最新工业用智能风淋PLC控制系统-论文

1、3及享XIAN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY综合控制系统工程设计题目： 工业用智能风淋PLC控制系统专 业：自动化班 级：120401姓 名：任超超学 号： 120401112指导教师：师公社成 绩：2016年 1 月 20 日综合控制系统工程设计任务书1、 自动化专业综合控制系统工程设计旨在培养学生综合性工程设计及应用能力。作为现代工业自动化控制的代表技术之一，PLC技术具有面向工程，面向对象的特点。综合课程设计的目的是从工程应用角度出发，掌握PLC的基本结构和原理以及典型 PLC的指令系统和编程方法，学会 PLC控制系 统的设计及使用方法，提高实践应用能力及分析、解决问

2、题的能力，为今后工作奠定良好的基础。设计题目及其任务如下：2、 设计题目：工业用智能风淋PLC控制系统3、 设计所需设备1. STEP7-200-CPU2261台2. 计算机1台4、 设计内容及要求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

3、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）。III . 强制、红外检测（40KMz主、被动方式不限）风淋启动及定时 （099S）控制。5、 选做设计主体采用步进、子程序、跳转、中断等控制指令完成上述系统设计。6、 设计要求1 .掌握PLC控制的基本原理及使用。2 .查找相关资料，熟悉西门子PLC编程指令。3 .明确控制要求，编写工业用智能风淋 PLC控制系统程序4 .联机调试程序。5 .设计报告书（附设计系统电路图及 PLC调试程序）。七、设计报告要求1 .设计任务书。2 .正确、合理地进行编程元件资源的分

4、配。3 .画出I/O接线图及相关的图纸。4 .设计梯形图控制程序。5 .编制系统的操作说明。6 .编制系统的调试说明及注意事项。7 .设计体会。附：工业用智能风淋PL的制系统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指示输出一高压吸合Q0.1BOOLA门锁控/LED指示输出一低压保持Q0.2BOOLB门锁控/LED指示输出一高压吸合Q0.3BOOLB门锁控/LED指示输出

5、一低压保持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Ifl,!凤油区M外葩应检度）常外匕斯丧1aH期 10.4自然区AHQ0.7权心声把报萼照明"W I0J100电盘银控如也qrj.l风河金苦Q04Q0.才KU 唱sa钺拄 Q02. QtU洁净区R门0 0 0Q0.7门就杳声械苦映明控制辎出紫外g海界朝势出门状影声光报鲁工业用智能风淋PLC控制系统结构图N*L A门（自然区）状态B门（洁净区）状态 风淋区红外感应检测照明控制紫外光源（杀菌）控制KYO啡3O1二bG910111213S1S3S?M10.01

6、0.110.210.310.410.510.61ML*(24，S7-200.CPL,22617Q0.1Q0.220Q0.32L*exC1XC2XC3XA匚锁控/LED指示输出高压吸合AI二锁控/LED指示输出-低压保持B门锁控/LED指示输出高压吸合B门锁控/LED指示输出低压保持风琳电机控制维出照明控制输出紫外光源控制输出匚状态声光报警工业用智能风淋PLC控制系统二、工业用智能风淋PLC控制系统的目的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

7、由一定的区别。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须空气洁净度，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

8、设计，尤其是对洁净室的工艺设计、洁净建筑设计、空气净化设计和各自有特殊要求的设计枯术尤为要注意。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

9、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

10、及压差报警等情况。而PLC通过霍尔、光电开关等感应信号，检测两侧门及操作者 进出风淋室时的状态，结合设计存储在PLC内部的控制程序，以及各类输出控制 电路，可实现满足“风淋室工作流程”。三、工业用智能风 PLC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。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

11、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。电子联锁，人性化智能语音提示系统，良好的人机界面方便的操作，使用户在感受到新功能的同时不增加操作的复杂性。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

12、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。7、采用液晶时间显示，风淋时间为 099S可调，并显示已风淋时间；8、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20 26m/s，

13、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®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。1. 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

14、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。9. 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

15、。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，本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，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。10. 8,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。3.1 打开外门，

