基于PLC液体混合装置控制系统设计（全套含CAD图纸）
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I 基于 体自动混合装置控制系统 摘 要 以两种液体的自动混合灌装控制为例，将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后才能将混合的液体输出容器，并形成循环状态。液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统，从第一种液体加入到液体混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。 设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程（包括设计目的、设计方案、设计流程、设计要求、梯形 图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。根据设计要求，本设计采用日本三菱公司的 列 实现液体自动混合装置的控制系统。 关键词 ：液体，混料装置，自动控制 he is to a by to a be of a of of to to of a of to as to , he of LC to 录 前 言 . 1 第 1 章 液体自动混合装置的总体设计 . 3 计目的 . 3 计要求 . 3 计步骤与要求 . 4 第 2 章 液体自动混合装置的硬件设计 . 5 选择 . 5 结构组成 . 5 用三菱 列 . 6 0 端口 . 28 场控制设备 . 28 统抗干扰性的分析和维护 . 28 结 论 . 30 谢 辞 . 31 参考文献 . 32 外文资料翻译 . 33 1 前 言 在液体饮料生产线中，通常需要对几种原料在 混合液体装置中进行混合搅拌，为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中，液体混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达 到液体混合的目的，液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。目前，液体混合操作作为一些工厂关键的或不可缺少的一环，要求设备混合质量高，生产效率高，自动化程度高，适应范围广等，而采用 制液体混合恰恰能满足这些要求。 液体混料的精确和均匀性是产品质量的关键，同样是产品品质一致性的保障。传统的液体混合装置完全由人工操作，无论在配料、混料等阶段都存在诸多不确定因素，产品质量无法保证，废品多、人工投入大。基于 制的液体混合自动控制系统，从根本上解决了上述控制装置的不足。该系统可按不同工艺要求在其规定 时间内完成多种液体的配料及混台，并可按实际需求方便的调节配料比及混合时间，提高了生产效率及产品质量。 设计面临的一个主要挑战是如何针对实际生产要求提出控制要求，将所提出的控制要求转变为合适的技术指标，最终转化为实际生产。从分解工艺要求人手，介绍了控制系统设计方法、思路及最终实现。本设计遵循高职高专培养技术应用型人才的目标为指导思想，以“加强应用，注重能力，培养能力”为宗旨，旨在培养同学们的基本实验技能和安装，调试电气自动孔昂志系统的能力，本实验采用目前国内应用广泛且具有很高性价比的三菱 列 例 ，介绍其硬件组成，指令系统和典型应用实例，注重对同学们新技术应用能力的培养，以实现理论与实际的接轨。 本设计就两种原料进行混合的控制任务进行系统设计，目的在于熟悉顺序指 2 令的编程方法，熟练掌握 制程序的设计方法，并学会 序的上机调试。需要解决被控制系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序；根据控制要求，确定该控制系统的输入和输出，即确定哪些外围设备是送信号到 ，哪些外围设备是接收来自 信号的，并将 输入，输出口与之对应进行分配，得到 I/O 分配表，并画出 I/O 接线图；根据控制 系统的工艺流程，画出顺序功能图；将顺序功能图转换成 步进梯形图程序；将设计好的程序通过手持编程器输入到 ；最后对程序进行调试。 3 第 1章 液体自动混合装置的总体设计 计目的 1. 了解液体自动混合装置控制系统的工作原理 。 2. 熟练掌握 制程序的设计方法 。 计要求 在液体饮料生产线中，通常需要对几种原料在混合液体状之中进行混合搅拌，本例就两种液体原料进行混合的控制任务进行系统设计。 在混合液体装置中，需要完成两种液体的 进料、混合、卸料的功能，该装置示意图如图 1示。控制要求如下：当按下启动按钮 ，使系统处于运行状态（通过指示灯 行指示），同时执行复位过程操作；复位操作完成后，即可执行自动混料操作；按下停止按钮 待本次混合液体操作处理完毕后，停止混合操作，且停止系统运行。另外，在系统运行时，还需要记录混合液体的罐数，并实时显示在数码管上；当罐数达到 1600 罐时，指示灯 。 