S7-200盐碱分离机

湖 南 工 程 学 院课 程 设 计课程名称 电气控制与PLC 课题名称 盐碱分离离心机电气控制系统设计 专业班级 自动化 班 姓 名 学 号 指导教师 谭梅、刘星平 20 年 月 日湖南工程学院课程设计任务书课程名称 电气控制与PLC 课题名称 盐碱分离离心机电气控制系统设计 专业班级 自动化 班 姓 名 学 号 指导教师 谭梅、 刘星平 审 批 黄峰 任务书下达日期20 年 月 日课程设计完成日期20 年 月 日第一章 概述31.1盐碱分离离心机概况及控制要求31.2设计任务5第二章 控制方案论证62.1基于PLC控制系统优点62.2plc控制电路相对于继电器控制电路的优点7第三章 硬件设计93.1 I/O点统计93.2 PLC选型93.3I/O接线图12第四章 控制系统的软件设计1313结束语14致谢15参考文献15附录161. 梯形图162.指令程序清单20第一章 概述1.1盐碱分离离心机概况及控制要求在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此需要采取措施对盐、碱进行分离，目前大部分厂家均采用以离心机为主体的分离系统。分离过程是一顺序循环的工作过程，共分6个工步：进料、甩料、选盐、升刀、间歇和清洗，靠6个电磁阀YV1YV6完成上述工作，并要求5步工作连续循环8次之后方可进入清洗工步，待清洗完毕再进入下一次大循环。分离过程的工作流程图如图1所示，各电磁阀的状态如表1所示。图1 盐碱分离离心机系统工作流程图表1 盐碱分离离心机电磁阀状态表1.2设计任务1.设计和绘制电气控制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。 2.选择电气元件，编制电气元件明细表。 3.设计操作面板电器元件布置图。 4.上机调试程序5. 编写设计说明书。第二章 控制方案论证2.1 基于PLC控制系统优点1.实时性由于控制器产品设计和开发是基于控制为前提，信号处理时间短，速度快。基于信号处理和程序运行的速度，PLC经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。2.高可靠性所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，使工业现场的外电路与控制器内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms。各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰。采用性能优良的开关电源。对采用的元器件进行严格的筛选。良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。大型控制器还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,以及实现电源模块冗余、IO模块冗余，使可靠性更进一步提高。3.系统配置简单灵活控制器 产品种类繁多，规模可分大、中、小等。I/O卡件种类丰富，可根据自控工程实现功能要求不同，而进行不同的配置。满足控制工程需要前提下，I/O卡件可灵活组合。4.丰富的I/O卡件控制器针对不同的工业自控工程的现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈、控制阀等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。5.控制系统采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构。控制器的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。6.价格优势质优价廉，性价比高。7.安装简单，维修方便可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。8.控制器实现的功能逻辑控制定时控制计数控制顺序控制PID控制数据计算通讯和联网其它：还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。2.2 plc控制电路相对于继电器控制电路的优点1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。2、工作方式上看：电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约。3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而plc通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。4、定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；plc时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。5、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。第三章 硬件设计3.1 I/O点统计根据盐碱分离离心机系统示意图，PLC控制系统的输入信号有：启动、停止2个均为开关量，两者均为单操作开关（占两个输入点）。PLC控制系统的输出、输入信号有6个其均用于驱动电磁阀接触器即：进料阀（YV1）、洗盐阀（YV2）、化盐阀（YV3）、升刀阀（YV4）、母液阀（YV5）、熟盐水阀（YV6）。