综合控制系统工程设计课程设计-PLC工业用智能风淋控制系统.doc

综合控制系统工程设计题目： PLC工业用智能风淋控制系统 院、 系：电子信息工程学院学科专业： 自动化 学 生： 学 号： 090420311 指导教师： 2012年 09月目 录一、 设计任务二、工业用智能风淋控制系统的前言三、工业用智能风淋控制系统的内容四、正确、合理地进行编程元件资源的分配五、主程序的设计六、设计梯形图控制程序七、智能风淋控制系统硬件设计八、设计体会一、设计任务工业用智能风淋控制系统是在生物、电子、食品、医药、医疗等现代生产生活当中，要求与自然环境严格隔离情况下，产生的人行通道控制设备。自动检测执行警示节能等新兴技术及设计理念的引入，使得该PLC控制系统更具实用性和市场竞争力。作为综合控制系统工程设计，本题目拟完成以下工作： 1. 熟练掌握专业电工电子技术。2. 了解掌握工业用风淋控制系统结构工作原理。3. 自主设计一个典型的PLC控制系统，含以下部分及功能： I 通道A、B门开关状态检测（可见光传感器）声音提示等。II 通道A、B门电磁联动锁控（节能模式）。强制红外检测（40KMZ，主被动方式不限）风淋启动及定时（099S）控制。二、工业用智能风淋控制系统的前言随着我国航空技术的发展、工业产品的日新月异，现代的航空科研生产的微型化、精细化、高纯度、高质量和高可靠性对环境要求不断提高，科研生产逐步要求在洁净室的厂房中进行。而洁净室与一般的科研厂房在设计时有一定的区别。洁净厂房的等级是用空气洁净度来划分等级的，它是指空气中空气含悬浮粒子量多少的程度，粒子多则洁净度低;粒子少则洁净度高。空气洁净度根据空气中不同粒径的最大浓度值把洁净室及洁净区从高到低分为1-9级。洁净室设计是一项相关专业综合完成的设计项目，它与一般工业厂房设计有类似处，但也有自身具体的特点。根据洁净室拟生产的产品品种或使用情况确定所设计洁净室控制的对象及技术要求:如生物洁净室，其控制对象是空气中的尘粒和微生物，对航空与集成电路厂房，其控制对象主要是空气中的尘粒。为确保洁净室达到必需空气洁净度，洁净室所涉及的各个专业设计故应采用妥善的、可靠的措施，洁净室设计人员应密切配合，综合设计，尤其是对洁净室的工艺设计、洁净建筑设计、空气净化设计和各种有特殊要求的设计枯术尤为要汁意。液晶显示器是高科技产品，在其生产过程中，需要一个高清洁度的车间一“净化室，。为此，要建一个员工进入“净化室，的“风淋室”，如图1所示。其作用是使员工身上的灰尘等脏物被“风淋”而清除掉，干干净净地进入“净化室，。原来，大多数公司是用手控“风淋室，即当员工打开门1，从室外进入“风淋室，后，用手按下鼓风机的电源开关，此时鼓风机启动，开始吹风，一直吹到预定的时间(用定时器预置吹风时间)后才停止吹风;之后，经风淋后的员工由“风淋室，进入“净化室，。然而，是否风淋是人为的，那怕是带入很少量的灰尘等脏物，就会影响产品的质量。在以质量求生存的企业激烈竞争中，为了解决生产实际中存在的问题，我们设计并研制了“风淋室”自动互锁，吹风，定时控制系统(简称FZT控制系统)，以达到提高产品的质量，并获得明显的经济效和社会效益。一般常用的风淋室分为“普通型和联锁型”两类: 普通型采用手动启动吹淋的控制方式，个别操作者会选择“不经过吹淋就离开”的逃避方式。这使得洁净区的空气洁净度难以保证。甚至可能会影响到产品质量。 在联锁型风淋室中，通常是在进、出两侧门装有电磁锁，当任意一扇门打开时，另一扇门即处于闭锁状态而无法开启，故此称为“联锁”。当使用者进入风淋室，门关闭后即自动启动吹淋，此时两侧门均处于闭锁状态，直到吹淋结束后，门才能开启。采用这种控制方式，实现了强制吹淋的过程。保证了洁净区始终处于理想的空气洁净状态。 目前在联锁型风淋室使用过程中，易发生故障的部位主要在电磁锁、霍尔开关等与门有关的部位，一方面是由于长期使用，门及配件磨损变形所致;而另一主要原因是由于使用设备的人员不了解或不适应风淋室的“工作流程”，违反“流程”操作，致使在门闭锁时强行开门，造成电磁锁损坏。或有被锁在风淋室内“进退两难”的异常情况发生。