复位过程操作如下：液体 A、 B 阀门关闭，混合液体卸料阀门打开，使液面下降到液面传感器 L 处，当液面传感器 L 检测到信号达 2 秒，即 表示将混合液体装置中的液体放空，此时需要将混合液体卸料阀门关闭，复位过程完成。 自动混料操作按照以下步骤循环进行： 1 当混合液体装置中的液体放空时，液体 A 阀门打开，液体 A 进入混合液 置； 2 当液面到达液位传感器时，关闭液体 A 阀门，打开液体 B 阀门，液体 进 入混合液体装置； 3 当液面到达液位传感器时，关闭液体 B 阀门，搅拌电机开始转动，进行混合液体搅拌，先正转 2 秒，停 1 秒，再反转 2 秒，停 1 秒； 4 当搅拌电机正反转 3 次后，停止搅拌，混合液体卸料阀门打开，开始放出混合液体； 5 当液面到达低液位传感器时，延时 2 秒，延时时间 到，关闭混合液体卸料阀 4 门，然后开始下一混合液体操作 在该控制系统中，其中进料和卸料使用的是电磁阀来控制，液体混合搅拌电机（三相交流异步电动机）来完成，液体在装置中的液位由三个反射式光电传感器进行检测 。 图 1混合液体装置示意图 计步骤与要求 1. 对所需硬件进行选择 2. 确定被控制系统必须完成的动作及完成这些动作的顺序。 3. 根据控制要求，确定该控制系统的输入和输出，即确定哪些外围设备是送信号到 ，哪些外围设备是接收来自 信号的，并将 输入，输出口与之对应进行分 配，得到 I/O 分配表，并画出 I/O 接线图。 4. 根据控制系统的工艺流程，画出顺序功能图。 5. 将顺序功能图转换成 步进梯形图程序。 6. 将设计好的程序通过手持编程器输入到 ；最后对程序进行调试 5 第 2章 液体自动混合装置的硬件设计 传统的控制方法是采用继电器一接触器控制。这种控制系统较复杂，并且大量的硬件接线使系统可靠性降低，也间接地降低了设备的工作效率。采用可编程控制器较好地解决了这一问题，可编程控制器是一种将计算机技术、自 动控制技术和通信技术结合在一起的新型工业自动控制设备，不仅能实现对开关量信号的逻辑控制。还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。因此，将可编程控制器应用于多种液体混合灌装机，完全能满足控制要求。且具有操作简单、运行可靠、工艺参数修改方便、自动化程度高等优点。 一般结构如图 2示，由图可见主要有 6 个部分组成，包括 央处理器 )、存储器、输入输出接口电路、电源、外设接口、 I/O 扩展接口。 图 2构图 6 1 中央处理单元 (与通用计算机中的 样。 的 是整个系统的核心部件，主要有运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成，此外还有外围芯片、总线接口及有关电路。 很大程度上决定了整体性能，如整个系统的控制规模，工作速度和内存容量等。 2 存储器 存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 用的存储器类型有 。 3 I/O 模块 输入模块和输出模块通常称为 I/O 模块或 I/O 单元。 对外功能主要是通过各种 I/O 接口模块与外界联系而 实现的。输入模块和输出模块是 现场 I/着 外部设备之间传递信息的作用。通常 I/，以便于连接和监视。 4 电源模块 输入、输出接口电路是 现场 I/O 设备相连接的部件。它的作用是将输入信号转换为 够接收和处理的信号，将 来的弱电信号转换为外部设备所需要的强电信号。 入、输出口分配 用三菱 本控制系统中，采用 列 列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是 相当于 列中最高档次的超小形程序装置。除输入出 16的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等 。 在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行 16的灵活输入输出组合。可选用 16/32/48/64/80/128 点的主机，可以采用最小 8点的扩展模块进行扩展 ， 可根据电源及输出形式，自由选择 。 程序容量：内置 800 步 输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至 16K 步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。 便利指令数字开关的数据读取， 16 位数据的读取，矩阵输入的读取， 7 段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出 7 （ 20脉宽调制， 制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送， 刷， 换，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。 