16、内门上电自锁，风淋室照明灯点亮，工作指示灯亮，人走进风淋室，关上外门，语音提示：“你好，请站在感应区内”。系统开始检测是否有人在风淋室，如检测到有人, 系统即转入风淋过程3.2。3.2 内外门自锁，风机起动开始风淋，风淋延时开始倒数10S （设置值）。语音提 示：“正在工作，请转动身体 360 度”，风淋结束后，启动延时，延时结束后，内门解锁，语音提示：“吹淋完毕，请从后门退出”人出内门后，再关上内门。系统返回初始状态，等待下一次使用。3.3 如系统在3秒内检测风淋室无人时，系统返回待机状态（红外检测继续工作）3.4 如有人在风淋室，但不在系统感应区内，系统即转入3.3，当系统一检测到有人时，

17、系统即转入风淋过程3.2。3.5 如系统正在工作，有人接触按键开关时，语音提示：“正在工作，请不要随便触摸开关”。3.6 在风淋完成，内外门解锁后，此时可从内门或外门退出风淋室。系统在待机状态 5 秒内 , 里面的人在5 秒内没有离开风淋室，系统自动返回初始状态。注：在待机状态99 秒内 , 如系统检测到有人, 内外门自锁, 风淋室开始风淋。*4. 出门（由内外走）从洁净室到非洁净室：4.1 打开内门，外门上电自锁，风淋室照明灯点亮，工作指示灯亮，人走进风淋室，关上内门，内外门解锁。系统开始检测是否有人在风淋室。4.2 如检测到有人：可以选择内门出去: 打开内门，外门上电自锁, 再关上内门。系

18、统返回初始状态或选择外门出去，打开外门，内门上电自锁, 再关上外门。系统返回初始状态。4.3 如检测不到有人：此时有人打开外门，系统即转入进门过程3. 此时有人打开内门，系统即转入出门过程4.4.4 如有人在风淋室，但不在系统感应区内，系统即转入4.3，当系统一检测到有人时，系统即转入4.2。4.5 在出门过程中，如系统检测到有人已进入风淋室，在内外门解锁后，里面的人在 5 秒内没有离开风淋室，系统自动返回初始状态。四、控制系统设计4.1 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

19、理- A、B门双锁-强制定时风淋fA、 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fA、B门状态检测-返回IV。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fA、B门状态检测-A、B门双锁 强制定时风淋fA、B门解锁-返回IV。3 .员工B门进1: A、B门状态检测-员工A门出fA、B门状态检测 -A、B门双锁-强制定时风淋-A、B门解锁-返回IV。4 .员工B门进2: A、B门状态检测-员工B门出fA、B门状态检测 返回IV

20、 o4.2 系统控制思想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

21、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。4.3 控制系统流程图4.4 系统梯形图程序设计0RGANIZATI0N.3L0CK 主程序:0B1NetMxk 3Network 1SDOSD4MDOMD4MDSSMO.OSBRONetwork 4I0.0Network 5Ycr自MetAWk 6Network 2NetAWk 8sc.o(BS0.2叵Network 17Ycr台SMO.O bM0.1M0.3M0.4T37TONNetwork 18200-PT 100 msNetwork 12Network 20Veuwk 21737Neuork 11Ycr中N

22、etwork 22NetAFork 2410.1<CR$I0.04cr$Network 13Network 14S1.0 叵 Network 15100rHNetAork 16Network 25Network 32Ycr中,wtwcxk 2610.2T38| / | IN TON100- PT 100 msNetwork 33T38I |Network 34I0.2I Ig Rf>Network 35NetMxk 28T33T I立y Mork 29Ycr力Yemork 36S1.5j SCRNemork 37YcrMgtwork 30S1.4-| SCRNetwork 31SM

23、O.O卜U2.1Network 38Network 40Network 48S2.0S1.6巴INetwork 41|101卜Netwk 42100Nehvork 43Network 51Network 44S3.0S1.7(BNetAWk 45SCRNetwork 53SMO.OM2.0M8.3SMO.OFM2.2M8.4Nemork 46T33Network 54T33<CRt><CRt>NeMork 62T33Network 59NeMork 63Network 64SMO.OM7.3M2 4T40IN TONNetwork 66Network 67PT 100

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