润滑油脱水净化挂车控制系统设计【优秀机械机电毕业设计论文】【A6251】
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润滑油
脱水
净化
挂车
控制系统
设计
优秀
优良
机械
机电
电机
毕业设计
论文
a6251
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，36页，15400字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
文献综述一份。
图纸共6张，如下所示
A1-原理图3.dwg
A3-主电路原理图.dwg
A3-原理图1.dwg
A3-原理图2.dwg
A3-电气原理图.dwg
A3-程序流程图.dwg
- 内容简介：
-
重 庆 理 工 大 学 毕业设计（论文）任务书 题目 润滑油脱水净化挂车控制 系统设计 （任务起止日期 2013 年 2 月 25 日 2013 年 6 月 13 日） 重庆理工大学汽车 学院 机械设计制造及其自动化 专业 09425 班 学生姓名 白沁杭 学 号 10904020501 指导教师 系 主 任 二级学院院长 课题内容 课题任务要求 （ 1）查阅参考不少于 20 篇相关领域的文献； （ 2）按计划时间完成开题报告，文献综述，外文翻译； （ 3）对 润滑油脱水净化挂车工作原理的分析； （ 4）拟订 润滑油脱水净化挂车控制系统 的设计方案，确定控制系统所需控制输入和输出点数，从而根据控制点数选择合适的 据输入信号，选择合适的传感器。并且选择合适的继电器及接触器； （ 5）对 行编程，使其满足 润滑 油脱水净化挂车的控制 功能，将控制程序附于设计 说明书 后； （ 6）完成使用说明书和设计说明书的撰写，并绘制相关图纸。 主要参考文献（由指导教师选定） （ 1） 邓星钟，等编 . 机电传动控制 中科技大学出版社， 2010. （ 2） 姜培刚，等编，机电一体化系统设计 . 北京；机械工业出版社， 2003 （ 3） 西门子中国公司， 列 统手册 . 4） 刘翠岭，黄建兵，集散控制系统 5） 柴瑞娟 ,陈海霞 程技术及工程应用 M械工 业出版社 （ 6） 亚控公司 M京亚控科技发展有限公司 组设计者 注： 1、任务书由指导教师填写； 2、任务书在第七学期期末下达给学生。 学生完成毕业设计（论文）工作进度计划表 序号 毕业设计（论文）工作任务 工 作 进 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 调研、收集资料 2 完成开题报告 3 完成文献翻译、文献综述 4 确定方案、 各元器件的选型 5 序的编制 6 毕业设计论文撰写 （ 5 月 31 日前结束全部设计，资料交指导老师） 7 毕业设计答辩 及资料整理 注： 1、此表由指导教师填写； 2、此表每个学生一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据； 3、进度安排用“ ”在相应位置画出。 毕业设计（论文）阶段工作情况检查表 时间 第 一 阶 段（ 1 4 周） 第 二 阶 段（ 5 12 周） 第 三 阶 段（ 13 16 周） 内容 组织纪律 完 成 任 务 情 况 组织纪律 完 成 任 务 情 况 组织 纪律 完 成 任 务 情 况 检 查 情 况 教师签字 签字 日期 签字 日期 签字 日期 注： 1、此表由指导教师认真填写； 2、“组织纪律”一栏根据学生具体执行情况如实填写； 3、“完成任务情况”一栏按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写； 4、对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出警告或不能参加答辩的建议。 重 庆 理 工 大 学 文 献 翻 译 二级学院 机械工程学院 班 级 109040205 学生姓名 白沁杭 学 号 10904020501 一、 可编程控制器是 60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器 目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序 控制功能。提出 活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内 ,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后， 入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的 断功能，还同时具有数据处理、 信功能。国际电工委员会 (布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为 工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 可靠性高，抗干扰能力强； 编程直观、简单； 适应性好； 功能完善，接口功能强 二、 1968年， . 现在，括机械制造也、运输系统、化学过程设备、等许多其他领域。初期可编程控制器只是用一种类似于语言的软件逻辑于代替继电器硬件逻辑，并且使开发时间由 6个月缩短 到 6天。 虽然计算机控制技术已经产生，但是 本低、并且对恶劣的环境有很强的适应能力而在工业控制的广泛应用中保持优势。而且，尽管硬件的价格在逐渐下跌，据估计，根据 年销售硬件的价格要比销售 千五百万）至少多出八十亿美元。 . 虽然 软件过程一样， 也以同样的方式会遇到软件错误或危机。 如果房子建造的像软件过程一样，那么仅仅一只啄木鸟就可以摧毁文明。特别的， 管 是在工业控制上减少梯形逻辑的扫描时间仍然是一个问题，以至于可以用到低耗时的 一般来说，和其他领域相比生产 如，在实践中， 为要求对软件和硬件搜都要考虑到。因此，软件设计越来越成为花费动力。在许多的工业设计工程中，多数人力分配给了控制系统设计和安装，并且他们被要求对 再者， 个更深入的问题是在大规模的工程中软件越来越复杂，促使要有一个系统化的设计方法论。 主题的客观性是为 个设计方法论包括以状态转换模型为基础的精确的描述，这个转台转换模型是自动控制系统的抽象系统。方法论还包括一个逐步的设 计过程，并且要设置一个设计规则，这样才能为一个成功的设计提供导向和方法。这项研究的真正目的是找到一个减少控制软件发展过程的不稳定性的方法，也就是说，减少程序和调试时间以及他们的变化，以增强自动控制系统的适应性，并且通过调整软件使得软件可以再度使用。这样的目的是为了克服目前程序策略的不足之处，而目前的程序策略是以个人软件开发者的经验为基础的。 三、现今的 结构上分， 定式 I/示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 I/存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 在使用者看来，不必要详细分析 对各部分的工作机制还是应有足够的理解。 它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。 运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。 