、开关量输入模块的选择 开关量输入模块足用来接收现场输入设备的开 关信号，将信号转换为 部接受的低电压信号，并实现 、外信 号 的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面： 1)输入信号 的类型及电压等级 开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流 /流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的延迟时 间 较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电了输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。 开关量输入模块的输入信号的电压等级有：直流 5V、 12V、 24V、 48V、 60流儿 110V、 220V 等。选择时丰要根据现场 输入设备与输入模块之问的距离来考虑。一般 5v、 12V、 24V 用于传输距离较近场合，如 5v 输入模块最远不得超过 10 米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。 2 ) 输入接线方式 开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式。 汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端 (而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之问是分隔的。分组式的丌关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之问不需要分隔，一般选用汇点式的。 3 ) 注意同时接通的输入点数量 对 丁选用高密度的输入模块（如 32 点、 48 点等），应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的 60%。 4 ) 输入门槛电平 为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅 明书。 8 2、开关 量 输出模块的选择 开关量输 出 模块是将 部低电胜信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现 外信号的电气隔离。选择时丰要应考虑以下几个方面： (1)输出方式 开关量输山模块有继电器输 出 、晶闸管输 出 和晶体管输出三种方式。继电器输山的价格便宜，既可 以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得超过 1 寿命较短、可靠性较差，只能适用于小频繁通断的场合。对于频繁通断的负载，应该选用品闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。 (2)输出接线方式 开关量输山模块丰要有分组式和分隔式两种接线方式。分组式输山足几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔 的，可分别用丁驱动不同电源的外部输 出 设备；分隔式输出是每一个输山点就有一个公共端，各输出点之问相互隔离。选择时丰要根据 出 设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式 有分组式输 出 ，也有分隔式输 出 。 (3)驱动能力 开关量输出模块的输出电流（驱动能力）必须大于 接输出设备的额定电流。用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输 出 模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。 (4)注意同时接通的输 出 点数量 选择开关量输 出 模块时，还应考虑能同时接通的输 出 点数量。同时接通输山设备的累计电流值必须小丁公共端所允许通过的电流值，如一个 220V 2A 的 8点输 出 模块，每个输 出 点可承受 2A 的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A(8 2A)，通常要比此值小得多。一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的 60%。 (5)输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关 开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别足输出的最大电流。另外，晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中 9 也应注意。 