基于PLC的工业危废处理-灰渣输送控制系统的设计分析研究 电气工程自动化专业

摘要随着时代的不断进步，经济的不断发展，从而也促进了我们国家的工业行业进入了快速发展的阶段，也导致了工业行业中的竞争也是越来越激烈了，这也就间接的导致了各个国家的工业型的企业都在找一个可以提高生产效率和降低企业的生产的成本的办法，企业这么做的目的就只有一个，那就是让自己赚得更多的利润。所以企业为了能够提高产品的生产效率以及降低产品的生产成本，输送带就进入了各个工业型企业家的眼中，输送带就获得了更多企业的信赖与认可，输送第也就开始了步入了快速发展的阶段。现在的输送带，不仅仅帮企业节省了很多的劳动的成本，而且还提高了企业的生产效率。输送带在我们国家的工业成产中起着无与伦比的作用，所以输送带就成为了我们国家企业最受欢迎的一个产品。在不久的将来，我相信输送带设备会发展的越来越好的，而且也不再仅仅是使用于工业产业领域之中，会受到更多行业的喜爱，废料的自动分捡，能够有效的降低企业的劳动成本，不仅如此，还响应我们国家保护环境的号召。输送带是在我们现实生活中比较常见的一个运输方式，通过输送带是可以把一个东西送这里送到其他的地方。在使用输送带的过程当中，是非常的方便且又省力的，大大的降低了企业的人力成本，从而也就间接的降低了企业的生产成本。输送带除了可用于大型超市立面的自动扶梯、码头的自动卸货之外，还是可以运用到各个工厂里面。打个比方来说，就比如我们国家的火力发电厂，我们国家的火力发电厂一般都是以煤炭作为一个燃烧的材料，但是我们大家都应该知道，煤炭在燃烧过后会产生很多的危害人身体健康的气体以及灰渣，对我们国家的环境产生了及其恶劣的影响，这也与我们国家保护环境的措施也是背道而驰的。所以为了保护我们国家的环境，也为了响应我们国家保护环境的号召，更为降低企业的生产成本，所以本文就是以对于工业危废料处理-灰渣的输送问题进行相关的分析与研究，一次希望能够设计出一个基于PLC工业危废料处理-灰渣输送控制系统，以此来帮助工业型的企业能够降低人力成本，从而也降低了生产的成本，以此也来响应我们国家保护环境的号召。我设计的这一个基于PLC工业废料处理-灰渣输送控制系统的主要的功能就是能够使得工业在生产产品的过程中，所制造出来的灰渣进行一个集中，并且输送到制定位置的一个管理。当我们对于灰渣的处理系统有了一定的了解之后，我们就为此设计一个基于PLC工业废料处理-灰渣输送控制系统的方案。然后我们就根据一些现实工业生产产品的情况，以此选择一个PLC的模块进行一个下位机硬件配置的操作，然后我们在对此进行一个软件方面的设计，我们在设计软件方面的时候，我们借鉴了DCS手操器模块的特点，以此来解决PLC功能模块比较简单且不便于现在人们所操作的不足之处。我们设计出来的基于PLC工业废料的处理，不仅可以使得操作这个系统的程序比较简单，我们还能减少工业产业中的工作人员减少大量的重复性的工作，也间接的使得我们国家工业型企业降低了人力上面的成本，也就间接的减少了企业的生产产品的成本，也响应了我们国家保护环境的号召。关键词：PLC控制；灰渣；输送带；系统设计；控制模块AbstractWiththeconstantprogressofTheTimes,thecontinuousdevelopmentofeconomy,andthustopromotetheindustryofourcountryhasenteredthestageofrapiddevelopment,alsocausesthecompetitionintheindustryisalsomoreandmorefierce,thisalsoindirectlyledtotheadditionofenterprisesfromallcountriesaretryingtofindacanimprovetheproductionefficiencyandreducethecostoftheproductionoftheenterprise,thepurposeofenterprisesdoonlyone,thatistoearnmoreprofits.Therefore,inordertoimprovetheproductionefficiencyofproductsandreducetheproductioncostofproducts,theconveyorbelthasenteredtheeyesofallindustrial-typeentrepreneurs,theconveyorbelthaswonmoretrustandrecognitionfromenterprises,andthefirstphaseoftransportationhasenteredthestageofrapiddevelopment.Nowtheconveyorbelt,notonlyhelpenterprisessavealotoflaborcosts,butalsoimprovetheproductionefficiencyoftheenterprise.Conveyorbeltinourcountry'sindustrialproductionplaysanunparalleledrole,sotheconveyorbelthasbecomeourcountry'smostpopularenterprisesaproduct.Inthenearfuture,Ibelievethattheconveyorbeltequipmentwilldevelopbetterandbetter,andisnolongeronlyusedintheindustrialfield,willbelovedbymoreindustries,theautomaticwastesorting,caneffectivelyreducethelaborcostofenterprises,notonlythat,butalsorespondtothecallofourcountrytoprotecttheenvironment.Conveyorbeltisacommonmodeoftransportationinourreallife.Itcansendsomethingheretootherplaces.Intheprocessofusingtheconveyorbelt,itisveryconvenientandlabor-saving,greatlyreducingthehumancostoftheenterprise,thusindirectlyreducingtheproductioncostoftheenterprise.Conveyorbeltcanbeusedinadditiontolargesupermarketsfacadeescalator,dockautomaticunloading,orcanbeusedinvariousfactories.Forexample,suchasthethermalpowerplantofourcountry,ourcountry'sthermalpowerplantsaregenerallybasedoncoalasaburningmaterial,butweallknow,afterthecoalburningwillproducealotofharmtopeoplehealthofgasandashfortheanditsbadimpactontheenvironmentofourcountry,thisalsowiththemeasuresofprotectingtheenvironmentisalsorunscountertoourcountry.Soinordertoprotecttheenvironmentofourcountry,alsoinordertoresponsetothecallofourcountrytoprotecttheenvironment,morereducetheproductioncostofenterprise,sothisarticleisforindustrialdangerouswastetreatment-ashconveyingrelevantanalysisandresearch,ahopetobeabletodesignaPLCbasedindustrialdangerouswastetreatment-ashconveyingcontrolsystem,tohelpindustrialenterprisescanlowerlaborcosts,thusreducingtheproductioncost,thisalsotoresponsetothecallofourcountrytoprotecttheenvironment.ThemainfunctionofthisPLCbasedindustrialwastedisposalandashslagconveyingcontrolsystemIdesignedistocentralizetheashslagproducedintheproductionprocessofindustrialproductsandconveyittoadesignatedlocationformanagement.Whenwehaveacertainunderstandingoftheashslagtreatmentsystem,wedesignaschemebasedonPLCindustrialwastetreatment-ashslagtransportationcontrolsystem.Thenwewillproducetheproductsaccordingtosomerealindustrialsituation,toselectamoduleinaPLCundertheoperationofthemachinehardwareconfiguration,andthenweareinforasoftwaredesign,weintheaspectofdesignsoftware,wedrawlessonsfromthecharacteristicoftheDCSoperatorhandmodule,inordertosolvethefunctionmoduleofPLCissimplerandthedeficiencyofnowisnotconvenienttooperatebypeople.WedesignedbasedonPLC,industrialwastetreatment,notonlycanmaketheoperationofthissystemismoresimple,wecanreducethestaffintheindustryalargenumberofrepetitivetasks,alsoindirectlymakesourcountryenterprisetoreducethemanpowercost,alsoindirectlyreducethecostoftheenterpriseproductionofproducts,alsorespondedtothecallofourcountrytoprotecttheenvironment.Keywords:PLCcontrol;Ash;Conveyorbelt;Systemdesign;Controlmodule目录1绪论 61.1研究的背景 61.2研究的意义 62灰渣处理系统的概述 82.1灰渣的形成 92.2灰渣的处理的意义 102.3灰渣处理的方式 102.4灰渣的处理系统 163PLC控制系统的概述 173.1PLC的概念 173.2PLC的组成及其几本构成 193.2.1PLC的硬件 193.2.2PLC的软件 213.3PLC的工作的结构 223.3.1PLC的循环扫描工作的过程 223.3.2PLC对输入/输出的控制系统的规则 243.4PLC的特征及其功能 253.4.1PLC的特征 253.4.2PLC的功能 263.5PLC和其他的工业灰渣输送控制系统的区别 283.5.1PLC灰渣输送控制系统和继电器灰渣输送控制系统的区别 283.5.2PLC灰渣输送控制系统和集散控制系统的区别 283.5.3PLC灰渣输送控制系统和工业控制计算的区别 284基于PLC灰渣输送控制系统设计总体方案 294.1灰渣系统的设计 294.2PLC灰渣输送控制系统的设计 305PLC的硬件配置 315.1PLC灰渣输送系统设计的原则和设计步骤 325.1.1PLC灰渣输送系统设计的原则 325.1.2PLC灰渣输送系统设计的步骤 325.2单元PLC硬件配置 335.2.1热备系统 345.2.2远程I/O（RIO）网络 346PLC组态软件设计 356.1CONCEPT软件介绍 366.2项目结构 366.3功能模块 366.3.1基本功能块 376.3.2基于单体设备的手操器功能块 377总结 38致谢 39参考文献 411绪论1.1研究的背景随着时代的不断进步，科技的不断发展，从而也带动了我们国家工业的快速发展，随着工业的快速发展，也使得我们国家的工业垃圾也越来越多，例如：火力发电厂中，燃烧煤炭所产生的灰渣以及对人的身体产生危险的气体等等，这样不仅对于工业企业的本身产生影响，也对我们国家的环境也产生极其恶劣的影响。一般像这样的废气物料都是产自于工业生产活动当中，根据我们国家的统计，在1998年的时候，我们国家工业生产活动中所产生的废气物料就以及多达90326吨。其中灰渣废弃物料就多达1230万吨，但是处理灰渣的总量仅仅只有160.3万吨。从中我们就可以发现，如果有更多的灰渣没有及时的处理和清理，就会对我们国家的环境产生极大的影响，这个也与我们国家颁布的保护环境的规章制度不相符。这些没有经过处理的灰渣会对破坏我们国家的坏境，而破坏我们的生存的环境，就会对我们国家人民的身体健康产生极大的影响，所以我们国家的工业型企业，在进行声场活动中所产生的废气物料，一定要经过处理之后才能排放出来。