们决定着 此限制着控制规模。 中央处理器 ( 常 先是 8位微控制器例如 8051,现在发展为 16位和 32位微控制器。你会发现大部分由日本制造商制造的 西门子的微控制器多应用在欧洲的 摩托罗拉生产的微控制器则独占美国市场。 操作程序的执行 ,监督记忆设置的输入和输出等部分的关联性。 在大部分采用闪存技术了）用于过程控制系统。除了这个操作系统之外，它还包括一个由梯形图翻译成而进制形式的用户程序。快擦 型存储器（ 内容只有在改变用户程序的时候可以被改变。 擦型存储器必须用紫外线（ 擦除，并在编程器上进行编程。由于快擦型存储器技术的应用，使得这个过程大大缩短了。在应用程序开发中，通过一个串行电缆可以对程序存储器进行重新编程。 用户存储器被分成具有特殊功能的块。一部分存储器用来存储输入和输出状态。一个输入的实际状态存储状态存储在专用存储器位上，为 “1”或者 “0”。每 一个输入和输出在存储器中都有一个相应的位。另外一部分存储器用来存储用户程序中的变量的内容。例如，定时器值，或者记数器值存放在存储器的这个部分。 常方式）重新编程，但是也可以通过人工编程器 9控制台）编程。实际上，这意味着，如果你有编程所需要的软件，早期 天的传输计算机是工厂自己对 对于工业企业来说是非常重要的。一旦系统修改结束，将正确的程序重新读入 期检查 非常好的事情。这有助于避免车间发生危险情况（一些汽车制造商已经建立了通信网络，可以定期检查 保证运行的程序都是正确的）。 几乎所有用于为 如系统输入 /输出（ I/强制开关，程序实时跟踪以及图表验证。图表验证对于理解、定义失败和故障非常必要。程序员可以添加标记，书日和输出设备名称，以及对于查找错误或者对于系统维护很有用的注释。添加注释和标记可以使技术人员（不仅仅是开发人员）很快理解梯形图。注释和标记甚至还可以准确地引用零件号，如果需要更换 零件的话。这将加快由于损坏零件而引起的任何问题的修理速度。响应的旧方法是这样的，开发系统的人必须保护这个程序，他旁边再没有人知道系统是怎样完成的。正确的、备有证明文件的梯形图使任何技术人员都能彻底理解系统的功能。 电源是为中央处理单元提供电源的。大部分 420有些 可以看见作为独立模块的电源。用户必须确定从 I/同的模块使用不同的电流量。 该电源一般不用于启动外部输入或输出。用户必须提供独立的电源来 启动 制器的输入和输出，因为这样可以保证 制器的所谓 “纯电源 ”。使用纯电源意味着工业环境中的电源不会严重影响它。有些较小的 四、 一个系统化的设计 且在一些工业应用总有很大的不同。自动控制系统是状态模型用公式语言或等价的语言描述的。公式描述对被控制的系统的行为提供一个精确的描述。可以通过分析估计看状态模型是否达到想要的目标。第二，为状态模型的描述提供结构描述 ，这个结构描述可以说明逻辑要求和如细节安全规则的限制。第三，好的控制系统设计是对自动控制代码生成有益的 一种能够产生可执行的控制软件的能力，不同的逻辑控制器可以减少程序扫描时间和执行那个时间。特别的，这个主题与随后的部分的是有关的。 在现代制造业中，系统是用过程和结果的革新来描述的，并且因此不得不改变系统性能以快速做出反应。因此，一个大的挑战是提供技术以限制自动控制系统对变化需要和新机会的反应，所以，设计和操作知识可以实时的被再次利用，在工业实践中提供了一个重要的竞争面。 研究表明，在自动化系统中，程序实 现的方法已经与计算机资源应用的急速增长不能匹配。例如，可编程逻辑控制器（）程序仍然依靠一种方便的有逻辑梯形图的程序实现模式。结果，程序上的延迟和资源成了生产工业过程的主要绊脚石。在可编程逻辑控制器程序设计过程中，测试和调试可能会占用超过百分之五十的人力。在发展和传播“”已经形成标准 0848, 1999; 1993; 1499, 1998; 57451999，但是，基本上这些标准都不能参与有效的程序和系统 设计方面知识的革新。 系统的方法通过使用原有的软件模块，有助于增加设计自动化的水平，同时也将提供一种可管理的大规模系统设计的方法。同样的，它也将改善软件的质量的可靠性，以及关系到系统的较高安全标准，尤其是这些对环境有危害影响的，比如：机场控制、公共铁路运输。 软件工业被认为是系统性能的破坏者和系统复杂性的产生者。逐渐下降的硬件价格，破坏了对通过优化程序获得的软件性能的需要。其结果是，一方面造成了大量而低效率的程序代码，另一方面并没有获得高的硬件性能。其次，软件变得难以掌握其程度的复杂；在现代自动化系统中，软 件设计和保持系统本质几乎变得不可能。尤其是，可编程逻辑控制器（）程序设计从二十五年前的两条主线，发展到现在的成千上万条。现在安全性增加了，例如，关于防火的新措施，以及现代自动化系统的柔韧性增加了程序设计过程的复杂性。因此，软件的使用周期花费是总共花费的一个固定不变的增长部分。百分之八十到九十的花费用于软件维护、调试、优化（改进）、和扩展以满足不断变换的需求。 目前，大部分设计研究的主要焦点都集中在机械和电子产品上。这种有目的性的研究产生了一个副产品，就是通过推广这中研究到系统工程设计领域，从而加固了我 们对设计理论和技巧的基本理解。针对大规模和复杂系统的系统设计理论并没有成熟。尤其是，对如何简化一个繁冗而复杂的设计任务这一问题，仍然没有被科学的处理。而且，正在设计理论和代表计算机科学及运筹学研究的认识论结果之间构建一条桥梁，这样的具体应该是逻辑硬件电路设计。 从逻辑学的角度来看，可编程逻辑控制器（ 软件设计类似与集成电路的硬件设计。现代超大规模集成电路设计（ 及其复杂的，一个集成电路一般有几百万个晶体管，而且产品开发周期 大都三年左右。设计过程一般都分成局部功能块设计和系统设计两个阶段。在局部功能块设计阶段，单个功能将被设计出来，并予以验证。在系统设计阶段，所有功能块都将被整合起来，整个系统行为特性和功能将会通过仿真形式加以测试。一般来说，所有部分都完全的验证是不可能的。因此，统计学可以作为可编程逻辑控制器（ 计的一个例子，并有可能影响逻辑硬件设计。 五、 703 K 1703 以稳定为基础的产品平台中，拥有高级的功能性和适应性。 动化，控制和保护 ）系统概念保证了 703 定的功能性使得自动化控制，远程控制和通信协议三者完美结合。可升级的性能与多种冗余结构，使得 703 水电站远程控制与中控设备 拥有自治功能的自动控制单元 数据节点 , 设备控制站 , 尖端科技 拥有现场或远程外围设备 为后面板安装而设计的 19英寸设备 专为多种现场应用和高产品要求设计的中间产品 多种通信手段 简洁的编程 唯一的设备插座 开放型系统体系结构 可升级的冗余 智能终端 - 703 703 控原件）和理和通信原件），一个总线最多可以连接 16个外围设备原件。 征与功能 系统功能： 核心元件，协调所有系统功能 连接所有基本功能原件的中心站点 时间管理 自动控制单元的中控时钟 设定并保持自身时钟的时间，分辨率为 10过互联网或当地的服务通信进行同步 冗余 在处理与通信中为自动控制单元选择并转变冗余单元 通过 通过外接系统实现选择与支持 ,例如控制系统 与 连接 在闪存卡里存储固件和参数 通信： 通过相应的协议原件与高级或附属自动控制单元进行通信 为数据流自动选择路径 优先基本数据的传输 (优先级控制 ) 为每个联检站设立自己的循环缓冲器和处理信息 (数据保持 ) 为冗余通信提供路径 与对方站的冗余进行通信 通过拨号上网方式对特殊应用实施特殊功能 为可进行冗余的站点进 行测试 具有处理功能的外围设备： 通过 703外围设备串口总线自发地将信息传输到外围设备单元 自动控制功能： 通过 照 1131512 大约 50000个可变信号源 ,2000个常用信号源 10网上测试 可随时下载 冗余的开闭环功能控制 通过冗余线路进行同步 通过 703外围设备串口总线在开闭环控制功能与外围 接口单元之间不断传输处理信息 六 、 7种场合中的检测、监测及控制的自动化，其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。 