shè)計(jì)了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，來(lái)促進(jìn)谷物加工存儲(chǔ)企業(yè)在未來(lái)的發(fā)

32、展中能夠進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步優(yōu)化各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 谷物烘干過(guò)程自動(dòng)控制問(wèn)題的研究開(kāi)始于20世紀(jì)60年代。當(dāng)時(shí)使用前饋控制、反饋控制、反饋-前饋控制和自適應(yīng)控制等傳統(tǒng)控制方法。傳統(tǒng)控制理論采用差分方程或傳遞函數(shù)，把烘干過(guò)程系統(tǒng)的知識(shí)和已有的信息表達(dá)成解析式。但是在使用和設(shè)計(jì)本課題中的谷物烘干機(jī)機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)會(huì)遇到很多困難，原因是： 1. 谷物烘干過(guò)程是復(fù)雜的、時(shí)變的和非線性的； 2. 某些烘干過(guò)程變量(如谷物品質(zhì)和色澤)是不能直接測(cè)量的，有些變量(如谷物水分含量)的測(cè)量可能是不連續(xù)、不精確、不完整或不可靠的； 3. 烘干機(jī)的過(guò)程模型是對(duì)實(shí)際過(guò)程的近似，而且需要大量的計(jì)算時(shí)間； 4

33、. 幾乎不可能用一個(gè)適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠?lái)表示像烘干過(guò)程這樣一個(gè)非線性、滯后、時(shí)變的復(fù)雜系統(tǒng)； 5. 谷物烘干機(jī)的被控變量和控制變量之間存在交互效應(yīng)； 6. 谷物烘干機(jī)的作業(yè)條件復(fù)雜，擾動(dòng)變量的范圍寬，難以調(diào)控。 顯然，要克服上述困難需要對(duì)谷物烘干機(jī)的傳統(tǒng)控制方法不斷改進(jìn)，同時(shí)要探索新的、更有效的控制方法。20世紀(jì)70 年代，電子行業(yè)的進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得現(xiàn)在所謂的先進(jìn)控制的思想得以廣泛的傳播。先進(jìn)控制的目標(biāo)就是為了解決那些采用常規(guī)控制效果不佳，甚至無(wú)法控制的復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制問(wèn)題。近年來(lái)，現(xiàn)代控制和人工智能取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，為先進(jìn)控制系統(tǒng)的實(shí)施奠定了強(qiáng)大的理論基礎(chǔ)；而控制計(jì)算機(jī)是集散控

34、制系統(tǒng)（DCS）的普及，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，則為先進(jìn)控制的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的硬件和軟件平臺(tái)?？傊?，工業(yè)發(fā)展的需要、控制理論和計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展強(qiáng)有力地推動(dòng)了先進(jìn)控制的發(fā)展。 然而計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能控制理論也開(kāi)始在烘干機(jī)控制中得到應(yīng)用，明顯改善了烘干機(jī)控制系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)控制方法由于大滯后和對(duì)谷物烘干過(guò)程的非線性聯(lián)系，不適于控制谷物烘干機(jī)。人工智能技術(shù)進(jìn)步在工程領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，先進(jìn)控制理論和控制方法應(yīng)用到谷物烘干過(guò)程的自動(dòng)化控制中，控制方法不斷改進(jìn)，控制效果提高。90年代后，過(guò)程控制己經(jīng)開(kāi)始向智能化發(fā)展，智能控制理論日益與烘干技術(shù)結(jié)合在一起，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)烘干過(guò)程進(jìn)行

35、模型模擬和控制；專家系統(tǒng)應(yīng)用于谷物品質(zhì)預(yù)測(cè)、烘干過(guò)程控制和管理咨詢等方面。 與控制理論、儀表、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)密切相關(guān)的先進(jìn)控制系統(tǒng)，具有以下特點(diǎn)： 1. 先進(jìn)控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)主要是基于模型的控制策略，如:模型預(yù)測(cè)控制，這些控制策略充分利用工業(yè)過(guò)程輸入輸出有關(guān)信息建立系統(tǒng)模型，而不必依賴對(duì)反應(yīng)機(jī)理的深入研究。 2. 先進(jìn)控制系統(tǒng)通常用于處理復(fù)雜的多變是過(guò)程控制問(wèn)題，如大時(shí)滯、多變量耦合、被控變最與控制變量存在著各種約束等。采用的先進(jìn)控制策略是建立在常規(guī)單回路控制基礎(chǔ)之上的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)約束控制，可使控制系統(tǒng)適應(yīng)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性和操作要求。 3. 先進(jìn)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要