那对于我们处理过的废气物料，怎么把它输送出来，这也是我们现在工业型企业所面对都一个大大的难题。1.2研究的意义随着我们国家的工业的快速发展，也就导致工业在生产活动中产生了越来越多的废气物料，而这些废气物料的处理以及运输一件让现在工业型企业非常头疼的事情。因为工厂里面在生产活动中所制造的大量的废气物料，一般都是会对我们国家的环境造成一定的影响，所以我们在输送废气物料之前，工厂就的先把这个废弃物料给处理好。但是工厂在处理废料之后的关于废气物料传输的问题就很难做，如果一旦出现什么差错，不仅要提高企业的成产成本，还降低了企业的生产效率，更是还会对我们国家的环境造成一定的影响，所以我们就得好好的做好工厂在生产产品的过程中，所产生的废气物料给处理好、运输好，只有这样，不仅能够降低企业的人力成本还间接的降低了企业的生产成本，也提高了企业的生产产品的效率，也改善了我们国家的生态环境，也等于间接了响应了国家保护环境的号召，也给了一些工厂企业的一个带头的、模范的作用。随着我们国家对于保护环境的意识越来越清晰，所以关于工厂在生产活动中所产生的废气物料的运输问题，也是越来越受现在人们的关注，所以为了响应我们国家保护环境的号召，也为了使得企业获得更多的利润，所以本文就以工厂中制造出来的废弃物料-灰渣的传输作为本次课题的研究对象。从而能够设计出一个能够达到我所想要的效果的基于PLC的工业危废处理-灰渣输送控制系统。2灰渣处理系统的概述我们国家的工厂在进行一些生产的活动的时候，就会产生很多的废气物料。而灰渣都是像火力发电厂这样，在生产活动中使用煤炭作为原料，就是制造出灰渣这样的废气物料。而且我们大家也应该知道，像火力发电厂这样类型的工厂，在整个的一个生产过程中，主要要经过3个能量的转换，分别是：把锅炉里面燃烧煤炭所产生的化学能量转换成一个热力能量；然后热气能量进入汽轮机中，然后热气能量就会被转换成机械能量；然后机械能量进入发电机中，就会被转换成电能。所以我们可以看出锅炉是火力发电厂在生产过程中不可缺少的设备，而火力发电厂中的锅炉都是以燃烧煤炭作为前提进行运作的，而燃烧煤炭就会产生灰渣。而且如果工厂内的灰渣不及时处理的话，轻则会降低工厂的生产效率，重则就会引发一个工厂事故，导致工厂停止生产。所以对于工厂在生产活动中所产生的灰渣，对其输送就是一个能不能提高企业的生产效率、降低企业的生产成本、保护环境的一个比较艰巨的问题。2.1灰渣的形成灰渣就是工业生产活动中，产生的不能够燃烧的固态物体，所以我们就称之为灰渣。灰渣是一个不能够再燃烧的固态物质，灰渣是在燃烧的时候，进行一系类的物理反应之后所产生的物质。而且煤炭在燃烧的时候，产生的灰渣，其中有一部分就会因为温度过高从而形成一个半融化的颗粒，而这些颗粒就会依附在所燃烧的地方的墙壁上面，然后在冷却之后，就会形成黑色的块状物体，我们就把这种物体叫做结渣。结渣的出现就能够说明煤炭在燃烧的时候，锅炉受热不均匀，从而就降低了生产的效率，当然这不是我们本课题所讲的重点，所以我也就不再详细的说明了。让我们一起看图1-1，工厂里面灰渣的形成示意图：图1-1灰渣形成示意图1－炉膛2－冷灰斗3－脱硫装置4－除尘器5－引风机6－烟囱工厂中锅炉所产生的灰渣的数量的多少，这是要看工厂对于煤炭的燃烧的方式。但是，我们应该也都明白，燃料中里面所含有的灰的含量越多，那么所产生的灰渣的数量就越多。而且，我们国家的火电厂所燃烧的燃料一般都是煤炭，要知道我们国家一座600MW的火力发电厂，每天生产的灰渣的数量就已经多达一千吨。所以我们对于灰渣的运输的问题，也是迫在眉睫。2.2灰渣的处理的意义燃烧煤炭的火力发电厂每天的生产活动中就会制造很多的灰渣，而且每天都会制造出来好几吨重的灰渣，这样会对我们国家的环境产生极其严重的影响。对制造出灰渣的设备产生不好的影响在上面我也说过，在生产过程中形成了大量的灰渣，如果不及时处理的话就会降低企业的声生产效率，而且还会对锅炉产生一定的影响，而且如果长达一个月不及时清理灰渣的花，这样不仅会使得灰渣难以清理，而且还会减少锅炉的使用的期限。而且在工厂生产活动中所产生的灰渣，如果不及时清理，所导致的后果，如果是轻的话，就会降低企业的生产效率，稍微严重点就是设备损坏且工厂停止生产，更严重的就是会破坏我们国家的生态环境。对我们国家的生态环境造成不好的影响工厂在生产的活动中不仅会制造大量的灰渣，还会制造出一些对于人的身体健康产生危害的有害气体，它不仅会破坏我们国家的生态环境，而且还会危害到周围人们的身体健康，而且也会对周围其他工厂生产出来的产品的质量产生影响，不仅如此，如果生产出来的灰渣没有及时的清理掉，还会使得设备的电路产生短路的现象。而且工厂中没有及时的处理这些有害气体，那么一旦这些有害气体达到一定数量的时候，就会形成酸雨，这样不仅破坏我们国家的生态环境，还对人们的身体造成不利的影响，而且还能够腐蚀我们的房子。为了杜绝我上面情况的发生，所以我们要及时的清理灰渣，处理灰渣不仅能够有效的减少我上面所说的危害，而且还对企业也有很好的影响，大家都知道灰渣其实就是二氧化硅，如果我们工厂在对这些灰渣进行处理的时候，就会使得它变成我们建筑所需要的材料，这样不仅不会对我们的环境产生丝毫的影响，而且还给企业带来了一笔很大的受辱，所以不管从哪个方面来说，我们国家的工厂都得要做好灰渣的清理工作。这是工厂应尽的责任也是工厂应尽的义务。2.3灰渣处理的方式灰渣处理就把我们国家工业在生产活动中所制造出来的灰渣，要及时的把它输送到它应该待的地方，在清理灰渣的时候，我们可以把清理灰渣分成两个步骤，第一个步骤就是工厂在生产活动中所制造出的灰渣会有制造它出来的设备会通过除尘器下面的冷灰斗里面排出来；第二个步骤就是把这个通过除尘器下面冷灰斗里面排出来的灰渣，使得它通过灰渣输送装置，把灰渣输送到，它应该要带的地方。而且灰渣的输送的方式有四种，一种就是人工清理灰渣，一种是水力清理灰渣，一个是气力清理灰渣，另一个就是机械清理灰渣（机械清理灰渣是我们这篇论文所讲的重点）。接下来我们就对这几种清理灰渣的方式，进行一个简单的介绍。人工清理灰渣什么叫做人工清理灰渣，人工清理灰渣的意思就是灰渣的装载和装卸以及灰渣的输送都是靠着人来做的，人工清理灰渣的主要的工具就是小推车，人工清理灰渣的方式是一个非常非常传统的清理灰渣的方法。人工清理灰渣的工具相对而言是比较多的，一般人工清理灰渣的步骤就是，清理灰渣的这些员工在灰渣所在的地方，把灰渣装入小推车里面，然后再把灰渣送到它应该要待的地方。这种人工清理灰渣对办法，已经不适用现在的工厂里面。气力清理灰渣气力清理灰渣系统是和我们的水力清理灰渣系统是非常相似的，只不过是气力清理灰渣系统是以空气作为一个传输灰渣的媒介，通过压送或者是抽吸的方法，把灰渣输送到它应该要待的地方。而且气力清理灰渣的方式是有两种的，一种就是负压清理除渣方式，另一种就是正压清理灰渣的方式。那什么是负压呢？负压就是输送灰渣的管道里面的气压是比空气中的气压低的就是负压。那什么是高压呢？高压就是输送灰渣的管道里面的气压是比空气中的气压高的就是高压。