该产品具有光电隔离，高电磁兼容；具有很高的工业适用性，允许的环境温度达 60；具有很强的抗干扰、抗振动与抗冲击性能，因此在严酷的工作环境中得到了广泛的应用。 自由通讯口方式也是 使 控制器进行通讯，即 00型 波特率为 1。 5s（可调整）。因此使可通讯的范围大大增加，使控制系统配置更加灵活、方便。任何具有串行接口的外设，例如：打印机或条形码阅读器、变频器、调制解调器（ 上位 户可通过编程来编制通讯协议、交换数据（例如： 具有 C/ 当上位机脱机时，在下位机控制下，整个系统能正常运行。 上位机即图文控制 中心，主要由 用 用全中文操作界面，人机对话友好。管理人员和操作者，可以通过观察 且通过鼠标进行设备管理和执行打印任务。 将过程控制中发生的事件清楚地显示出来，可显示当前状态并按顺序记录，所记录的数据可以全部显示或选择简要形式显示，可连续或按要求编辑，并可输出打印报表和趋势图。 够在控制过程中危 急情况的初发阶段进行报告，发出的信号既可以在屏幕上显示出来，也可以用声音表现出来。它支持用在线帮助和操作指南来消除故障。某一 件辅助操作策略保证过程不被非法访问，并提供用于工业环境中的无错操作。 0操作系统下，在 2位应用软件，通过 为理想的通讯伙伴进入 此 据处理系统中。 七、通信 通信对于个人自动单元是很重要的。在过去的几年里，我们听到许多关于生产自动化协议的事情，并且许多公司已经加入大有成功希望的事业。然而，当一个完整的生产自动化协议说明书没有及时出现时许多公司都很失望。 ”现在，生产自动化协议仍然是生产中一个发展的对象，一个说明书并不是最终的结果。例如，虽然当新的生产自动化协议 是现在人们仍然将产品用于 由于这些原因，许多 欧姆龙公司正在进行一个有关是欧姆龙生产部门总经理 姆龙的产品并不涉及到 由于工业 产厂家正在考虑专用网络。根据 户担心如果他们广泛的应用生产厂家将会收回 样将会留下一个不支持通信的交流框架。 LC is in 960s in lc is to of is is to as of is to of in to of In lc as a lc is no is a in It to in as of of or to a to is a be to a is a . 968, in At LC or a 1999. C to to of to in to a on LC 1995, an of 5 of S of is of LC as a 5at in LC is on is or in a by If a LC to to of of is an in so be In in LC is to in to LC a of In of is LC In LC to of A a is in of is to a LC on as a of to a of is to a to in of is to of on of is LC LC PU I/O a do LC PU I/O or a be to In a of PUs of of PU by it PU of by in a or of it is is LC of LC so to is of a is of 051, 62is ll LC of LC up of an is by a a it a to a be in is to be V on a is a in a is of a of an is 1”or 0”in a or in of to in or be in of be a LC a if s a in is of to is it is to a It is to to in a to in LC to of a on of I/O up in as as a is to of or be or a to a if be up a of up to a a on so it to is in to LC 4 20 On LC ll as a LC to to “LC we it of LC a a A to LC in of in 重 庆 理 工 大 学 毕 业 设 计（论文）开 题 报 告 题 目 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 二级学院 机 械 工 程 学 院 专 业 机械设计 制造及其自动化 班 级 机械 5 班 姓 名 白沁杭 学 号 10904020501 指导教师 系 主 任 时 间 1、本课题的研究目的及意义 景技术 水 、空气、固体颗粒是机械设备的润滑油中最常见的外来污染物。水使油品产生乳化，加速油液氧化变质，生成酸，使添加剂水解和油膜强度变差，降低其润滑性能；细微的水滴使油液变浑浊、粘度发生变化，低温性能差，同时，还会导致金属腐蚀和疲劳。空气会加速油液氧化，产生泡沫，降低液压系统刚度，动作反应迟缓，因气穴而损坏油泵。固体颗粒会严重损坏系统元件，如果长期在油液系统中循环，它将起研磨剂的作用，加速机械元件的磨损。 所以，机械设备的润滑油使用一段时间后，必须进行净化处理，排除其中的外来污染物，恢复润滑油的使用性能。已经开发出的润滑油净化机或装置的型号规格很多，但多数是独立的机体，使用时需要起吊装在运输车上运到现场，很不方便。特别是需要在线净化处理大型船舶、工程机械使用的润滑油以及储油容器中的润滑油时，其适应性显得更差。因此，需要对已有的润滑油净化机或装置加以改进，而润滑油脱水净化挂车具有以下优点 :采用先进的大面积组合脱水技术，脱气脱水效率高；采用强风冷凝除水，增强了设备输出功率，延长了真空泵使用寿命；采用复合微孔过滤技 术，可满足各种过滤精度要求；结构紧凑，装拆容易。 的 本编程编程方法。 义 件编程与调试等能力 2、本人对课题任务书提出的任务要求及实现目标的可行性分析 本课题主要 需要完成的系统设计有 而润滑油脱水净化挂车的立体示意图 如图所示： 其需要解决的任务目标为： 1. 了解润滑油脱水净化挂车的整体结构和工作原理，从而选定（ 15）电控箱及操作面板 采用 制系统 2. 制系统的硬件选择 3. 路图设计 4. 制软件的设计 5. 完成对 件的调试 实现目标的可行性分析： 本人在大学期间系统的学习了 机械工程材料 、 机械制造技术基础 、 互换性与测量技术基础 、 机械制造技术基础课程设计 、 用软件实训 、 机械设计课程设计 、 机械设计 、 机械工程测试技术 、 材料成型技术基础 、 机电测控接口技术 、 流体传动及控制 、 用软件实训 、机械制图、机械原理等相关专业 图书馆提供了良好 的学习、设计环境。能够使用相关指导书、技术 手册、图册等专业书籍。网上拥有大量丰富的文献和资料，供我参考学习。 自 己也掌握了 维建模 e 制系统， 相信 我 一定能够顺利完成设计。 