36、較高性能的計(jì)算機(jī)作為支持平臺(tái)。由于先進(jìn)控制器控制算法的復(fù)雜性和計(jì)算機(jī)硬件兩方面因素的影響，復(fù)雜系統(tǒng)的先進(jìn)控制算法通常是在上位機(jī)上實(shí)施的。隨著DCS功能的不斷增強(qiáng)和先進(jìn)控制技術(shù)的發(fā)展，部分先進(jìn)控制策略可以與基本控制回路一在DCS上實(shí)現(xiàn)。后一種方式可有效她增強(qiáng)先進(jìn)控制的可靠性、可操作性和可維護(hù)性。 對(duì)于高水分谷物烘干的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是解決谷物的烘干過(guò)程問(wèn)題，它普遍采用熱風(fēng)烘干系統(tǒng)。由于種種原因，將各種含水量不同的谷物混合在一起進(jìn)行烘干的過(guò)程中，一方面會(huì)使烘干后的谷物所含水分可能低于規(guī)定值，從而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的巨大損失；另一方面，又可能使烘干后的谷物所含水分局部或整體略高出規(guī)定值，這樣烘

37、干后的谷物在其倉(cāng)儲(chǔ)的過(guò)程中依然會(huì)產(chǎn)生霉變，從而造成經(jīng)濟(jì)效益的下降。 PLC自動(dòng)控制是一種基于語(yǔ)言規(guī)則、推理的高級(jí)控制技術(shù)，是智能控制領(lǐng)域最活躍、最重要的分支之一。當(dāng)今，PLC自動(dòng)控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、醫(yī)學(xué)等諸多行業(yè)。 然而，谷物烘干的基本目標(biāo)是保持烘干過(guò)程穩(wěn)定的前提下，以最低的烘干成本和能耗得到谷物最優(yōu)的烘干品質(zhì)。谷物烘干過(guò)程是典型的非線性、多變量、大滯后、參數(shù)關(guān)聯(lián)耦合的非穩(wěn)態(tài)傳熱傳質(zhì)過(guò)程，谷物本身又是一種復(fù)雜的生物化學(xué)物質(zhì)，為達(dá)到上述目標(biāo)，在烘干過(guò)程中必須不斷地調(diào)整烘干參數(shù)，對(duì)烘干機(jī)工作過(guò)程進(jìn)行控制。烘干過(guò)程的自動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)烘干機(jī)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全作業(yè)的有效手段。實(shí)現(xiàn)

38、烘干過(guò)程的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)谷物烘干機(jī)的自動(dòng)控制，對(duì)保證出機(jī)谷物水分均勻一致、烘干后谷物品質(zhì)、減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度及充分發(fā)揮烘干機(jī)生產(chǎn)能力等具有重要意義。 外文資料翻譯 Along with the development of the ages，the technique that is nowadays is also gradually perfect， the competition plays more strong; the operation that list depends the artificial has already cant satisfied with

39、the current manufacturing industry foreground，also cant guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise. The people see in produce practice，automate brought the tremendous convenience and the product quantities for people up of assurance，also

40、 eased the personnels labor strength， reduce the establishment on the personnel. The target control of the hard realization in many complicated production lines， whole and excellent turn， the best decision etc， well-trained operation work， technical personnel or expert， governor but can judge and op

41、erate easily， can acquire the satisfied result. The research target of the artificial intelligence makes use of the calculator exactly to carry out，imitate these intelligences behavior，moderating the work through persons brain and calculators，with the mode that persons machine combine，for resolve th

42、e very complicated problem to look for the best path. We come in sight of the control that links after the electric appliances in various situation，that is already the that time generation past，now of after use in the mold a perhaps simple equipments of grass-roots control that the electric applian

43、ces can do for the low level only; And the PLC emergence also became the epoch-making topic，adding the vivid software control through a very and stable hardware，making the automation head for the new high tide. The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no lo

44、nger electric hardware up too many calculations of cost，as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem，pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipments of the big power after

45、the electric appliances，but the exportation equipments direct conjunction of the small power can. PLC internal containment have the CPU of the CPU， and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a peoples address and saving machine three big pieces to constitute，CPU core is from an or m

46、any is tired to add the machine to constitute，mathematics that they have the logic operation ability， and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/ Os to connect after pass the calculation; The I/ O add inner part is tired the input and out