下面我们就来简单的介绍这两种气压清理灰渣的方式。负压气力清理灰渣负压气力清理灰渣就是把我们工厂在生产活动中所制造出来的灰渣给集中到一个地方，然后再把这个灰渣输送到它应该要待的地方。就如下图2-3-1所示，负压气力除渣系统的工作流程图。负气压气力清理灰渣具有一些的特点：负气压气力清理灰渣，一般只适合把分散在各处的灰渣给集中到一起，然后在把这些集中在一起的灰渣输送到灰渣应该待的地方。这样就不需要用一些其他的把灰渣集中的设备，我们可以只用这一根输送管道。负气压气力清理灰渣，管道里面的压力是比外面空气中的压力是要小的，所以就不会有炮灰和冒灰等现场的发声，所以就算这个负气压气力清理灰渣的设备坏了，也不会给周围的环境造成破坏或者不好的影响。负气压气力清理灰渣的设备中，收集灰渣的灰斗的设备的结构是非常的简单的，一点也不复杂，不仅灰斗的结构比较简单，就算它占地面积也是非常小的，所占据的空间也就那么一点，能够为工厂节约很大的生产场所，它非常适合那些规模不是很大的工厂使用。当然，虽然负气压气力清理灰渣的设备有很多的优点，但是它也不是一个完美的清理灰渣的设备，它也存在着一些不足。第一个不好的地方就是，因为灰渣的设备与那个气源的装置是比较近的，所以它对于装置的密封性的要求非常的高，所以设备相对而言比较复杂，不仅如此，还有就是抽气的装置鱼鱼是在系统的最后面，所以对于吸过来的空气的要求也是非常的高的，所以一般一级的抽尘器满足不了负气压气力清理灰渣设备的要求，要想满足负气压气力清理灰渣设备的要求得需要2级或者3级的收尘器。第二个不好的地方就是，因为负气压气力清理灰渣设备的管道里面的的气压是比外面空气里面的气压是比较低的，所以负气压气力清理灰渣的设备输送得灰渣的距离不能太远，否则它受到的阻力就会很大，不仅如此，也因为负气压气力清理灰渣设备管道里面的空气气压比外面空气气压要低，所以管道里面的气体相对而言是比较少的，也就意味着这负气压气力清理灰渣设备的所承载的输送灰渣的能力也不是很高。图2-3-1负压气力清理灰渣的工作流程图所以，从上面外面描述负气压气力清理灰渣设备的特点，我们就能够知道负气压气力清理灰渣的设备一般比较适合小型的工厂，且也只适用于灰渣传输的距离不是很远的工厂。正压气力清理灰渣正气压气力清理灰渣设备就和负气压气力清理灰渣设备是相反的，正气压气力清理灰渣的设备，一般比较适合用于远距离的灰渣传输，正气压气力清理灰渣设备最远的输送灰渣的距离可以达到2千米，而我们国家的工厂发展到了现在为此，我们工厂中的正压气力清理灰渣的设备大多数都是仓式泵设备，我们就以仓式泵作为我们的正压气力清理灰渣设备的代表。就如下图2-3-2所示：仓式泵正压气力清理灰渣系统的工艺流程图。图2-3-2仓式泵正压气力清理灰渣系统的工艺流程图仓泵正压气力清理灰渣设备的优点：仓泵正气压气力清理灰渣的设备的特点一般都是和负气压清理灰渣的设备的特点是相反的，仓泵正气压气力清理灰渣设备是可以把工厂各处的灰渣分开输送到同一个地方，所以仓泵正压气力清理灰渣设备除了的要有一个主要的大型输送管道，还得有很多小管道。仓泵正气压气力清理灰渣设备不仅能够传输大多的灰渣，而且还能把灰渣输送到很远的地方，仓泵正气压气力清理灰渣设备的输送管道里面的气压是比是比外民空气中的压力要高的，所以它在输送灰渣的时候，能够承载很多的灰渣。仓泵正气压清理灰渣地位设备对于除尘器设备的要求不是很高，一般一级的除尘器设备就能够满足仓泵正气压气力清理灰渣设备的要求，所以它的结构相对而言是比较简单的。虽然仓泵正压气力清理灰渣的优点有很多，但是它依旧也不是一个完美的气压输送灰渣系统，仓泵正气压气力清理灰渣的设备，也依旧存在着很多不好的地方，就如下面所说：仓泵正气压气力清理灰渣设备和负气压气力清理灰渣的设备是一样的，就是它们对于仓泵的密封性的这个要求相对而言比较高。而且如果仓泵正气压气力清理灰渣设备，如果没有对它进行一个很好的维修和保养，或者是出现仓泵密封性不是很好，那么就会出现冒烟的现象，不仅如此，它还会破坏周围的环境，还有就是一般仓泵正压气力清理灰渣设备出现冒烟现象，那么是非常容易被人给发现的。水力清理灰渣水力清理灰渣的功能是什么呢？水力清理灰渣的功能就是以水力作为一个输送灰渣的基础，然后这个设备就把水力变成一个具有一定压力的水体，然后这个灰渣和这个水体融合之后，通过这个水体的灰沟，把这个灰渣输送到它应该所待的地方。水力清理灰渣的系统工作流程主要是由这几个部分组成：清理灰渣、冲理灰渣、碎掉灰渣、运输装置、运输管道、开关阀门等等。如图2-3-3所示：图2-3-3低压水力灰渣混除系统示意图水力清理灰渣的压力是不一样的，分别是：高压、低压和混合型。低压水力清理灰渣所需要的水的压力大概是在0.4～0.6MPa，只有这样大的水的压力，才能够把我们国家工厂在生产活动过程中，制造出来的灰渣给冲到灰渣小沟沟里面，融合我们再用车和船把这个灰渣输送到它应该要带地方，采用低水压清理灰渣的方式是一个非常好的办法，因为这个低水压不仅在操作方面比较简洁，而且这个清理灰渣的设备是非常稳定且又安全的，不仅为企业节省了大量的人力成本，而且这个水力清理灰渣的办法，只要是工厂周围有小河就可以使用，非常的非常的简单。接下来我们就讲一讲高水压清理灰渣的系统和低水压清理灰渣的系统不一样的地方是在哪里呢？高水压清理灰渣的系统，它不是让这个灰渣沿着这个小河随着河流输送的，而是通过高压喷射装置沿灰浆管道冲出，直接就把这个灰渣输送到它应该要待的地方，所以水压就比较低，一般是在2MPA左右，高压水力清理灰渣系统和低水压清理灰渣的系统相比，高水压水力清理灰渣的系统是比较简单的、而且对于微盛方面的要求也是比较容易达到的，但是呢？高水压水力清理所需要的压力比较高，所以呢？高水压清理灰渣系统所需要的电量也是比较多的，所以我们国家的工厂一般都是会采用低水压水力清理灰渣系统。混合式水力清理灰渣的系统也是有两个阶段，第一个阶段就是先采用低水压水力清理灰渣的方法，把灰渣从制造灰渣的设备里面输送出来；第二个阶段就是采用高水压水力清理灰渣的方法，把灰渣冲到它应该要待的地方。混合式水力清理灰渣的方法就是把低水压清理灰渣的方法和高水压清理灰渣的方法结合在一起，混合式清理灰渣的方法，它是非常能够节省企业成本的，但是由于操作起来比较复杂，所以也没有多少制造出灰渣的工厂，采用这个混合式清理灰渣的办法来清理工厂里面的灰渣。机械清理灰渣机械清理灰渣的设备其实是有两个清理阶段，第一个阶段就是除渣机，除渣机的功能就是把灰渣从锅炉里面给运出来；第二个阶段就是运输灰渣的设备，就是把除渣机送到外面的灰渣进一步的把它输送到灰渣所应该要待的地方。机械清理灰渣的功能就是把工厂在生产活动中所制造出来的灰渣输送到它应该待的地方。而且机械除渣机的类型有很多，例如：链式刮板除渣机、螺旋除渣机、马丁除渣机和斜轮除渣机等等。机械清理灰渣，不仅能够为工厂创造一个良好的工作环境，而且还能够为企业节省大量的人力成本，也为工厂提高了生产的效率，为间接的为企业降低了生产的成本，为企业创造更多的价值，这种机械清理灰渣的方式，与传统的人工清理灰渣的方式是更受现代工厂的人的认可与信赖。但是这种机械清理灰渣的设备呢？