3、本课题的关键问题及解决问题的思路 选型 在本课题中说选择的是 制系统，所以选择合 适的 号是关键 问题解决思路： 解决这个问题的具体步骤如下： 输出（ I/O）的选择与配置 软件系统设计 在本课题中对 件系统的设计是整个课题的核心问题，也是本课题研究的重难点 问题解决思路： 要想能编制出正确的程序，我们就必须遵循 件系统的基本设计步骤 : 块的目的就是把一个复杂的工程，分 解成多个比较简单的小任务，这样可便于编制程序 系统的输入输出所涉及的地址和名称联系起来 序并进行模拟调试 4、完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法。 （ 1）查找了大量的工具书，有机械设计手册机电一体化设计机械制造技术基础机电传动控制机械制造工艺学可编程控制器实验说明书等。 （ 2）学校有图书馆，拥有大量丰富的文献和 资料，能够使用相关指导书、技术 手册、图册等专业书籍。 （ 3）做过一些市场调研，并了解已经开发出的润滑油净化机或装置的型号规格很多，但多数是独立的机体，使用时需要起吊装在运输车上运到现场，很不方便。特别是需要在线净化处理大型船舶、工程机械使用的润滑油以及储油容器中的润滑油时，其适应性显得更差。因此，需要对已有的润滑油净化机或装置加以改进 （ 4）有相关的软件，如 制系统软件等。 解决所提出的问题： 首先要查阅相关的资料、书籍，确定出解决问题的可行方法以及所需步骤； 然后通过论证分析校核，得出解决问题所需 要的数据，再通过对比从而得到挂车控制系统设计所 需要的数据，进而通过计算机软件的辅助，从而模拟所设计挂车系统的正确性与可行性； 最后再总结出自己的设计方案。 5、工作方案分析及进度计划 熟悉润滑油脱水净化挂车的工作原理， 深入了解可编程控制器的编程方法，以及对各模块 熟悉 ，学会 本编程编程方法，熟练使用 程软件。 进度计划： 2013 年 2 月 25 日 3 月 3 日： 查阅资料、 学习相关基础知识； 2013 年 3 月 4 日 3 月 10 日：制定设计计划，起草开题报告； 2013 年 3 月 11 日 3 月 24 日： 开题报告的修改整理，写文献综述、外文翻译； 2013 年 3 月 25 日 4 月 14 日： 确定方案，各种元器件的选型 ； 2013 年 4 月 15 日 5 月 12 日： 进行 序的编制； 2013 年 5 月 13 日 5 月 28 日： 撰写毕业设计说明书。 报告人： (手签名 ) 年 月 日 指导教师意见 （要求手写） 指导教师： (手签名 ) 年 月 日 开题报告应根据教师下发的设计（论文）任务书，在指导教师的指导下由学生独立撰写。 毕业设计文献综述 第 1 页 共 8 页 重 庆 理 工 大 学 文 献 综 述 题目 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 二级学院 机械工程学院 班 级 109040205 学生姓名 白沁杭 学 号 10904020501 毕业设计文献综述 第 2 页 共 8 页 一、 前言 水、空气、固体颗粒是机械设备的润滑油中最常见的外来污染物。水使油品产生乳化，加速油液氧化变质，生成酸，使添加剂水解和油膜强度变差，降低其润滑性能；细微的 水滴使油液变浑浊、粘度发生变化，低温性能差，同时，还会导致金属腐蚀和疲劳。空气会加速油液氧化，产生泡沫，降低液压系统刚度，动作反应迟缓，因气穴而损坏油泵。固体颗粒会严重损坏系统元件，如果长期在油液系统中循环，它将起研磨剂的作用，加速机械元件的磨损 1。所以，机械设备的润滑油使用一段时间后，必须进行净化处理，排除其中的外来污染物，恢复润滑油的使用性能。已经开发出的润滑油净化机或装置的型号规格很多，但多数是独立的机体，使用时需要起吊装在运输车上运到现场，很不方便。特别是需要在线净化处理大型船舶、工程机械使用的 润滑油以及储油容器中的润滑油时，其适应性显得更差。因此，需要对已有的润滑油净化机或装置加以改进，而润滑油脱水净化挂车具有以下优点 :采用先进的大面积组合脱水技术，脱气脱水效率高；采用强风冷凝除水，增强了设备输出功率，延长了真空泵使用寿命；采用复合微孔过滤技术，可满足各种过滤精度要求；结构紧凑，装拆容易。 本设计即是基于日趋成熟和自动化程度不断提高的 术，是针对目前润滑油脱水净化挂车的控制系统设计， 本文根据目前国内外学者对可编程控制器和润滑油脱水净化挂车 的研究成果，借鉴他们的理论和原理，将它们运用在 润滑油脱水净化挂车控制系统 设计中。这些文献给与本文很大的参考价值，本文主要查阅了近几年中外有关于可编程控制和 润滑油脱水净化挂车 的书籍，论文和文献期刊。 二、 相关论述 工业控制计算机 (简称工控机 )是以计算机技术为基础的新型工业控制装置，目前已成为工业控制的标准设备，被广泛地应用于各行各业，工控机是实现生产自动化的最佳配套产品，而工业可编程序控制器 (在工控领域中占有主要的地位。 有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 定义有许多种。国际电工委员会 （ 定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定毕业设计文献综述 第 3 页 共 8 页 时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计 2。从结构上， 为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 括 、 i/o 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 括 块、i/o 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 1、 我国工业控制计算机的发展 20 世纪 40 年代末 50 年代初，我国的流程工业规模很小，设备陈旧，必要的调节主要靠最简单的测量仪表由人工操作运行。 50 年代末 60 年代初，我国研制生产的传感器、变送器、调节器、执行器等，基本上能显示过程状态，实现调节意图，最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求。 70 年代初，我国自行研制的工控机开始应用于工业过程控制，它部分地取代了原来控制室内的仪表。但由于受当时电子器件性能的限 制，工控机本身的可靠性远不如现在，工控机带来的控制集中引起“危险”集中。 70 年代末，分散型控制系统 (入工控领域，解决了“危险”集中的问题，还解决了一些复杂的控制。 建立通信网络，为大工厂生产带来许多方便，但其价格一直居高不下。 80 年代初，适应性较强的总线型工控机 (运而生， 线技术的推广和应用，使工控机的功能更加强化 8。 2、 工业可编程序控制器 (展趋势 为工控机的一员，在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高 、容易掌握、体积小、价格适宜等特点。据统计，当今世界 产厂家约 150 家，生产 300 多个品种。 2000 年销售额约为 86 亿美元，占工控机市场份额的 50%， 在工控机市场中占有主要地位，并保持继续上升的势头。 60 年代末引入我国时，只用作离散量的控制，其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等，最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作。