在新开发的智能型风淋室中，增加了“语音系统”，从指导操作和门的状态监视两方面，及时给出相应的语音提示，督促使用者遵守“工作流程”，规范操作。有效避免了由于操作不当所引起的人为故障。此外，还增加了自动开启照明，压差检测等功能。 通过操作显示面板，用户可自行设定吹淋时间(0-99秒可调)，观察设备运行状态及压差报警等情况。三、工业用智能风淋控制系统的内容本智能语音风淋室控制系统采用高速微控制芯片进行总线控制，具有较高的抗干扰能力，能够适应复杂的现场环境，由于采用数字录音清晰的真人语音提示被编码后同控制程序有机的整合后写入微处理器，使得每个提示环节准确与工作流程相吻合，以提供最佳的工作状态。风淋室Air Shower自带洁净系统，安装在洁净室的入口为了减少外界颗粒污染进入室内的数量。当人员或设备进入洁净室时，经高效过滤器过滤后的高速洁净气流由可旋转喷嘴从各个方向喷射至人身上，有效面迅速清除尘埃粒子，清除后含有尘埃粒子空气再由初、高效过滤后重新循环到风淋区域内。风淋室是人员进出洁净室所必需的通道，并同时起到气闸室密闭洁净室的作用，是进行人员净化和防止室外空气污染洁净区的有效设备。为了更容易的合适的去除颗粒污染，风淋室内装置有可供用调节的时间设置（最少12秒）。以模块化的装配可以装配成单人，单吹，双人，双吹等不同的形式。 1、采用液晶时间显示，风淋时间为099S可调，并显示已风淋时间；2、采用独特的空气清新功能系统，对长期封闭的风淋室风淋信道内产生的异味进行切底的消除；风淋室是人进入洁净室所必需的信道，它可以减少人进出洁净室所带来的污染问题。风淋室的两道门电子互锁，可以兼起气闸室的作用，防止未被净化的空气进入洁净室。 特 点 1吹淋系统自动控制，带语音提示功能,前后门电子互锁。 2采用初效与高效两次过滤器。 3采用进口高风速,低噪音风机,喷嘴风速2026m/s，有效地去除人体及携带物表面的灰尘。4.采用进口油压闭门器,可选性定位,有效保护门锁使用寿命; 5采用EVA密封材料，密封材料好.6可选加装除静电功能装置,在除尘同时兼具除静电功能.7.外观及材质尺寸要求可据客户不同需求定制.1 吹淋系统自动控制，前后门互锁。2采用初效与高效两次过滤器。3喷嘴风速2026m/s，有效地去除人体及携带物表面的灰尘。4采用EVA密封材料，密封材料好。2 风淋室是人员进入洁净室无尘车间所必备的净化设备，通用性强，可与所有的洁净室和洁净厂房配套使用，工作人员进入车间时，必须通过此设备，用强劲洁净的空气，由可旋转喷嘴从各个方向喷射至人身上，有效而迅速清除去附着在衣服上的灰尘、头发、发屑等杂物，它可以减少人进出洁净室所带来的污染问题。风淋室的两道门电子互锁，可以兼起气闸室的作用，阻止外界污染和未被净化的空气进入洁净区域。杜绝工作人员将头发，灰尘、细菌带入车间，达到工作场地严格的无尘净化标准，生产出高质量的产品。 红外线自动感应器。自动感应吹淋，日光灯20Wphilip； 风淋室安装有高科技语音提示系统，提示完成整个吹淋过程，提高净化效果；深圳清新净化公司生产的高科技智能语音风淋室带有语音提示系统，人在吹淋时由自动语音系统提示让人有次序的完成整个吹淋除尘过程，人性化语音提示给人一种亲切感觉，并达到有效的净化效果。风淋室是人进入洁净室所必需的通道，它可以减少人进出洁净室所带来的污染问题。风淋室的两道门电子互锁，可以兼起气闸室的作用，防止未被净化的空气进入洁净室，高科技智能语音风淋室带有语音提示系统，人在吹淋时由自动语音系统提示让人有次序的完成整个吹淋除尘过程，人性化语音提示给人一种亲切感觉，并达到有效的净化效果，经高效过滤器过滤后的洁净气流由可旋转喷嘴从各个方向喷射至人身上，有效而迅速清除尘埃粒子，清除后的尘埃粒子再由初、高效过滤器过滤后重新循环到风淋区域内。电路控制：先进的集成电路板，PLC控制，LED显示吹淋时间，时间继电器099秒可调，红外线自动感应器。感应自动吹淋，触摸式微动开关。并安装有高科技的人性化智能语音提示系统。