2 模拟量 I/O 模块的选择 模拟量 I/O 模块 的主要功能是数据转换，并与 部总线相连，同时为了安全也有电气隔离功能。模拟量输入 (A/D)模块足将现场由传感器检测而产牛的连续的模拟量信号转换成 部可按受的数字量；模拟量输 出 (D A)模块是将部的数字量转换为模拟量信号输 出 。 典型模拟量 I/O 模块的量程为 10V、 0 10V、 4 20，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。一些 造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用米直接接收低电平信号（如 电偶等信号）。 3、特殊功能模块的选择 目前， 造厂家相继推山了一些具有特殊功能的 I/O 模块，有的还推山了自 带 智能型 I/O 模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、 信模块等。 拌电机的选择 般原则 1 选择在结构上与所处环境条件相适应的电动机，如根据使用场合的环境条件选用相适应的防护方式及冷却方式的电动机。 2 选择电动机应满足生产机械所提出的各种机械特性要求。如速度、速度的稳定性、速度的调节以及启动、制动时间等。 3 选择电动机的功率能被充分利用，防止出现“大马拉小车”的现象。通过计算确定 出合适的电动机功率，使设备需求的功率与被选电动机的功率相接近。 4 所选择的电动机的可靠性高并且便于维护。 5 互换性能要好，一般情况尽量选择标准电动机产品。 6 综合考虑电动机的极数和电压等级，使电动机在高效率、低损耗状态下可靠运行。 1 根据生产机械性能的要求，选择电动机的种类。 10 2 根据电动机和生产机械安装的位置和场所环境，选择电动机的结构和防护型式。 3 根据电源的情况，选择电动机额定电压。 4 根据生产机械所要求的转速以及传动设备的情况，选择电动机额定转速。 5 根据生产机械所需 要的功率和电动机的运行方式，决定电动机的额定功率。 6 综合以上因素，根据制造厂的产品目录，选定一台合适的电动机。 1 电动机种类的选择 由于三相笼型异步电动机具有结构简单、运行可靠、维修方便和价格便宜等特点，并且它采用的动力电源是很普遍的三相交流电源。圆此广泛应用于国民经济和一日常生活的各个领域，是生产量最大、应用面最广的电动机。但它的启动和调速性能差，功圆数低。对调速，启动性能要求不高的一般生产机械中，如机床、水泵、通风机、家用电器等，应优先采用笼型异步电动机；对于要求高启动转矩的生 产机械，如空气压缩机、皮带运输机、纺织机等，可采用深槽或双笼型异步电动机。在要求有级调速的生产机械，如某些机床，可采用双速、三速或四速等多速笼型异步电动机。 2 电动机额定电压的选择 电动机额定电压选择的原则应与供电电网或电源电压一致。一般工厂企业低压电网为 380V。中小型异步电动机都是低压的，额定电压为 380/220V（ Y/接法），或 220/380V（ /Y 接洼）及 380/660 V（ /Y 接法）三种。 3 电动机额定转速的选择 1)对于启动、制动或反转很少，不需要调速的连续工作制的电动机，可选择相应额定转 速的电动机，从而省去减速传动机构。 2)对于经常启动、制动和反转的生产机械，选择额定转速时则应主要考虑缩短启、制动时间以提高生产效率。启、制动时间的长、短主要取决于电动机的飞轮矩和额定转速，应选择较小的飞轮矩和额定转速。 3)对于调速性能要求不高的生产机械，可选用多速屯动机或者选择额定转速稍高于生产机械的电动机配以减速机构，也可以采用电气调速的电动机拖动系统。在可能的情况下，应优先选用电气调速方案。 11 4)对于调速性能要求较高的生产机械，应使电动机的最高转速与生产机械的最高转速相适应，直接采用电气调速。 4 电 动机额定功率的选择 电动机额定功率（容量）的选择步骤是： 第一步：计算负载功率 第二步：根据预选电动机的额定功率 第三步：进行发热、过载能力和启动能力校验，直至合适为止。 恒定负载下电动机额定功率的选择这类生产机械电动机功率的选择较为简单，根据负载的功率，在产品目录中选一台额定功率等于或略大于，且转速合适的电动机即可。 根据选型要求，选用 电动机即可 (其中“ E”表示电动机， “ J” 表示交流的， 15 为设计序号， 3 为最大工作电流 )。 相关元件主要技术参数及原理如下： 列电动机是一般用途的鼠笼型三相异步电动机。 1 额定电压为 220V，额定频率为 50率为 用三角形接法。 2 电动机运行地点的海拔不超过 作温度 400C湿度 选择法兰接口， 可根据用户需要自由选择。 二、根据流体参数选择电磁阀的：材质、温度组 1、腐蚀性流体：宜选用耐腐蚀电磁阀和全不锈钢；食用超净流体：宜选用食品级不锈钢材质电磁阀。 2、高温流体：要选择采用耐高温的电工材料和密封材料制造的电磁阀，而且要选择 活塞式结构类型的。 3、流体状态：大至有气态，液态或混合状态，特别是口径大于 货时一定要区分开来。 4、流体粘度：通常在 50下可任意选择，若超过此值，则要选用高粘度电磁阀。 