47、put system of the machine and exterior link， and deposit the related data into the procedure saving machine or data saving machine; The saving machine can deposit the data that the I/ O input in the saving machine，and in work adjusting to become tired to add the machine and I/ Os to connect，saving m

48、achine separately saving machine RAM of the procedure saving machine ROM and dates，the ROM can do deposit of the data permanence in the saving machine，but RAM only for the CPU computes the temporary calculation usage of hour of buffer space. The PLC anti- interference is very and excellent，our root

49、 need not concern its service life and the work situation bad，these all problems have already no longer become the topic that we fail， but stay to our is a concern to come to internal resources of make use of the PLC to strengthen the control ability of the equipments for us，make our equipments more

50、 gentle. PLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of Cs to carry on weaving the distance， but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to control，make the electrical engineering teacher while weaving to write the pr

51、ocedure very easy comprehended the PLC language，and a lot of non- electricity professional also very quickly know and go deep into to the PLC. Is PLC one of the advantage above and only，this is also one part that the people comprehend more and easily， in a lot of equipments， the people have already

52、 no longer hoped to see too many control buttons，they damage not only and easily and produce the artificial error easiest，small is not a main error perhaps you can still accept; But lead even is a fatal error greatly is what we cant is tolerant of. New technique always for bringing more safe and con

53、venient operation for us，make we a lot of problems for face on sweep but light，do you understand the HMI? Says the HMI here you basically not clear what it is，also have no interest understanding，change one inside text explains it into the touch to hold or man-machine interface you knew，and it combin

54、es with the PLC to our larger space. HMI the control not only is reduced the control press button，increase the vivid of the control， more main of it is can sequence of，and at can the change data input to output the feedback with data，control in the temperature curve of imitate but also can keep the

55、 manifestation of view to come out. And can write the function help procedure through a plait to provide the help of various what lies in ones power，the one who make operate reduces the otiose error. Currently the HMI factory is also more and more，the function is also more and more strong，the price

56、is also more and more low，and the noodles of the usage are wide more and more. The HMI foreground can say that think to be good very. At a lot of situations，the list is a smooth movement that cant guarantee the equipments by the control of the single machine，but pass the information exchanges of t

57、he equipments and equipments to attain the result that we want. For example fore pack and the examination of the empress work preface，we will arrive wrapping information feedback to examine the place，and examine the information of the place to also want the feedback to packing. Pass the information

58、share thus to make both the chain connect，becoming a total body， the match of your that thus make is more close，at each other attain to reflect the result that mutually flick. The PLC correspondence has already come more body now its value，at the PLC and correspondence between PLCs，can pass the com

59、munication of the information and the share of the dates to guarantee that of the equipments moderates mutually，the result that arrive already to repair with each other. Data conversion the adoption RS232 between PLC connect to come to the transmission data，but the RS232 pick up a people and can gua

60、rantee 10 meters only of deliver the distance，if in the distance of 1000 meters we can pass the RS485 to carry on the correspondence，the longer distance can pass the MODEL only to carry on deliver. The PLC data transmission is just to be called a form to it in a piece of and continuous address that

61、 the data of the inner part delivers the other party， we，the PLC of the other party passes to read data in the watch to carry on the operation. If the data that data in the watch is a to establish generally，that is just the general data transmission，for example today of oil price rise，I want to deli

62、ver the price of the oil price to lose the oil ally on board，that is the share of the data; But take data in the watch for an instruction procedure that controls the PLC，hat had the difficulty very much，for example you have to control one pedestal robot to press the action work that you imagine，you

63、will draw up for it the form that a procedure combine with the data sends out to pass by. The form that information transport contain single work，the half a work and the difference of a workers .The meaning of the single work also is to say both，a can send out only，but a can receive only，for exampl

64、e a spy he can receive the designation of the superior only，but cant give the superior reply; A work of half is also 2 and can send out similar to accept the data，but cant send out and accept at the same time，for example when you make a phone call is to cant answer the phone，the other party also; Bu

65、t whole pair works is both can send out and accept the data，and can send out and accept at the same time. Be like the Internet is a typical example. The process that information transport also has synchronous and different step cent: The data line and the clock lines are synchronous when synchronou

66、s meaning lie in sending out the data，is also the data signal and the clock signals to be carry on by the CPU to send out at the same time，this needs to all want the specialized clock signal each other to carry on the transmission and connect to send， and is constrained，the characteristics of this kind of method lies in its speed very quick，but correspond work time of take up the CPU and also want to be long oppositely，at the same time the technique difficulty also very big. Its req