2. 电动机主电路图。 3. 控制梯形图和程序。
1.3.2 设计要求
1. 设计应根据题目要求,满足控制要求。 2. 列出所选设备型号、规格和数量等。
3. 说明书应书写工整、整齐,用规定统一纸张。 4. 图纸应清洁规范,电气图形符号和文字符号应规范。
5. 设计独立完成,不得抄袭他人。
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第2章 方案的论证与选择
目前常用的控制系统有以下几种:继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机和可编程控制器控制。现在将这几种控制系统相比较,并结合本设计的实际确定控制方案。
(1)继电器控制系统
PLC与继电器均可用于开关量逻辑控制。PLC的梯形图与继电器电路图都是用线圈和触点来表示逻辑关系。继电器控制系统的控制功能是用硬件继电器(或称物理继电器)和硬件接线来实现的,PLC的控制功能主要是用软件(即程序)来实现的。
PLC采用的计算机技术、顺序控制、定时、计数、运动控制、数据处理、闭环控制和通信联网等功能,比继电器控制系统的功能强大的多。
继电器系统的可靠性差,诊断复杂的继电器系统的故障非常困难。梯形图程序中的输出继电器是一种“软继电器”,它们的功能是用软件来实现的,因此没有硬件继电器那样的触点易于出现接触不良的现象。PLC的可靠性高,故障率极低,并且很容易诊断和排除故障。
继电器的控制功能被固定在线路中,其功能单一,不易修改,灵活性差。PLC的控制方式灵活,有很强的柔性,仅需修改梯形图就可以改变控制功能。
至今还没有一套通用的容易掌握的继电器电路设计方法,设计复杂的继电器电路既困难又费时,设计出的电路也很难阅读理解。PLC有大量用软件实现的辅助继电器,定时器和计数器等编程元件供梯形图的设计者使用。用
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先进的顺序控制设计法来设计梯形图,比设计相同功能的继电器电路花费的时间要少得多。
继电器要在硬件安装,接线全部完成后才能进行调试,发现问题后修改电路花的时间也很多。PLC控制系统的开关柜制作,现场施工和梯形图设计可以同时进行,梯形图可以在实验室模拟调试,发现问题后修改起来非常方便。
(2)单片机控制
单片机又称单片微控制器,将CPU、并行输入/输出接口、定时器/计数器、存储器和通信接口集成在一个芯片中,最便宜的8位单片机销售仅为几元,其功能强,响应速度快,性能价格比极高。但是除了单片机芯片外,单片机还需要设计硬件电路图和印制电路板。单片机一般用汇编语言或C语言编程,编程时需要了解单片机内部的硬件结构。将单片机用于工业控制,对开发人员的硬件设计水平和软件设计水平的要求都很高。此外,用单片机设计测控产品需要采用大量的硬件,软件方面的抗干扰措施,才能保证长期稳定可靠的运行。有的专业公司开发的单片机产品的可靠性都难达到PLC的水平。
(3) 工业控制计算机控制
控制用的个人计算机(PC)称为工业控制计算机,简称为工控机。工控机是在个人计算机的基础上发展起来的,采用总线结构,硬件的兼容性较强。IPC有各种各样的输入/输出板卡供用户选用,有很强的高速浮点去处、图
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像运算、通信和人机交互等功能,容易实现管理控制网络的一体化。
PLC的体积小巧紧凑,硬件和操作系统的可靠性总体上比工控机高。工控机则来源于个人计算机,主要用于过程控制或控制系统中的上位机和人机接口。
在高端应用方面,很难区分PLC和工业PC之间的差异,因主两者均采用同样的微机处理器和内存芯片。
PLC与PC相比有以下优点:
1) 对低端应用,PLC具有极大的性能价格比优势。工控机的价格比较高,将它用于小型开关量控制系统以取代继电器控制,无论在体积和价格上都很难接受,可靠性也远不如PLC。
2) PLC的可靠性无可比拟,故障停机时间最少。
3) PLC是专门为工厂现场应用环境设计的,结构上采用整体密封或插件组合型,对印制板,电源,机架,插座的制造和密闭,均采用了严密的措施。
4) PLC使用专门为工控设计的各种编程语言,这些语言简单易学。与PC机发展太快相比,PLC产品可以长期供货,并提供长期的技术支持。
5) PLC有庞大的有经验的设计人员,维护人员和技术支持系统。 (4)可编程程序控制器控制
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、
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计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。有以下主要特点: 1)使用灵活、通用性强;2)可靠性高、抗干扰能力强;3)接口简单、维护方便;4)体积小、功耗小、性价比高;5)编程简单、容易掌握;6)设计、施工、调试周期短。可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
通过以上几种控制方案的比较,选用PLC来实现对液体混合过程的控制。
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