三、根据压力参数选择电磁阀的：原理和结构品种 1、公称压力：这个参数与其它通用阀门的含义是一样的，是根据管道公称压力来定。 2、工作压力：如果工作压力低则必须选用直动或分步直动式原理；最低工作压差在 上时直动式、分步直动式、先导式均可选用。 四、电气选择：电压规格应尽量优 先选用 为方便。 五、根据持续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可持续通电 1、当电磁阀需要长时间开启，并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。 2、要是开启的时间短或开和关的时间不多时，则选常闭型。 3、但是有些用于安全保护的工况，如炉、窑火焰监测，则不能选常开的，应选可长期通电型。 六、根据环境要求选择辅助功能：防爆、止回、手动、防水雾、水淋、潜水 等。 1、爆炸性环境：必须选用相应防爆等级的电磁阀 2、当管内流体有倒流现象时，可选择我公司 列带止回功能电磁阀。 15 3、当需要对电磁阀进行现场人工操作时，可选择我公司 列带手动功能电磁阀。 4、露天安装或粉尘多场合应选用防水，防尘品种 (防护等级在 上 )。5、用于喷泉必须采用潜水型电磁阀 (防护等级在 上 )。 根据选型要求选出符合条件的电磁阀 1 入罐液体选用 电磁阀（其中 v”表示电磁阀，“ F，表示防腐蚀， 4 表示设计序号， 25 表示口径 (度）。相关元件主要技术参数及原理如下： (1)材质： 聚四氟乙烯。使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体。 (2)介质温度 150环境温度 00C。 (3)使用电压： 220 024V。 (4)功率： (5) 操作方式：常闭：通电打开、断电关闭，动作响应迅速，高频率。 2 出罐液体选用 电磁阀 （ 其中“ A表示可调节流量， v”表示电磁阀，“ F”表示防腐蚀， 40 为口径 ( ,相关元件主要技术参数及原理如下： (1) 其最大特点就是能通过设备上的按键设置来控制流量 ，达到定时排空的效果。 (2) 其阀体材料为：聚四氟乙烯，有比较强的抗腐蚀能力。 (3) 使用电压： 220 0 24V。 (4) 功率： 5 (5）有液体时信号为 1，否则为 0 光电传感器是将光信号转换为电信号的传感器。若用这种传感器测量其他非电量时，只需将这些非电量的变化现转换为光信号的变化。这种测量方法具有结构简单，可靠性高，精度高，非接触和反应快等优点，被广泛用于各种自动检测系统中。 本设计选用 液位传感器（其中“ L” 表示光电的，“ S”表示传感器， 16 “ F”表示防腐蚀的， 最大工作压力）。 列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。其原理是依据光的反射原理，当没有液体时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。应用此原理可制成单点或多点液位开关。 电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。 相关元件主要技求参数如下： (1)工作压力可达 2)工作温度上限为 1250 (3)触 点寿命为 100 万次 (4)触点容量为 70w (5)开关电压为 24V 6)切换电流为 体混合装置 I/制元件 启动按钮 停止按钮 高液位传感器 中液位传感器 低液位传感器 运行状态指示灯 液体 A 阀门 液体 B 阀门 搅拌电机 M 正转 搅拌电机 M 反转 液体卸料阀门 1 3 定时器 计数器 17 ，各个阀门 为 位传感器 为动机 M 为 按下启动按扭 始下列操作： 1、 N，液体流出。当液面到 ， N， 计时器 动，即 N。2 秒后， 料阀关闭 2、 体 A 进入混合装置。当液面达到 ， N，使 关闭 门，打开液体 B 的阀门 3、 液面达到 ， N， N 即关闭阀门 拌机 M 开始正转搅拌。定时器 动。 4、 经 2S 搅拌后， M 停止搅拌， N，定时器 动。 5、 经 1S 停止后， N， M 开始 反转搅拌， N, 定时器 动。 6、 经 2S 搅拌后， M 停止搅拌， N，定时器 动。 7、 经 1S 停止后， N，计数器启动。 8、 经 3 次计数后， N，卸料阀门打开，开始放出混合液体。 9、 当液面降到 ， N,定时器 动。 10、 经 2S 延时后， 闭卸料阀门，开始下一周期。 11、 停止操作，按下停止按钮 论处于什么状态均停止。 序流程图 程序流程图如图 319 图 3流程图 体混合装置顺序功能图的设计 顺 序功能图如图 320 21 图 3序功能图 体混合装置梯形图的设计 液体自动混合装置的梯形图如图 322 23 图 3形图 体混合装置控制的指令表 D 24 D 20 D D 20 25 D 20 10 3 D 20 26 1600 27 第 4章 系统常见故障分析及维护 为了延长 制系统的寿命，在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有较明白的估计，也就是说，要知道整个系统哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能对 程控制系统的系统设计和维护有所帮助。 