即输入用了2个点，输出用了6个点。经过分析得到盐碱分离离心机工作的I/O端口分配如表2所示。表2 I/O统计表输 入输 出启动（I0.0）进料阀接触器（Q0.1）停止（I0.1）洗盐阀接触器（Q0.2）化盐阀接触器（Q0.3）升刀阀接触器（Q0.4）母液阀接触器（Q0.5）熟盐水阀接触器（Q0.6）3.2 PLC选型SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：a极高的可靠性b极丰富的指令集c易于掌握d便捷的操作e丰富的内置集成功能f实时特性g强劲的通讯能力h丰富的扩展模块S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列PLC可提供5个不同的基本型号的8种CPU供您使用。S7-200 CPU的技术指标特性CPU 221CPU 222CPU 224CPU 224XPCPU 226本机I/O 数字量 模拟量6入/4出-8入/6出-14入/10出-14入/10出2入/1出24入/16出-最大扩展模块数量 0个模块2个模块7个模块7个模块7个模块数据存储区2048字节2048字节8192字节10240字节10240字节掉电保持时间50小时50小时100小时100小时100小时程序存储器： 可在运行模式下编辑 不可在运行模式下编辑4096字节4096字节4096字节4096字节8192字节12288字节12288字节16384字节16384字节24576字节高速计数器 单相 双相4路30KHz2路20KHz4路30KHz2路20KHz6路30KHz4路20KHz4路30KHz2路200KHz3路20KHz1路100KHz6路30KHz4路20KHz脉冲输出（DC）2路20KHz2路20KHz2路20KHz2路100 KHz2路20KHz模拟电位器11222实时时钟配时钟卡配时钟卡内置内置内置通讯口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-4852RS-485浮点数运算有有有有有I/O映象区256128入/128出256128入/128出256128入/128出256128入/128出256128入/128出布尔指令执行速度0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令0.22s /指令外形尺寸（mm）908062908062120.58062140806219080623.3 I/O接线图第4章 控制系统的软件设计结束语 经过了为期二周的努力和学习，我终于完成了盐碱分离离心机的PLC控制系统的课程设计，从一开始的茫然、毫无头绪到最后课程设计说明书的完成，每一步对我来说都是新的尝试，这算是我第一份独立完成的开放式作业，心里十分自豪。虽然这份课程设计还很稚嫩，存在着很多的不足，但在我却在设计过程中不断地得到成长。 首先是课题的选择，资料的查找，运用图书和网络，从各类信息中找出对自己有用的信息并进行编辑完善，这些基本的工作让我感觉基础知识扎实的必要性。但是我也深深的感觉到自己的不足之处，有时候对应用指令不熟悉，以致不能很好准确的编程，使得工作的效率降低，因此在以后还须多加锻炼。在学习过程中也有不能想通的问题，通过和同学的讨论，以及在PLC仿真软件的调试，问题终于得以解决。在这次的设计中，我发现PLC在工业控制中的作用确实很重要，它能使人的控制转变成微机的控制，大大地降低了产品的成本，减少劳动力的投入，更好的提高生产效率。 在设计图形时，一个输入错误或是基本指令的混淆都会导致最后梯形图的转换失败，然后再一步步查找错误，浪费时间和精力，非得耐心一遍遍重头再来。这让我认识到设计工作一定要认真细心，容不得马虎。编程的过程中是这样，在生活中更是如此。要仔细检查自己的程序。考虑到那些可能犯错误，并及时解决。只有这样才能得到提高。 看着自己的课程设计一步步完善，心中洋溢着一股自豪感，这也为以后的学习和工作打下了基础，一分耕耘一分收获，要想真正做好一件事，还是需要定定心，脚踏实地，用心努力才行啊，希望这次经历能激励自己在以后的路上走好。致谢 通过这次的课程，我收益良多，无论是技能方面还是思想方面。在此，我首先要感谢老师辛勤的教导，我才能完成这次课程设计。并衷心感谢同学对我的帮助。参考文献1赖指南.电气控制技术课程设计题选.湘潭：本院印刷厂2廖常初. FX系列PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，20053史国生.电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社，20034孙振强.可编程控制器原理及应用教程.北京：清华大学出版社 5阮友德.电气控制与PLC实训教程.北京：人民邮电出版社，2006附录1. 梯形图2.指令程序清单LD SM0.1S M0.0, 1R M0.1, 6LD M0.0A I0.0S M0.1, 1R M0.0, 1LD M0.1A T37S M0.2, 1R M0.1, 1LD M0.2A T38S M0.3, 1R M0.2, 1LD M0.3A T39S M0.4, 1R M0.3, 1LD M0.4A T40S M0.5, 1R M0.4, 1LD M0.5A T41A C3S M0.6, 1R M0.5, 1LD M0.5A T41AN C3S M0.1, 1R M0.5, 1LD M0.6A T42A M1.0S M0.0, 1R M0.6, 1LD M0.6A T42AN M1.0S M0.1, 1R M0.6,