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1、 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(lèi)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(lèi)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。PLC作為谷物烘干機(jī)的

2、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(xiāo)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 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 PLC IN THE DRYER IN THE AUTOMATIC APPLICATION ABSTRACT In recent years, PLC automatically control th

3、e industry and application, 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 t

4、he core of the electrical 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

5、wide application in to 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 proces

6、s, PLC control system design and the structure, procedures etc. KEY WORDS: PLC, grain drying machine, automatic control 8 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 2.2.2 PLC元件功能 4 第3章 谷物烘干機(jī)機(jī)構(gòu)及其烘干原理 9

7、 3.1 干燥工藝與流程 9 3.2 主要結(jié)構(gòu)與工作原理 9 3.2.1 谷物烘干機(jī)的結(jié)構(gòu) 9 3.2.2 谷物烘干機(jī)的工作原理 10 第4章 谷物烘干機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 4.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 11 4.1.1 系統(tǒng)機(jī)型選擇與配置 11 4.1.2 定義號(hào)分配 11 4.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 13 4.2.1 初始化程序設(shè)計(jì) 13 4.2.2 梯形圖 15 結(jié) 論 16 謝 辭 17 參考文獻(xiàn) 18 附　錄 19 外文資料翻譯 24 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)。

8、谷物烘干機(jī)的自動(dòng)控制可用傳統(tǒng)的電器控制，也可用單片機(jī)控制，還可用PLC控制。PLC采用一類(lèi)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(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)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的OMRON歐姆龍SYSMAC CPM1A系列可編程控制器對(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

9、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(lèi)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) 采用OMRON歐姆龍SYSMAC CPM1A系列可編程控制

10、器，使谷物烘干機(jī)的安裝體積大幅度減小，同時(shí)也進(jìn)一步節(jié)省了控制柜的空間。它不僅具備了以往小型PLC所具備的功能，而且還可連接可編程序終端，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)造了新的環(huán)境。CPM1A有10點(diǎn)至40點(diǎn)多種CPU單元；CPU單元與擴(kuò)展I/O并用，可完成10點(diǎn)到100點(diǎn)的輸入輸出要求；并有AC和DC兩種電源型號(hào)可選擇；匯集了各種先進(jìn)的功能，如高速響應(yīng)功能、高速計(jì)數(shù)功能、中斷功能，還備有2個(gè)模擬量設(shè)定；由充足的程序容量，具有2048字的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器和1024字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；CPM1A編程環(huán)境與CQM1及SYSMAC A等機(jī)種相同；因?yàn)樵蠸YSMAC支持軟件及編程器都可繼續(xù)使用，故而系統(tǒng)的擴(kuò)展及維護(hù)都可簡(jiǎn)單進(jìn)

11、行。 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(xiàn)，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(xiàn)，只需改變控制程序就可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(xiàn)也多，可

12、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，以PLC控制為核心的電控技術(shù)在各類(lèi)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堋⒏咚俣群痛笕萘?，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(xiàn)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(xiàn)能構(gòu)成更加靈活實(shí)用的分

13、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(lèi)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。 CPM1A在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型PLC所具有的功能，還盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了具有10點(diǎn)～100點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成，而且還可連接可編程控制終端，創(chuàng)造了尚無(wú)前例

14、的靈活運(yùn)用。它不僅可以替代繼電器控制柜，就是作為小型控制器或在傳感器應(yīng)用中，亦能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不同的需求。 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(zhuān)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(lèi)。 1. 整體式PLC是將中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)

15、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)底板上的總線(xiàn)相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱(chēng)為CPU底板，其它稱(chēng)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

16、一般不超過(guò)10m。 無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。 2.2.2 PLC元件功能 1. 中央處理單元（CPU） CPU在PLC中的作用類(lèi)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)： (1) 接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)； (2) 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； (3) 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)； (4) PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放

17、的先后順序逐條讀取用戶(hù)程序，進(jìn)行解釋和執(zhí)行，完成用戶(hù)程序中規(guī)定的各種操作； (5) 將用戶(hù)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： (1) 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。 (2) 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。 (3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。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)

18、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(hù)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： (1) 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(chēng)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)程序是不能由用戶(hù)更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM。 (2) 序存儲(chǔ)器：

19、用戶(hù)根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱(chēng)為用戶(hù)程序，用戶(hù)程序存放在用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。由于用戶(hù)程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試，故用戶(hù)程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫(xiě)的RAM。由于RAM掉電會(huì)丟失數(shù)據(jù)，因此使用RAM作用戶(hù)程序存儲(chǔ)器的PLC，都有后備電池（鋰電池）保護(hù)RAM，以免電源掉電時(shí)，丟失用戶(hù)程序。當(dāng)用戶(hù)程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動(dòng)時(shí)，可將用戶(hù)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(hù)程序存儲(chǔ)器，快閃存儲(chǔ)器可隨時(shí)讀寫(xiě)，掉電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，無(wú)需用后備電池保護(hù)。 (3) 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