也不是说是完美的，它也有很多的缺点，比如：机械清理灰渣的输送的设备是比较多的，而且这个设备的使用期限不是很长，不仅如此，这个设备如果损坏了，它的维修的数量也是巨大的。2.4灰渣的处理系统我们本次课题的目标就是设计出一个基于PLC的工业危废处理-灰渣输送控制系统，我们现在很多的工厂都是在使用水力清理灰渣的方式，这种水力清理灰渣的方式，使得我们国家每一年都会有很多的灰渣水流进我们的母亲河-长江，这样做不仅会造成很多有用的资源的浪费，而且还会对我们国家的生态环境造成十分严重的破坏。而且在上面我们国家工厂清理灰渣的方式中，我也说过，采用水力清理灰渣的办法，会把灰渣的再次使用的功能也给清除了。所以我们为了减少不必要的资源的浪费以及响应我们国家保护环境的号召，所以我们加强对于灰渣的再次利用以及安全输送的能力。而且经过我们对于我们国家工厂的各类灰渣清理系统的分析与研究，我们国家对于工厂的灰渣清理的设备的变化过程,是从传统的人工清理灰渣到以前水力清理灰渣设备，再到气力清理灰渣的设备，一直再到现在的机械清理灰渣的设备。所以现在的清理灰渣的系统对于控制系统的要求也是越来越高的，我们国家的工厂里面原来是用继电器的控制系统，但是想想我们也应该知道，随着时代的不断进步，科技的不断发展，这个继电器控制系统已经不能够满足我们现在工厂里面的清理灰渣系统的要求，所以本文我们像来设计一个基于PLC的工业危废处理-灰渣输送控制系统。3PLC控制系统的概述3.1PLC的概念在以前的时候，我们国家工厂中使用最多的控制系统就是继电器控制系统，而且也由于当时的科技力量还是很强所以一般工厂里面如果有一个比较复杂的控制系统，那么这个控制系统可能就会用到几百个甚至是几千个的继电器，这种传统的继电器控制系统，使用起来不仅麻烦，而且对其改造的成本是也很高昂的，不仅如此，它的工作效率还不是很高，而且还经常会出现一些错误，所以工厂还得要经常的更换继电器。而且在20世纪60年代的时候，西方对于汽车的制造工业的方面的发展是巨大的，相对的行业的竞争也是非常激烈的。而且为了能够使得自己企业生产出来的汽车能够在行业中占有一席之地，所以这个制造企业就不得不对于自己企业的汽车的生产线进行相关的变更，所这些汽车制造的生产企业就得需要重新的对继电器控制系统进行革新，为了降低对继电器控制系统的革新所损耗的时间和金钱，所以西方国家的汽车制造公司，就把自己对于控制系统的需求给公开:编译程序比较简单，可以在现场就可以修改这个控制系统的程序；维修保养也比较方便，控制系统最好是那个插件式的；控制系统运行的安全和稳定性一定要比继电器控制系统要高；控制系统的的占地面积以及对于所占的空间面积一定要比继电器控制系统要小；这个控制系统可以把数据信息直接输送到那个操控整个控制系统的主机，不需要经过其他的设备的转送；还有就是这个控制系统的成本最好不要比继电器控制系统的成本要高，可以是差不多的价格；这个控制系统的输入端口的交流电流得需要是115V；这个控制系统的输出端口的交流的的电流最起码也得115V/2A，只有超过这样的电压，才能够驱动电磁阀等设备；这个控制系统在增加新的功能的时候，不能损坏原有继电器控制系统应该拥有的功能；就是我们在使用这个控制系统的时候，里面的储存器的最起码也得4KB。在20世纪60年代末的时候，美国一家科技设备的公司，就专门按照这10个要求。设计出来了一款可编程的控制系统，这个可编程控制系统刚刚面世，就受到当时企业家的喜爱与认可，并且可编程控制系统也进入到了一个快速发展的阶段，从而也逐渐的走向了世界。等到了20世纪80年代中的时候，世界国际电工委员会，就对这款可编程控制器PLC做出了以下的界定：PLC是一个专门应用于工业行业中的一个控制系统，它使用可编程存储器，存储逻辑操作、顺序控制、定时、计数和算术操作的指令。它通过数字或模拟输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器和相关设备的设计应遵循易于与工业控制系统形成一个整体并扩展其功能的原则。3.2PLC的组成及其几本构成PLC其实在实质上是和计算机是很类似的，PLC和计算机都是有硬件和软件这两个部分给主装在一起的，而且硬件和软件对于PLC和计算机来说，都是不可以缺少的存在。3.2.1PLC的硬件PLC的硬件的零部件有：主机、I/O扩展机、外部设备。其中PLC硬件中的主机和I/O扩展机使用的结构的状态都是微机的，不仅如此，就是它们的内部结构也是由运算器、控制器、存储器、输入单元、输出单元以及接口等部分组成。就如下图3-2-1所示：PLC的硬件系统简化框图。图3-2-1PLC的硬件系统简化框图微处理器CPU微处理CPU和其他的微处理机是一样的，微处理CPU就是把PLC作为一个核心的设备，PLC就是在这个微处理的控制下进行工作的，微处理的工作有：接受用户所要传达的数据信息，并且把它保存起来；微处理还能就是通过扫描的办法来接受设备所想要传达的信息，并且把它保存在数据存储器当中；微处理还能够检查出电源有没有问题，有没有影响到PLC的工作等等；PLC在运作的时候，就得需要去查看微处理保存在存储器中的数据信息，然后再按照自己所查看的信息去开启或者是关闭相应的电路设备；存储器ROM和RAM我想大家应该都知道什么是存储器吧？存储器存储器的功能当然就是来保存一些数据信息，存储器包括两个方便。一个就是RAM，这个就是可以随时保存信息，也可以随时删除信息，还有一个就是ROM，ROM的功能就只能读出在工作状态下的数据信息，但是却不能保存。而PLC控制系统里面就有两个存储器，一个存储器是控制系统的存储器，还有一个存储器是用户存储器。输入/输出（I/O）部件我们一般人都会把输入叫做I/O单元，把输出叫做I/O模块，而我们的PLC控制系统就是先经过输入（I/O单元）来与我们的工厂在生产过程中产生联系的，不仅如此，PLC控制系统经过这个I/O的接入端口就可以检测到PLC系统所要控制设备的各种信息，，以此来达到控制的目的，不仅如此，PLC还会通过I/O的接入端口把所控制的设备的结果输送到工厂的生产过程当中，以此来达到控制设备的作用。数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块和模拟输出模块，主要用于信号电平转换。这是因为外部装置的传感器和执行设备所需的信号电平是多样的，而PLC中CPU处理的信息只能是标准电平，所以信号进出PLC时必须配置相应的转换I/O模块。通讯接口模块，用于使CPU以串行方式与外部设备或其它PLC或主机进行通讯，如开关量输入输出、寄存器值、用户程序和诊断信息等。模块通常配有RS-232和RS-422接口。快速响应模块，是反映输入输出快速变化的模块。由于PLC输出对输入的响应滞后，即至少经过一个扫描周期后，输入的变化可以反映到输出，不适合响应速度较快的控制过程。为了弥补这一缺点，快速响应模块可以实现快速的输入输出控制。响应延迟仅受电路中硬件组件的影响，而不受PLC扫描的影响。绘画时期的影响。