新一代的 有 节功能，它的应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域，广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业 3。但 面临着其它行业工控产品的挑战，各厂 家正采取措施不断改进产品，主要表现为以下几个方面： 毕业设计文献综述 第 4 页 共 8 页 (1)型 能明显增强 很多有名的 家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的 菱的 (8 个 24入， 6 个继电器输出 )，其尺寸仅为 5889大于信用卡几个毫米，而功能却有所增强，使 应用领域扩大到远离工业控制的其它行业，如快餐厅、医院手术室、旋转门和车辆等，甚至引入家庭住宅、娱乐场所和商业部门。 (2) 由于控制内容的复杂化和高难 度化，使 集成化方向发展， 成、 成等，并强化了通讯能力和网络化，尤其是以 基的控制产品增长率最快。 成，即将计算机、 操作人员的人 机接口结合在一起，使 利用计算机丰富的软件资源，而计算机能和 模块交互存取数据。以 为基的控制容易编程和维护用户的利益，开放的体系结构提供灵活性，最终降低成本和提高生产率。 (3) 存在严重的缺点，主要是 软、硬件体系结构是封闭而不是开 放的，绝大多数的 专用总线、专用通信网络及协议，编程虽多为梯形图，但各公司的组态、寻址、语文结构不一致，使各种 不兼容。国际电工协会 ( 1992 年颁布了 编程序控制器的编程软件标准，为各 家编程的标准化铺平了道路。现在开发以 基、在 台下，符合际标准的新一代开放体系结构的 在规划中。 3、 要厂家及产品介绍 在全球 造商中，根据美国 查 ，世界 门子 )公司、 司、耐德 )公司、 菱 )公司、 姆龙 )公司，他们的销售额约占全球总销售额的三分之二 7。从西门子公司的 性能可对 见一斑： 匣式封装模块，可卡在导轨上安装，由 i/o 总线和通信总线建立电气连接，模块可在工作或加电时替换或插、拔，可快速安装维护，修改方便，其主要性能为： 1、 储器容量 64k 字节，可扩展到 节； 毕业设计文献综述 第 5 页 共 8 页 2、位和字处理速度 80 200 3、最高系统计算能力可以有 4 个 时计算； 4、一个中央框 (扩展直到 21 个扩展框； 5、每个 多点接口 (力，如可同时连接文字显示或操作员以及编程器件； 6、 的 加有分散 i/o 的集成性能； 7、提供与计算机和其它 品或系统的连接接口； 8、高可靠性 ,完善的自诊 断和清除故障功能 三、润滑油脱水净化挂车的相关论述 1污染物对油液的影响 水是油液系统中最常见的外来污染物，它使油品产生乳化，加速油液氧化变质，生成酸，使添加剂水解和油膜强度变差，降低其润滑性能，使机械元件磨损。细微的水滴使油液变浑浊、粘度发生变化，低温性能差，同时，还会导致金属腐蚀和疲劳。 空气会加速油液氧化，产生泡沫，降低液压系统刚度，动作反应迟缓，因气穴而损坏油泵。 固体颗粒会严重损坏系统元件，如果长期在油液系统中循环，它将起研磨剂的作用，引起磨损的链锁反应。 2用途 润 滑油脱水净化挂车是油库、码头、机场主要净化装备，用于润滑油中水、固体颗粒、空气等的脱除净化。 2 1脱除油中水分、气体、杂质和挥发物（如酒精、汽油、柴油等），使乳化浑浊、闪点降低的降质油液恢复其质量。 2 2适合电力、交通、汽车等民用行业机械设备上各种被污染的润滑油的净化。 2 3可 在线净化处理各种大型军事装备、工程机械、储油容器等各类设备中的油液。 2 4可增设润滑油及添加剂调合、加热等功能。 毕业设计文献综述 第 6 页 共 8 页 润滑油脱水净化机工作流程参见图 4，净化机工作时，待处理 油经粗滤器过滤，然后通过加热器升温后进入真空罐，在真空罐内油汽分离，分离出的水汽在冷却器内冷凝成水或被真空泵抽出；除去水汽的油从真空罐下部泵出，再经精滤器排除。 （ 1）主电路采用 380见电气接线图和电气原理图。 （ 2）引入本机的电源线应有过流保护装置，如 列自动空气开关等，电源线接入本机时注意使排油泵旋向正确，将整机进行可靠的保护接地。 （ 3）保护装置：电路短路保护采用分路溶断器。 （ 4）电热启动与自动控温：开启控温仪上的开关，启动电热开关，加热器可在事先调定的温度 5主要 特点 5 1采用先进的复合脱水分离工艺技术，脱气脱水效率高。 5 2采用富氮技术，可直接从空气中富集氮气对油液进行吹扫和保护。 5 3采用强风冷凝除水，增强了设备输出功率，延长真空泵使用寿命。 5 4采用复合微孔过滤技术，寿命长，可满足各种过滤精度要求。 5 5结构紧凑，造型美观，装拆容易，清洗方便。 5 6可提供大流量的、蒸汽加热的或有特殊要求的油净化系统。 参考文献 : 1王永华 M北京航空航天大学出版社 ,2010 2王 岩 J2011, 18(1): 413陈彬兵 ,魏跃国 J2008, 10(22): 76业设计文献综述 第 7 页 共 8 页 4秦雪峰 J.（天津）自动化科技有限公司 ,2011, 2(12): 295施尚英 J2010, 17(10): 206陈洁 J2004, 20(4): 847陈忠平 ,周少华 7人民邮电出版社 ,2009 8史殿义 ,刘吉东 J2004, 27(22): 539王广才 ,王蕾 J2004, 15(3): 2610陈洁 J2004, 12(3): 1911陈有根 ,危韧勇 J2003, 22(1): 3412黄晚青 J2009, 17(14): 5513魏志精 M电子工业出版社 ,1994 14廖常初 J2003, 19(12): 1015陈凤兰 J2006, 21(2): 216张华龙 M人民邮电出版社 ,2009 17于庆广 北京：清华大学出版社， 2004 18陈宏 选型 J2003， 22(12)： 1354 1356. 19钟肇新等 华南理工大学出版社 版 20殷洪义，吴建华， M华大学出版社， 21西门子中国公司， 22柴瑞娟 ,陈海霞 M械工业出版社 毕业设计文献综述 第 8 页 共 8 页 评语栏： 评阅老师签字 ： 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 目 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 2 系统控制方案的设计 . 3 . 3 . 3 . 3 . 4 . 5 3 润滑油脱水净化挂车系统硬件方面的设计 . 7 . 7 . 8 的组成 . 8 . 8 . 9 4 润滑油脱水净化挂车系统软件方面的设计 . 10 . 11 . 11 . 12 . 16 . 16 电气系统部分设计 . 17 . 18 . 19 总结 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 文献综述 . 25 附录一： 序 . 30 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 I 摘 要 本设计针对目前 润滑油脱水净化挂车 ，结合目前科学技术领域的最新研究成果，设计了一种技术较先进、性能可靠、自动化程度较高的 润滑油脱水净化挂车控制 系统。本设计的指导思想立足于提高 润滑油脱水净化挂车 系统的可靠性、安全性和高效性。