四、正确、合理地进行编程元件资源的分配PLC工业用智能风淋控制系统I/O分配符号数据类型注释（非注明为通有效）I0.0BOOLA门（自然区）状态输入I0.1、BOOLB门（洁净区）状态输入I0.2BOOL风淋区红外感应检测输入I0.3BOOL照明控制（开关）I0.4BOOL紫外光源(杀菌)控制（开关）Q0.0BOOLA门锁控/LED指示输出高压吸合Q0.1BOOLA门锁控/LED指示输出低压保持Q0.2BOOLB门锁控/LED指示输出高压吸合Q0.3BOOLB门锁控/LED指示输出低压保持Q0.4BOOL风淋电机控制输出Q0.5BOOL照明控制输出Q0.6BOOL紫外光源控制输出Q0.7BOOL门状态声光报警五、主程序的设计一. 典型工作模式I. 系统上电自检。II. A、B门状态检测。A、B门开状态延时5S声音报警A、B门状态重复自检。III. A、B门关闭状态下系统初态处理A、B门双锁强制定时风淋A、B门解锁进入正常风淋工作状态。IV. 员工进出系统工作：1. 员工A门进1：A、B门状态检测A、B门双锁红外检测定时风淋A、B门解锁员工B门出A、B门状态检测返回。2. 员工A门进2：A、B门状态检测A、B门双锁红外检测定时风淋A、B门解锁员工A门出A、B门状态检测A、B门双锁强制定时风淋A、B门解锁返回。3. 员工B门进1：A、B门状态检测员工A门出A、B门状态检测A、B门双锁强制定时风淋A、B门解锁返回。4. 员工B门进2：A、B门状态检测员工B门出A、B门状态检测返回。二. 软件控制思想MAIN 门状态读入A门开YB门开NY门开延时及声音警示N员工进出判断A门进红外检测定时风淋AB门解锁A门出AB门双锁开强制风淋返回MAINB门进、出图1 通道门及风淋控制流程图风淋净化控制系统一个有代表性的部分是系统有关通道门的管理及风淋洁净控制的过程，其控制流程如图1所示。其中为表述方便约定，与外部自然区域（非洁净区）相通的通道门为A门，与生产区域（洁净区）相通的通道门为B门。在风淋过程前A、B通道门自动双锁并在门的外侧伴有红色LED警示，防止此时有人意外进出污染洁净区域。红外感应风淋为员工进入风淋洁净室内有效区域后，通过红外感应启动风淋电机进行的正常风淋洁净过程，风淋过程中除风淋喷头自身旋转外，语音会自动提示被风淋者前后转体，以保证洁净效果。如果进入室内一定时间内不到有效区域接受风淋洁净过程，会有语音提示，这种情况下通道门锁不会释放。强制风淋为员工回到外面后系统对受到污染的风淋室环境进行的自净过程。其它技术不再赘述六、设计梯形图控制程序七、智能风淋控制系统硬件设计控制电路工作过程按3键上电后进入设定状态，按1键设定工作模式，包括红外风淋启动和强制风淋两种模式，按2健设定门未关好的声音警示等待时间长短两种情况。按3键设定风淋时间，进入风淋时间设定时，1键加10，2键加1，3键确定。不按键上电后，进入工作状态，1键控制系统运行开关，2键控制通道灯开关。八、设计体会基于PLC技术的智能型语音风淋净化控制系统，秉承了PLC单片机系统结构简练、运行快捷、环境适应能力强、技术保密性好等工业控制机的固有特性。由于采用了通道门连动互锁、系统参数LCD显示、语音同步提示、细菌杀灭、节能降耗等一些新的设计技术及思想，因此系统具有直观便利、操作可靠、亲和性好等优点。由于上述系统是基于通道门的开关检测对员工的进出做出推理判断的，系统实际运行发现，当有员工只是开关通道门而并不实际进出风淋洁净室时，虽然不会造成对洁净区域污染的直接后果，但仍会使得系统对员工的真实流向判断出错。因而软件中还应该考虑建立一种正常的红外感应风淋洁净过程与强制风淋自净过程之间的相互转换关系，在此基础上，最好通过在通道门口设置两个对射方式的红外光检测装置并将其输出信号送至微处理器的方式，根据其被人体遮挡的先后顺序最终由系统对员工的流向做出正确可靠的判断 在此次课程设计的过程中，我逐渐对智能语音风淋室控制系统有了深刻的认知，本系统是风淋室专用系统，具有普通风淋室的所有功能，电路控制：先进的集成电路板，PLC控制，LED显示吹淋时间，时间继电器099秒可调，红外线自动感应器。感应自动吹淋，触摸式微动开关。