20、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)辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表。 3. I/O單元 I/O單元也稱(chēng)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)行元件。 4. 電源 PLC的電源是指將外部輸入的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等處理

21、后轉(zhuǎn)換成滿(mǎn)足PLC的CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 5. 輸入輸出I/O擴(kuò)展接口 若主機(jī)單元的I/O點(diǎn)數(shù)不能滿(mǎn)足輸入輸出點(diǎn)數(shù)需要時(shí)，可通過(guò)此接口用扁平電纜線(xiàn)將I/O擴(kuò)展單元與主機(jī)單元相連接。 6. PLC的基本工作原理 PLC采用的是循環(huán)掃描工作方式。對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行，按指令步序號(hào)做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。PLC的掃描全過(guò)程如圖2-1所示： 圖2-1 PLC的掃描全過(guò)

22、程 (1) 輸入刷新階段 在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫(xiě)入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。 (2) 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶(hù)輸入的控制程序，從第一條開(kāi)始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 (3) 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路，并通過(guò)一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。 顯然掃描周期的長(zhǎng)短主要取決與程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每一個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PL

23、C只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。由此可見(jiàn)，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的I/O刷新期間輸出才會(huì)發(fā)生變化。這對(duì)于一般的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是完全允許的，不但不會(huì)造成不利影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸觾H在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間里實(shí)際上是外設(shè)隔離的。而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖式的、短時(shí)的，由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，往往要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，因瞬間干

24、擾而引起的誤操作將會(huì)大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對(duì)于控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時(shí)采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯后等不良影響。 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)

25、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 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)，

26、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。（上下絞龍都采用寬刃剛性絞龍，也由電機(jī)拖動(dòng)）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(mǎn)。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

27、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)

28、于平衡，為下一個(gè)循環(huán)升溫、降水創(chuàng)造條件。 10 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OMRON歐姆龍SYSMAC CPM1A系列可編程控制器SM—16R PLC，其中10點(diǎn)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

29、只數(shù)顯表。總的輸入點(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： 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 I

30、10 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 Q5 谷物水分達(dá)標(biāo)報(bào)警 PLC硬件接線(xiàn)圖如附錄圖所示。 烘干機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖4-2所示： 圖4-2 烘干機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 4.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.2.1 初始化程序設(shè)計(jì) 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(chēng)為命令語(yǔ)句表達(dá)，與

31、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(hù)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?huà)呙璺绞綇淖蟮接?，從上到下的順序?zhí)行用戶(hù)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)控制部分的程序框圖，如圖4-3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

32、燒機(jī)點(diǎn)火燃燒。 圖4-3 熱風(fēng)循環(huán)自動(dòng)控制部分程序框圖 4.2.2 梯形圖 語(yǔ)句表如附錄所示。 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。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

33、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。 16 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

34、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)。 17 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, 1993. 96—164 [2] 齊從謙, 王士蘭. PLC技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000. 125—155 [3] 程周. 可編程序控制器原理與應(yīng)用. 北京: 高等教育出版社, 2003 [4] 王永華. 現(xiàn)代電器控制機(jī)PLC應(yīng)用技術(shù). 北京:

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37、 下圖接擴(kuò)展連接器的右邊兩個(gè)接線(xiàn)口 語(yǔ)句表 0000 LD I1 0001 OR M30 0002 ANDN M43 0003 OUT M30 0004 TMR T10 K50 0005

38、 LD T10 0006 OUT Q0 0007 LD I4 0008 OUT M31 0009 LD M31 0010 OR M32 0011 ANDN

39、M45 0012 OUT M32 0013 TMR T11 K50 0014 LD T11 0015 OUT Q1 0016 LD I5 0017 OUT M33

40、 0018 LD M33 0019 OR M34 0020 ANDN M41 0021 OUT M34 0022 TMR T12 K50 0023 LD T12

41、 0024 OUT Q2 0025 LD I6 0026 OUT M35 0027 LD M35 0028 OR M36 0029 ANDN M37 0030

42、 OUT M36 0031 TMR T13 K50 0032 LD T13 0033 OUT Q3 0034 LD T1 0035 AND Q0 0036

43、 AND Q1 0037 AND Q2 0038 AND Q3 0039 OUT M37 0040 LD M37 0041 OR M40 0042

44、 ANDN I7 0043 ANDN M45 0044 OUT M40 0045 TMR T14 K50 0046 LD T14 0047 OUT M41 0048 L

45、D M41 0049 ANDN I6 0050 OUT M42 0051 TMR T15 K50 0052 LD T15 0053 OUT M43 0054 L

46、D M43 0055 ANDN I4 0056 OUT M44 0057 TMR T16 K50 0058 LD T16 0059 OUT M45 0060

47、LD T13 0061 AND I8 0062 OUT Q5 0063 LD T13 0064 ANDN I8 0065 OUT Q4 0066 END