本系统所采用的 其他控制 系统也有一定的借鉴意义。 本文针对 润滑油脱水净化挂车 控制系统中存在的问题，把 滑油脱水净化挂车 控制系统上，并进行了较深入的研究。 本文阐述了 润滑油脱水净化挂车 系统 的 制的一些基本思路和方法，并着重介绍了 作特点及运行原理，还介绍了 艾默生 编程控制器的 主要功能模块及应用。 关键词 : 润滑油脱水净化挂车 控制系统 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 he of of of of is a of of of on of LC at in LC is to a LC of of is 庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 1 1 绪论 题设计的背景 水、空气、固体颗粒是机械设备的润滑油中最常见的外来污染物。水使油品产生乳化，加速油液氧化变质，生成酸，使添加剂水解和油膜强度变差，降低其润滑性能；细微的水滴使油液变浑浊、粘度发生变化，低温性能差，同时，还会导致金属腐蚀和疲劳。空气会加速油液氧化，产生泡沫，降低液压系统刚度，动作反应迟缓，因气穴而损坏油泵。固体颗粒会严重损坏系统元件，如果长期在油液系统中循环，它将起研磨剂的作用，加速机械元件的磨损。所以，机械设备的润滑油使用一段时间后，必须进行净化处理，排除其中 的外来污染物，恢复润滑油的使用性能。 已经开发出的润滑油净化机或装置的型号规格很多，但多数是独立的机体，使用时需要起吊装在运输车上运到现场，很不方便。特别是需要在线净化处理大型船舶、工程机械使用的润滑油以及储油容器中的润滑油时，其适应性显得更差。因此，需要对已有的润滑油净化机或装置加以改进，而润滑油脱水净化挂车具有以下优点 :采用先进的大面积组合脱水技术，脱气脱水效率高；采用强风冷凝除水，增强了设备输出功率，延长了真空泵使用寿命；采用复合微孔过滤技术，可满足各种过滤精度要求；结构紧凑，装拆容易。 题设计的内容 本课题的主要内容是基于艾默生 过对挂车控制系统的设计 ,实现对润滑油脱水净化的控制。在本设计中我主要做了一下几方面的工作： 制系统的硬件选择 路图设计 制软件的设计 本次课题设计过程中主要考虑以下几点： 1深入的了解和分析润滑油脱水净化挂车的工艺条件和控制要求。 2根据润滑油脱水净化挂车的控制系统的功能要求，确定系统的设计系统结构。 3根据所设计的场所，选择电动机 的类型。 4根据 I/ 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 2 5分配 I/配 出点。 6设计润滑油脱水净化挂车控制系统的梯形图设计。 7将程序输入 出错误，让程序更加完善。 课题设计的目的和意义 本课题设计的目的是设计出一个能有效的控制挂车完成对润滑油进行脱水净化的系统，并且此系统要尽量简洁明朗，便于人员操作。 本课题的意义在于能够使润滑油脱水净化挂车工作更加智能化，让润滑油脱水净化挂车能更有效的脱除润滑油中的水分、气体和杂质，还能脱除润滑 油中的挥发物，如酒精、汽油、柴油等，使其恢复质量，能方便的在线净化处理各种大型装备、工程机械、储油容器等各类设备中的润滑油，适合于船舶、电力、交通等机械设备上各种被污染的润滑油的净化。 本课题能够提高我自身的能力，让我更深入了解 统设计，能够掌握控制系统的设计步骤流程以及方案设计，能够具备控制系统硬件设计、软件编程与调试等能力。 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 3 2 系统控制方案的设计 滑油脱水净化挂车的描述 已经开发出的润滑油净化机或装置的型号规格很多，但多数是独立的机体 ，使用时需要起吊装在运输车上运到现场，很不方便。特别是需要在线净化处理大型船舶、工程机械使用的润滑油以及储油容器中的润滑油时，其适应性显得更差。因此，需要对已有的润滑油净化机或装置加以改进，使之具有更强的适应性。润滑油脱水净化挂车能方便的在线净化处理各种大型装备、工程机械、储油容器等各类设备中的润滑油。因此，最终确定研究对象为润滑油脱水净化挂车。 制系统的选定 特点 干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 于采用现代大规模集成电路技术，采用 严格的生产工艺制造 ,内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余 机外电路来说，使用 气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低 ,此外， 现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 样，整 个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 能完善，适用性强 经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合 代 多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 度控制、 各种工业控制中。加上 信能力的增强及人机界面技重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 4 术的发展，使用 受工程技术人员欢迎 是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事打开了方便之门。 造工作量小，维护方便，容易改造 大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短 ,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适 合多品种 ,小批量的生产场合。 量轻，能耗低 以超小型 例，新近出产的品种底部尺寸小于 100量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 选定及其在本设计中的应用 根据以上 各种特点，并全面考虑润滑油脱水净化挂车控制系统的要求，本设计选用 为润滑油脱水净化挂车的控制系统。在本设计中， 有以下几个方面的应用： 这是 基本、最广泛的应用领域，它取代传统的 继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了控制器处理模拟量，必须实现模拟量（ 数字量（ 间的 A/D 转换及 D/配套的 A/，使可编程控制器用于模拟量控制。 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 5 。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制。世界上各主要 泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，编制各种各样控制算法程序，完成闭环控制。 节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型 理一般 是运行专用的 程序。过程控制在冶金、化工、热炉控制等场合有非常广泛的应用。 