电源PLC控制系统的电源的模块是由三个部分组成，分别是处理器电源、I/O模块电源以及RAM后备电源，因为PLC控制系统的电源稳定性和安全性能非常的好，所以PLC控制系统的电源是就是比普通的电源的性能就好的多。编程器PLC控制系统中的编程器的功能有3个。第一个就是它可以对应用程序进行编制、调试和监视的作用，以此达到把PLC控制系统中的一些参数给修改或者显示出来。第二个就是编程器通过一些接口去和PLC进行联系；第三个就是用户想要通过PLC控制各个设备的一个前提条件。I/O扩展器I/O扩展程序用于扩展输入和输出点。当用户需要的输入和输出点数超过主机的输入和输出点数时，会添加I/O扩展来扩展该数值。其它外部设备PLC还可以配备盒式磁带录音机、打印机和EPROM刻录机等等设备。3.2.2PLC的软件PLC控制系统的软件我们也称呼它叫做系统程序，PLC控制系统主要是由两个部分组成，分别就是系统软件和用户程序，简单点来说，就是我们所称呼的应用程序。系统程序而我们PLC控制软件中的系统程序主要是由3个部分组成的，分别就是监控程序、编译程序和诊断程序等等。而监控程序还有另一个名字，叫做管理程序，监控程序的主要功能就是来管理全机的。而PLC控制系统中的编译程序的功能就是把设备的程序语言给他转换成一个机器的语言。而PLC控制系统中的诊断程序的功能就是来检测PLC控制系统中有没有其他的设备出现了损坏的问题。系统程序由PLC制造商提供的，并且也已经把它固定在EPROM中，用户不能直接访问，也就是说不需要用户干涉任何事情。用户程序用户的程序的主要的目的就是满足用户的需求，用户程序是由用户编程器键入PLC内存的。3.3PLC的工作的结构其实PLC的内部的构造和我们普通人用的电脑其实是差不多的，但是PLC的工作流程和我们普通人用的电脑却是不一样的。3.3.1PLC的循环扫描工作的过程PLC就相当于工业行业中的计算机，用户可以按照自己的需求，通过PLC控制系统来对这些设备进行操控，而且PLC的控制的功能就是在拥有用户程序的前提之下才能够完成的。当PLC开始工作的时候，用户程序中有很多的东西都是需要去实现的，但是呢?我们的CPU设备却是不能使得我们去把这些操作同步实现，只能一个操作一个操作的来进行。但是又因为CPU的工作的效率是非常的高的，所以给人的感觉就好像是在同一个时间全部完成的。我们把CPU的这种操作叫做CPU对于PLC系统控制设备的扫描，而且CPU梅扫描一次程序，就形成一个扫描的周期，任何又重头开始在进行扫描，一次又一次就这样重复的来回扫描，这也就是我们为什么说PLC的扫描工作流程是循环的原因。PLC的工作流程图，如图3-3-1所示，而且PLC的工作流程哟5个部分，分别就是:自监测阶段、输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段以及处理外设请求阶段。自检测部分什么叫做自检测的部分，自检测的部分的意思就是说，系统在进行扫描的时候要先扫描自己，检查自己有没有出现什么损坏的，如果自己有哪些地方损坏了，那么那个出故障的灯就会亮起，不仅汝瓷，还要看自己的损坏的程度，如果损坏的不严重的话，就只会是去通知别人，但是不会自己主动的放下手上的工作，但是如果损坏的比较严重的话，那么就会停下手中的工作，并且还通知别人。输入采样部分在输入的这个部分，PLC就会把自己所扫描到的信息给储存起来，我们把PLC的这部分的工作，叫做输入信号的采样，也叫做输入刷新。程序执行部分在程序执行这个部分的时候，程序是按照PLC顺序任然后被进行扫描的。假设我们来把程序的表现的方式当作成梯形图像，它总是按上下、左右的顺序扫描。扫描每条指令的时时候，输入图像寄存器和元素图像寄存器分别读出所需的输入状态或其他元素状态，然后执行程序确定的逻辑操作或其他数字操作，最后按照PLC控制系统中的相关指令进行操作。计算的结果存储在确定的输出图像区域的相关单元中，但直到整个程序执行完毕后才发送到输出终端。这里应该指出，存储在元素图像寄存器中的内容将随着程序的执行而改变。输出刷新部分在完成所有用户程序之后，我们就可以进入到输出刷新的这个部分。此时，PLC元件图像寄存器输出图像区域中所有继电器的状态由PLC同时传送到输出锁存器，然后驱动用户输出设备（负载）。这是PLC当前工作循环的实际操作结果输出。处理外设请求部分在完成我上面所说的工作，就会到我们这个处理外设请求的部分，外设设备的请求命令包括操作员干预和硬件中断。外围请求一般不影响系统的正常运行，可能更有利于系统的控制和管理。如果没有外设请求，系统将自动循环扫描的操作。在PLC的一个工作周期中，输入扫描和输出刷新的时间是一样的，不会轻易改变的，并且它们操作的时间可以根据程序的长度的长短而变化，但是如果我们从长远的角度来看，那么这个操作的时间，其实我们是可以感知到的。通用的PLC的工作周期为40-100毫秒，PLC中常用的定时监视器是看门狗，而这种定时监控器监控PLC的实际工作周期有没有超过一般规定的时间，以此来判断PLC有没有在正常运行，避免PLC程序在执行过程中进入死区，或PLC执行非预定程序导致系统损坏，从而也就导致系统的瘫痪。图3-3-1PLC工作流程示意图3.3.2PLC对输入/输出的控制系统的规则PLC的I/O处理规则示意图，如下图3-3-2所示：图3-3-2PLC的I/O处理规则示意图“1”是输入映像寄存器的数据；“2”是输出映像寄存器（包含在元素映像寄存器中）的状态；“3”是输出锁存电路中的数据；“4”是输出端子上输出状态；“5”是程序执行中所需的输入、输出状态。从上面我们就可以得出，实际上，在执行程序和处理数据时，PLC不会直接就使用现场的即时输入信号，而只是使用最后一个周期中输入到图像区域的数据。因此，在执行用户程序的整个过程当中，我们所采用的原始输入数据其实是一模一样的。不仅仅如此，在程序执行过程中不是能够立即就能控制住你想要控制住的对象的，你要是想要控制住你想要控制住的对象，那得就需要在这个整个程序运行完成了之后，将处理后的结果输出到被控制对象上面去，这样你就可以控制住你想要控制住的对象啦。这种方法是能够提高系统工作的稳定性与安全性。不仅如此，在PLC程序执行过程当中，先处理数据得到的中间结果，几可以立即用于原始数据的后处理，这样不仅可以方便检查和编程，而且还减少了编程上面出现的误差。虽然PLC控制系统有很多的优点，但是它还是不是一个完美的控制系统，它还是存在很多不好的地方，PLC最大的缺陷就是在输入/输出的会出现反应迟钝的问题，对于一些工业设备是可以有这种情况的出现的，但是对于某一些比较特别的工业设备是不允许有这种情况出现的。3.4PLC的特征及其功能PLC控制系统在工业的生产活动中输送灰渣中的到了很多企业的认可，因为PLC控制系统具有一般计算机所没有的特点和功能，所以它能够适用于工业输送灰渣的控制系统当中。3.4.1PLC的特征可靠性高、抗干扰能力强因为工业生产的环境条件没有普通计算机（如机房、办公室等）好，所以用于工业生产的PLC控制系统就的具有较强的抗干扰的能力，能够在很差很差的工作环境（如高温、过电压、大功率等）下进行时间较长的工作。