系统故障一般指整个生产控制系统失效的总和，它又可分为 障和现场生产控制设备故障两部分。 统包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、 I 场生产控制设备包括 I O 端口和现场控制检测设备，如继电 器、接触器、阀门、电动机等。 机系统最容易发生故障的地方一般在电源系统，电源在连续工作、散热中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。系统总线的损坏主要由于现在 期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前 主存储器大多采用可擦写 使用寿命除了主要与制作工艺相关外，还和底板的供电、 块工艺水平有关。而 中央处理器目前都采用高性能的处理芯片，故障率已经大大下降。对于 机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平，加装降温措施，定期除尘，使 外部环境符合其安装运行要求；同时在系统维修时，严格按照操作规程进行操作，谨防人为的对主机系统造成损害。 28 l 0端口 大的薄弱环节在 I 0 端口。 技术优势在于其 I 0 端口，在主机系统的技术水平相差无几的情况 下， I O 模块是体现 能的关键部件，因此它也是 坏中的突出环节。要减少 I O 模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响，首先要按照其使用的要求进行使用，不可随意减少其外部保护设备，其次分析主要的干扰因素，对主要干扰源要进行隔离或处理。 在整个过程控制系统中最容易发生故障地点在现场，现场中最容易出故障的有以下几个方面。 (l)第 1 类故障点是在继电器、接触器。 制系统的日常维护中，电气备件消耗量最大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品本身外，就是现场环境比较恶劣，接触 器触点易打火或氧化，然后发热变形直至不能使用。所以减少此类故障应尽量选用高性能继电器，改善元器件使用环境，减少更换的频率，以减少其对系统运行的影响。 (2)第 2 类故障多发点在阀门等设备上。因为这类设备的关键执行部位，利用电动执行机构推拉阀门或闸板的位置转换，机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维护，机械、电气失灵是故障产生的主要原因，因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检，发现问题及时处理。 (3)第 3 类故障点是传感器和仪表，这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备 安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地，并尽量与动力电缆分开敷设，特别是高干扰的变频器输出电缆，而且要在 部进行软件滤波。这类故障的发现及处理也和日常点巡检有关，发现问题应及时处理。 由于 专门为工业生产环境设计的装置，因此一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工业环境中。但如果工作环境过于恶劣，如干扰特别强烈，可能使 起错误的输入信号 、 运算出错误的结果 、 产生出错误的输出信号 、 造成 29 错误的动作，就不能保证控制系统正常、安全运行。因此为提高控制系统的可靠性，在设计 时采取相应有效的抗干扰措施是非常必要的。外界干扰的主要来源有四 ： （ 1） 电源的干扰 供电电源的波动以及电源电压中高次谐波产生的干扰。 （ 2） 感应电压的干扰， 围邻近的大容量设备启动和停止时，因电磁感应引起的干扰：其它设备或空中强电场通过分布电容串入 起的干扰。 (3) 输入输出信号的干扰， 输入设备的输入信号线间寄生电容引起的差模干扰和输入信号线与大地间的共模干扰；在感性负载的场合，输出信号由断开一闭合时产生的突变电流和由闭合一断开的反向感应电势以及电磁接触器的接点产生电弧等产生的干扰。 (4)外部配线干扰 因各种电缆选择不合理，信号线绝缘降低，安装、布线不合理等产生的干扰。提高 制系统抗干扰性能的措施： 1)科学选型。 2)选择高性能电源，抑制电网干扰。 3)正确选择接地点，完善接地系统。 4)柜内合理选线配线，降低干扰。 30 结 论 实践证明，本设计所采用三菱公司生产的 可编程控制器的硬件配置和程序设计是完全可行的，在实际控制中，由
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