现代 矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 统设计的基本步骤 润滑油脱水 净化挂车系统设计与调试的主要步骤，如图 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 6 滑油脱水净化挂车控制系统的设计步骤 在本次课题设计过程中主要考虑以下几点： 1深入的了解 和分析润滑油脱水净化挂车的工艺条件和控制要求。 2根据净化挂车的控制系统的功能要求，确定系统的设计系统结构。 3根据所设计的场所，选择各执行元件的类型。 4根据 I/ 5分配 I/配 出点。 6设计润滑油脱水净化挂车控制系统的梯形图设计。 7将程 序输入 出错误，让程序更加完善。 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 7 3 润滑油脱水净化挂车系统硬件方面的设计 滑油脱水净化挂车的基本结构 润滑油脱水净化挂车的立体示意图如图 图 滑油脱水净化挂车的立体示意图 挂车底盘和润滑油净化机组组成；挂车底盘包括车身（ 1）、车轮（ 2）、连接在车身前部的中轴管（ 3）、连接在中轴管中下部的前导轮（ 4）、连接在中轴管前端的牵引杆（ 5）、连接在中轴管上且位于牵引杆之后的制动装置（ 6），其特征在于：润滑油净化机组设在挂车底盘的车 身（ 1）上。 特征在于：所述的润滑油净化机组包括连接在挂车底盘的车身上的方舱箱体（ 7）、设在方舱箱体内的真空罐（ 8），通过管道与真空罐连接的真空泵（ 9）；通过管道与真空罐连接的加热器（ 10）、与加热器连接的粗滤器（ 11）、重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 8 粗滤器与进油管连接；通过管道与真空罐连接的氮膜分离器（ 14）；还包括设在方舱箱体（ 7）一侧的电控箱及操作面板（ 15）。 特征在于：在真空罐与真空泵连接管道间设有冷却风扇（ 16）、冷凝器（ 17）和冷凝水收集器（ 18）。 润滑油脱水净化挂车，其特征在于：方舱箱体（ 7）内设有进油管卷盘（ 19）、储油罐卷盘（ 20）和电缆卷盘（ 21）。 位控制系统结构设计 位控制系统的组成 系统主要由： 气传动部分、检测部分、手动控制部分、支架模型组成。 泵、加热器、冷却风扇启动跟停止 液路线要形成内循环，循环加热 达指定值，整个控制整个系统开始脱水净化 做好过载保护 滑油脱水净化挂车控制系统的原理 整个润滑油脱水净化挂车控制系统设计由一台 挂车上的装置进行统一的管理和监控，通过 制载挂车上各装置以完成对润滑油脱水净化的操作。各装置的启动停止由 照相应的需求开停。 润滑油脱水净化挂车控制系统使用弱电系统实现控制。弱电系统主要包括各种信号的采集、报警与控制输出 。 出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。当发生意外时，按下急停开关，断掉所有电机的电源，使个装置无法继续运行，以保护人员及设备的安全。 系统输出控制信号包括控制电机运行信号，控制电磁阀得、失电信号，控制加重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 9 热器运行信号。 润滑油脱水净化挂车是一种比较典型的跨学科机电一体化产品，集机械、电子、信息技术于一体。其中，电子技术、信息技术和传感技术的合理运用与组合构成了挂车的控制系统。润滑油脱水净化挂车的控制系统是整个车库系统的重要组成部分，也是挂车系统的核心。执行机构是“四肢”，框 架是“躯体”，那么控制系统就是“大脑”。它指挥着挂车的每个运作过程，并对整个系统的状态过程进行监控。 润滑油脱水净化挂车的系统控制原理：操作者 (人 )要通过控制系统信息交流的平台 (界面 )把启动信息传送给控制系统，经系统处理后，系统把可识别的控制信息通过辅助设备驱动执行结构，来完成润滑油脱水净化的运作。 执行元件的选择 根据整个润滑油脱水净化挂车真空系统参数要求：工作真空度要小于 气速度达到 15L/S。本设计选用了 2型号真空泵 的主要技术参数如下： 抽气速率： 15L/S 极限压力： 6速： 470 r/定功率： W 根据整个润滑油脱水净化挂车对处理流量参数要求：处理流量为 6M3/h。本设计选用了 型号输油泵的主要技术参数如下： 功率： 压： 380V 电流： 5A 转速： 1430 r/根据整个挂车加热系统的要求：加热器要分成两组，刚 开始内循环加热时需要重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 10 大功率 加热，后期只需 小功率 加热。本设计选用了额定电压为 加热器 ，其加热电阻分为两组，一组为大功率 3612一组为小功率 186 风扇 根据整个净化挂车系统的相关性能要求：噪音要小于 90气速度要达到15L/S。本设计选用了电机额定功率为 定电压为 220 风扇。 根据以上执行元件可以绘制出主电路图如图 图 电路图 4 润滑油脱水净化挂车系统软件方面的设计 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 11 编程控制器的选择 概述 中文全称为可编程逻辑控制器，定义是 :一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算 ,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器是六十年代末在美国首先出现的，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能，由 此日本称它为顺序控制器（ 提出 念的是美国通用汽车公司。当时，根据汽车制造业生产线的需要，希望用电子化的新型控制器替代继电器控制盘，以减少汽车改型时，重新设计制造继电器控制盘的成本和时间。随着半导体技术尤其是微处理器和微型计算机技术的发展， 到七十年代中期以后， 入输出组件和外围电路也都采用了中 、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的“ 不再是仅有逻辑 （ 断功能了，同时具有数据处理、 美国电气制造商协会 1976年开始，经过四年的调查，于 1980年把它正式命名为可编程序控制器，简称“ . 可编程序控制器硬件由部分构成 : 称 它是可编程序控制器的心脏部分。 储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 （ 给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件（ 输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件接收 把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。 输入输出（简称 I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”和“视觉”。输重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 12 入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检测开关和编码器等。