针对这些要求，PLC在硬件和软件上采取了一系列的抗干扰措施：硬件上面：a、在微处理器和I/O电路之间采用光电隔离，这样做的目的是可以使得外部干扰源对PLC的产生的影响是非常下的，不仅如此，还可以使得外部高压进不了CPU模块。b、通过对各种形式的供电系统和输入线路进行滤波，可以有效的减少高频的干扰。c、利用良好的导电和导磁材料屏蔽CPU，可以减少空间电磁干扰。d、部分模块设有联锁保护和自诊断电路。软件上面：a、在每个循环扫描过程中设置故障检测和诊断程序PLC内部处理在此期间，系统硬件正常，锂电池电压过低，外部环境正常。b、当工作信号保护已经没有没有效果的时候，PLC立即将当前状态的重要信息存储到指定的存储器中。软硬件与封闭存储器配合，不允许对存储器进行任何不安全的的读写上面的操作，以此来防止我们系统所存储的信息给删掉。这样，一旦外部环境变得稳定的时候，就可以恢复到设备损坏之前的那种形态，然后结可以接着做之前正在做的工作。用户使用方便把程序设计的比较简单，主要就是考虑到了企业通用电气技术人员的阅读习惯和微型计算机的在现实生活中应该要使用达到的水平。而且到了现在为止，PLC大多采用继电器控制形式的梯形图编程方法，这是一种面向生产、面向用户的编程方法。与我们平常用的微型计算机来比较，操作人员对这个系统还是比较容易掌握的。在PLC上编程时，只使用有限数量的特殊键是很容易的，操作起来也是非常的简洁。普通程序员不需要相关专业的计算机知识，他们只需要经过短期的培训就可以能够全面的掌握这个编程的方法。在PLC操作过程中，PLC的面板（或显示器）显示用户在生产过程中感兴趣的各种状态和数据，得使操作人员能够很全面的了解各个设备的的数据与信息，就算是某些设备发生了损坏或者是停止工作了。我们的工作人员都能够及时的发现，并且也能够及时的处理。易于机电一体化随着微电子工业的快速发展和集成电路制造水平的不断提高，使得关于PLC的设计越来越科技化，体积也变得越来越小，抗震、防潮、耐热能力也得到了进一步的提高，不仅如此，而且还提高了它运行的可靠性。所以，我们就可以在每台机械设备中安装PLC，并与机械设备相结合，实现真正的机电一体化。3.4.2PLC的功能逻辑控制PLC系统是能够处理继电器接点的串联、并联、串并联等等各种连接，所以它能够替代继电器控制系统来进行开关控制。定时控制PLC能够向用户提供多个定时器并且还能够设定定时的命令。定时器定时值可由用户在编程中设置或通过拨号开关设置。定时器定时值可以在操作中读出或在操作中修改。它比较灵活，所以操作起来也比较方便。程序投入运行后，PLC会按照用户设置的时间值控制一定的运行，以此达到满足生产需求的目的。计数控制PLC能够向用户提供多个定时器并且还能够设定定时的命令。定时器定时值可由用户在编程中设置或通过拨号开关设置。定时器定时值可以在操作中读出或在操作中修改。它比较灵活，所以操作起来也比较方便。程序投入运行后，PLC会按照用户设置的时间值控制一定的运行，以此达到满足生产需求的目的。步进控制PLC为用户改进了多个移位寄存器，目的就是为了控制步，也就是说，在一个生产过程完成之后，才可以进行下一个过程。不仅如此，而且PLC还设置了步进指令和鼓控制器的步进控制操作命令。这样的编程和使用都是比较方便的，这样也比较实现步进控制上面的要求。A/D和D/A变换很多的PLC都会有A/D、D/A变换的功能，目的就是为了实现对模拟量的控制和调整。数据处理一些PLC还有数字处理的功能。它们有并行操作的指令，可以进行数据并行的输送、BCD加、减、乘、除、平方等操作。它还可以执行逐字、逐字、倒装、逻辑移位、算术移位、数据检索、比较、数字转换等操作。它们还可以连接到打印机以打印程序和相关数据以及梯形图。通讯联网部分PLC采用通讯技术实现远程I/O控制。许多PLC可以相互通讯。PLC可以与上位机通讯，接受上位机的命令，并且把执行的结果通知上位机。一个集中管理、分散控制的分布式控制系统，由一台计算机和多台PLC组成，以此能够达到实现大规模的控制的目的。3.5PLC和其他的工业灰渣输送控制系统的区别3.5.1PLC灰渣输送控制系统和继电器灰渣输送控制系统的区别以前的继电器控制系统主要就是为生产机器和固定的生产过程而被制作出来的。我们就是使用硬接线来安装。它只能实现逻辑上面的控制、定时和计数的上面发挥作用。但是，只要我们工厂在生茶过程中发生了变化，我们就必须重新设计和重新连接继电器控制的系统。由于微电子技术和计算机技术的应用，软件实现了多种控制功能。只要改变程序，改变少量终端，PLC就可以适应生产过程的变化。与适应性、可靠性、方便性、设计、安装和维护相比，PLC显然有着很大的优势。所以，我们在用微电子技术改造传统工业的过程当中，传统的继电控制系统肯定会被PLC给替代。3.5.2PLC灰渣输送控制系统和集散控制系统的区别PLC是从继电器逻辑控制系统进化过来的。其主要的作用就是对数字顺序控制。而且由于微电子技术、计算机技术和通信技术的快速发展，PLC在逻辑运算功能的前提下，增加了数值计算和闭环调节功能，不仅提高了运算的速度，而且还扩大了输入输出的范围，然后我们才开始和计算机连接，从而形成的系统是PLC是控制系统的重要组成部分。集散控制系统（DCS）是由回路仪表控制系统进化而来的。在初始阶段的时候，回路调节是它的主要功能。但是随着后来微处理器和微机的面世，它将顺序控制技术、数据采集、过程控制仿真仪表和过程监控装置相结合，形成了新一代的分布式控制系统。无论是PLC还是DCS，它们在开发过程中总是相互帮助、相互补充。新一代PLC不仅增强了模拟控制的功能。而且我们还可以设置各种智能模块。具有PID的调节的作用却。它可以形成一个网络系统和一个分级控制系统。分布式控制系统不仅具有单回路控制功能，还具有多回路控制功能和顺序控制功能。3.5.3PLC灰渣输送控制系统和工业控制计算的区别工业控制计算机是为满足工业生产控制的需要，由通用微型计算机开发的一种控制设备。在硬件结构上，总线具有高度的标准化和兼容性，软件资源丰富，特别是在实时操作系统的支持下。因此，对需要快速、实时、复杂模型和大量计算的工业对象进行控制是有利的。然而，使用工业控制计算机来控制生产过程，要求开发人员具有较高的计算机专业知识和计算机软件编程能力。4基于PLC灰渣输送控制系统设计总体方案4.1灰渣系统的设计灰渣收集的系统主要收集集尘器或者是省煤器、空气预热器收集的细灰，运至中转灰库。主要由灰斗、物料输送阀、输灰管道、过滤器和负压风机组成。负压风机是灰渣收集的主要动力来源。它利用了负压风机的吸气和吸气功能，使得灰渣与空气混合吸入管道。负压气流由粉煤灰形成，通过管道输送。由于系统中灰斗较多，为了控制和提高系统的效率，整个灰渣收集系统分为两套真空飞灰子系统A和B，可以独立运行。就如下图4-1-1所示，灰渣收集系统的结构示意图：图4-1-1灰渣收集系统的结构示意图4.2PLC灰渣输送控制系统的设计为了更好的实现PLC输送灰渣的控制，除每台机组拥有一台PLC外，还需要一台通用的PLC。由于每台机组单独收集灰渣，所以灰渣收集系统应该设置在机组的PLC中。