输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和交流设备。 在正常情况下，编程器用于系统初始状态的配置，控制逻辑程序编制和加载，不能对系统操作。编程器也可用于控制程序的调试和控制系统故障时作为检查故障的有效工具。 选型 首先应估计需要的 后选择功能和容量满足要求的 . 能否完成预定的控制人任务所需要的 规模，主要取决于设备对输入、输出点的需求量和控制过程的难易程度。估算 要的各种类型的输入、输出点数，并据此估算出用户的存储容量，是系统设计中的主要环节。 （ 1） 输入、输出点统计 为了准确地统计出被控设备对输入、输出点的总需求量，可以把被控设备的信号源一一列出，并认真分析输入、输出点的信号类型。 除统计大量的开关量输入、输出点外，其他类型的输入、输出点也要分别进行统计。 真空泵电机、输油泵电机、加热器、冷凝风扇电机等设备连接，所需专用接口也应一起列出来。输入 /输出（ I/O） 地址分配如图 输入信号 输 出 信号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输入点编号 0 手动 /自动 0 真空泵 2 急停 1 加热 1 4 真空泵启动 2 冷却风扇 6 油泵启动 3 中间阀 10 加热 1 启动 4 加热 2 12 加热 2 启动 5 进油阀 14 真空泵停止 6 油泵 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 13 16 油泵停止 7 出油阀 20 加热 1 停止 22 加热 2 停止 13 停止 力传感器 液位传感器 度传感器 液位传感器 压传感器 15 启动 图 入 /输出（ I/O）地址分配 考虑到在实际安装、调式和应用中还可能会发现一些估算中未预见到的因素，需要根据实际情况增加一些输入、输出信号。因此，要按统计数再增加 15%到 20%的输入、输出点数，以备将来调整、扩充使用。 （ 2） 存储容量的估算 小型的 不能随意的扩充选择。因此，选购 注意它的用户存储器容量是否够用。 用户程序占用内存的多少与多种因素有关，例如，输入、输出点的数量和类型，输入、输出量之间关系的复杂程度，需要进行运算的次数，处理量的多少，程序结构的优劣等，这些都与内存容量有关。因此，在用户程序编写、调试好以前，很难估算出 般只能根据输入、输出的点数及其类型，控制的繁简程度加以估算。一般粗略的估计方法是： （输入点数 +输出点数） X（ 10 12） =指令语句数 在按上述数据估算后，通常再增加 15% 20%的备用量，作为选择 存容量的依据。 2. 根据图 以看出需要 16 个输入， 8 个输出，所以初步选取了艾默生重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 14 号 电源电压 输入 /输出点数 输入信号电压 输出类型 中断脉冲输入 脉冲输出 0 2640/12 24电器 有 无 图 明见图 数据备份用钮扣电池安装座，安装一只 9 35安装锁扣，用于 安装方式 2电源输入端子 10信号输出端子 3信号输入端子 11系统工作状态指示灯 4输入信号状态指示灯 12通讯端口 时提供 5 26线插座，用于连接扩展模块 13通讯端口 座为 输出信号状态指示灯 14系统运行控制开关，有 个档位 7主模块结构紧固螺钉，用于紧固 构上下盖 15模 拟电位器（两只） 8模块安装孔，用于螺钉安装方式 图 号很多，他们的功能、价格、使用条件各不相同。在选用时，重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 15 除输入，输出点外，一般还应考虑 以下 几个方面的问题 ： （ 1） 是最基本的要求。如果选用的 很多功能用不上，就会造成不必要的浪费；如果所选的功能不强，又满足不了控制任务的要求。 一般机械设备的单机自动控制多属简单的顺序控制，只要选用具有逻辑运算、定时器 、计数器等基本功能的小型 如果控制任务复杂，包括了数值计算、模拟信号处理等内容，就必须选用具有数值计算功能、模 /数和数 /模转换功能的中型 在本设计中只需用单机自动控制，所以 （ 2） 输 入 电路模块 此，除按前述统计结果考虑输入点数外，还要选好传感器等。考虑输入点的参数，主要是选择它们的工作电压和工作电流。 输入点的工作电压、工作电流的范围应与被 控设备的输出值（包括传感器等的输出）相适应，最好不经过转换就能直接相连。 本设计中输入信号的电压只需要 24V， (3)输出电路模块 输出电路模块的任务是将 内部输出信号变换成可以驱动执行机构的控制信号。除考虑输出点数外，在选择时通常还要注意下面两个问题 : 流应大于负载的额定工作电压、电流值。对于灯丝负载、容性负载、电动机负载等，要注意启动冲击电流的影响，应留有较大的余量。 ，应注意在断开瞬间可能产生很高的反向感应电动势。为避免这种感应电动势击穿元器件或干扰 采取必要的抑制措施。 在本设计中负载大多都是电动机负载，负载额定电压比较大， 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 16 号的 输出电路形式外接电源既可以是直流，也可以是交流。 所以 号的 设计最终选定艾默生 位控制系统程序设计 测点分布 （ 1）真空罐内压力是否到达检 测 采用压敏传感器在真空罐内进行检测。压敏传感器在真空罐内，当真空泵启动后，真空罐内压力开始减小，当压力减小到压敏传感器设定的值时，传感器得电，经热 1启动，冷却风扇启动。 （ 2）油液是否到达真空罐高位检测 采用液位传感器在真空罐高位进行检测。液位传感器在真空罐内高位，当真空罐内油液因为负压作用到达指定高度的时候，高液位传感器得电，经 间阀打开，油泵打开，使油液能够在系统内部循环加热。 （ 3）油液温度是否到达指定温度检测 采用温敏 传感器在真空罐内进行检测。温敏传感器在真空罐内，当真空罐油液温度经过循环加热后，油液温度上升到指定温度，温敏传感器得电，经 油阀打开，中间阀关闭，并是加热器换到加热 2模式。 （ 4）油液是否到达真空罐低位检测 采用液位传感器在真空罐低位进行检测。液位传感器在真空罐内低位，真空罐内的出油速度高于进油速度，真空罐内油液高度降低，当到达低位传感器位置时，传感器得电，经 止出油，液位升高，直至到达高液位。 （ 5）精滤器是否过载检测 采用压敏传感器在精滤器 内进行检测。压敏传感器在精滤器内，当精滤器内堵塞，造成压力过大，传感器得电，经 部停止工作。 重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 17 电气系统部分设计 润滑油脱水净化挂车中，控制系统中主控单元的主要控制对象首先是真空泵、油泵、风扇电机和加热器，控制系统就是使它们在不同的时间内实现按一定的顺序开停，其次是挂车内的各种辅助装置，如各阀门的开闭等。同时在车库中还采用了一些传感器如温度传感器、压力传感器、液位传感器， 图 制原理图 传感器 选型： 高低液位传感器都选用液位传感器，该液位传感器 全不锈钢结构，具有精度高，抗干扰、防雷击等特点。广泛用于水箱水位、消防水池水位、污水处理池液位、水罐水位测量与控制场合。也称为投入式液位传感器，水箱液位传感器、水重庆理工大学毕业设计 润滑油脱水净化挂车控制系统设计 18 库水位传感器、水池水
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