在输送灰渣的系统中气泵的选择和控制将放在所对应的的机组PLC中，公用管道的开关和灰场的选择将由公用PLC来进行监控，输送灰渣的系统的监控将全部设置在公用PLC中，也就是说公用PLC监控所有机组的工作的状态。除了公共管道的开关控制以外，我们还需要泵和公共空气泵的操作。因此，从整个系统的角度来看，我们必须建立四个PLC。如图4-2-1所示:图4-2-1控制系统结构示意图5PLC的硬件配置5.1PLC灰渣输送系统设计的原则和设计步骤5.1.1PLC灰渣输送系统设计的原则（1）保证满足被控制对象的控制要求，按工艺流程准确可靠地工作；（2）系统的结构应简单、实用、易于操作和调整、易于维修；（3）合理经济的设计可以充分发挥PLC控制的优势。5.1.2PLC灰渣输送系统设计的步骤工艺的分析第一步，我们要做的就是对我们所想要控制的设备，进行一个深入的调查，要对它的一些工作得流程，这样工作的要清清楚楚。机型的选择我们对于PLC机型的选择，我们要考虑的东西主要有4个，分别就是功能选择、I/O点数、内存估计以及工业现场。（3）硬件的设计硬件部分的设计主要有5个部分。分别是：外部电路的设计、绘制电气控制系统的单装配图、总接线、设计组件装配图、接线图，以及PLC的安装和配线。软件的设计软件设计包括程序设计和程序初步调整。程序的初始调整是指用编程工具将程序输入PLC主机里面，然后模拟输入信号和控制的对象（使用PLC上的开关板或电灯泡、输出指示灯），对程序功能进行一些相关的操作。PLC灰渣输送系统设计的步骤，如下图5-1-2所示：图5-1-2PLC灰渣输送系统设计5.2单元PLC硬件配置经过功能性能对比以及I/O点数估算之后，我们还是决定使用Quantum140系列PLC模块，相应的模块型号以及数量见表4-1，而整个单元PLC的逻辑结构见图5-2-1所示：型号名称数量140CPU43412CPU模块2140CRP93x00RIO通讯模块（CPU侧）2140CRA93x001RIO通讯模块（I/O侧）3140NOE77100网络模块2140CHS11000热备模块2140CPS114x0电源模块5140DDI35300数字量输入模块（32点）17140DDO35300数字量输出模块(32点不带继电器)10140ACI03000模拟量输入模块(4～20mA8位)6140ARI03010模拟量输入模块(RTD8位)4140ACO02000模拟量输出模块（4位）4图5-2-1单元PLC硬件配置表5.2.1热备系统在工业生产中所产生的灰渣，我们一定要及时的处理并且把它输送到它应该要待的地方，如果不及时清理或者输送灰渣的话，那么就会对我们工厂在生产活动中产生不好的影响。所以我们在设计基于PLC灰渣输送控制系统的时候，要考虑到系统出现损坏的情况。所以为了防止上述情况的发生，所以我们就打算采用热备系统，虽然我们这个基于PLC的灰渣输送控制系统，没有热备系统，依旧还能运作，但是如果我们的基于PLC的灰渣输送控制系统，有了这个热备系统，就能够提高我们设计的基于PLC灰渣输送控制系统的工作效率以及减少基于PLC灰渣输送控制系统的损坏的几率。我们设计的基于PLC灰渣输送控制系统，使用的热备系统就是CPU热备系统，然后我们这个系统上需要两个热备系统，而且还得保证这两个热备系统是连接在一起的。并且还要使得主控制器和备份的控制器相互切换的过程当中的数据信息的准还，是能够通过该热备模块来完成的，在这里，我们选用的是140CHS11000。5.2.2远程I/O（RIO）网络为了保证我们设计的基于PLC灰渣输送控制系统的问稳定运行，所以我们在设计的时候，增加两个CPU的热备系统，到时候只需要在我们的CPU的底板上面安装电源以及相对应的通讯的模块。就如下图所示：三个RIO分站的I/O模块配置以及地址定义见表。RIO号序号模块配置地址定义1332点数字量输入模块140DDI35300100001－100032432点数字量输入模块140DDI35300100033－100064532点数字量输入模块140DDI35300100065－100096632点数字量输入模块140DDI35300100097－100128732点数字量输入模块140DDI35300100129－100160832点数字量输入模块140DDI35300100160－100192932点数字量输出模块140DDO35300000001－0000321012点数字量输出模块140DDO35300000033－0000641132点数字量输出模块140DDO35300000065－000096128位模拟量输入模块140ACI03000300001－300009138位模拟量输入模块140ACI03000300010－300018144位模拟量输出模块140ACO02000400001－400004154位模拟量输出模块140ACO02000400005－40000816空2332点数字量输入模块140DDI35300100257－100288432点数字量输入模块140DDI35300100289－100320532点数字量输入模块140DDI35300100321－100352632点数字量输入模块140DDI35300100353－100384732点数字量输入模块140DDI35300100385－100416832点数字量输入模块140DDI35300100417－100448932点数字量输入模块140DDI35300100449－1004801032点数字量输入模块140DDI35300100481－1005121132点数字量输入模块140DDI35300100513－1005441232点数字量输入模块140DDI35300100545－1005761332点数字量输入模块140DDI35300100577－100608148位模拟量输入模块140ARI03010300081－300089158位模拟量输入模块140ARI03010300090－300098168位模拟量输入模块140ARI03010300099－300107338位模拟量输入模块140ARI03010300108－30011648位模拟量输入模块140ACI03000300117－30012558位模拟量输入模块140ACI03000300126－30013468位模拟量输入模块140ACI03000300135－30014378位模拟量输入模块140ACI03000300144－30015284位模拟量输出模块140ACO02000400200－40020394位模拟量输出模块140ACO02000400204－4002071032点数字量输出模块140DDO353000000321－0003521132点数字量输出模块140DDO35300000353－0003841232点数字量输出模块140DDO35300000385－0004161332点数字量输出模块140DDO35300000417－0004481432点数字量输出模块140DDO35300000449－0004801532