方案设计
本程序控制采用顺序控制程序，顺序控制系统指按照设定的受控执行机构的动作顺序，按步进行的自动控制系统。它受控设备通常是指动作顺序不变或着相对固定的生产机械。此种控制系统转步主令信号多数是行程开关（包括触点或无触点行程开关、光电开关、干簧管开关、霍尔元件开关等位置检测开关），有时采用压力继电器、时间继电器类的信号转换元件作为一些步的转步主令信号。为了让顺序控制系统工作可靠，通常用步进式顺序的方式控制电路结构。步进式顺序控制是指控制系统的任何一程序步（下面简称步）的得电必须以上一步的得电且本步的转步主令信号已发出作为条件。对生产机械来说，受控设备任何一步的机械动作可否执行，决定于控制系统前一步是否已经有输出信号和其受控机械动作是否已经完成。如果前一步的动作没有完成，则后一步的动作也无法执行。这种控制系统的互锁严密，即便转步主令信号元件失灵或出现误操作，亦不会导致动作顺序错乱。
从总体而言，选用我们学习过程中熟悉的日本欧姆龙公司的CP1H型PLC系列可编程控制器控制。此编程器，结构简单、易于理解、生动形象、高可靠性、抗干扰能力强、丰富的I/O接口模块、配套齐全、功能完善、适用性强、系统的设计、工作量小、维护方便、容易改造、体积小、重量轻、能耗低。
本设计还利用了组态软件对谷物自动烘干控制系统实时监控，使得整个设计生动形象具体，实用性强[1]。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它处于自动控制系统监控层的一级的软件平台与软件开发环境，用灵活的组态方式，为用户提供了高速构建自动控制系统监控模式的、通用层次的工具软件。组态的应用领域很广泛，可用于电力系统、给水控制系统、石油和化工等领域的数据采集和监视控制及过程控制等很多领域。
目 录
1 方案设计 ............................................................................................................................... I
1.1 设计任务要求 ............................................................................................................ 1 1.2 硬件方案设计 ............................................................................................................ 2
Ⅰ
1.3 软件方案选择 ............................................................................................................ 2 2 谷物烘干自动系统控制部分设计 ...................................................................................... 4 2.1 谷物烘干自动控制系统的硬件选择 ......................................................................... 4 2.1.1 谷物烘干自动控制系统PLC选型 ................................................................... 4 2.1.2 谷物烘干自动控制系统外围设备选型 ............................................................ 5 2.2 谷物烘干控制系统的控制电路设计 ......................................................................... 7 2.2.1 谷物烘干控制系统原理图配 ............................................................................ 7 2.2.2 谷物烘干自动控制系统I/O地址分配 ............................................................. 7 2.2.3 谷物烘干自动控制系统流程图 ........................................................................ 9 3 谷物烘干自动控制系统软件设计 .................................................................................... 11 3.1 谷物烘干自动系统控制程序设计 ........................................................................... 11 3.1.1 谷物烘干自动控制系统PLC程序设计部分说明 ......................................... 11 3.1.2 谷物烘干自动控制系统PLC程序运行调试 ................................................. 15 3.2 谷物烘干自动控制系统组态监控设计 ................................................................... 16 3.2.1 谷物烘干自动控制系统组态工的简介 .......................................................... 16 3.2.2 谷物烘干自动控制系统组态工程建立画面图 .............................................. 16 3.2.3 谷物烘干自动控制系统组态画面的部分功能分析 ...................................... 17 3.3 谷物烘干自动控制系统组态通信 ........................................................................... 18 参考文献 .............................................................................................................................. 25 附录A 梯形图 ...................................................................................................................... 24 附录B 组态界面 .................................................................................................................. 29 附录C 组态程序 .................................................................................................................. 31
Ⅰ
沈阳工学院本科毕业设计 1.1 设计任务要求
设计手动烘干与自动烘干两种启动模式。 1、 手动控制流程
⑴启动按钮启动后，风机启动，加温室点火启动，选择手动启动，进入手动启动程序。
⑵手动入粮轮启动，将谷物送入湿度判断仓，进行湿度判断 ⑶如果湿度符合标准，需要手动启动排粮轮，进行排粮。
⑷如果湿度不符合标准，需手动启动提升机一启动，将粮食提升并启动提升机一绞龙，将粮食送入缓存仓。
⑸手动启动提升机二，将缓存仓内的粮食提升，并手动启动提升机二的绞龙开关，将粮食送入干燥仓，并进行干燥。
⑹利用重力的作用，当烘干的粮食进入干燥仓的底部时，手动启动下绞龙开关，将粮食再次送入湿度判断室，进行再次判断，如果符合要求，将完成干燥过程，排除粮食。如果不符合要求，需进行再次干燥。 2、自动控制流程
自动控制过程与手动控制流程一样，只是会自动进入下一步骤，不需要进行手动控制。
⑴设计一个恒温烘干系统，由于谷物的烘干过程要保证谷物的不失活性的烘 干过程，所以温度不可太高，太高会使谷物失去活性，太低将降低谷物烘干的效率。在恒温的控制过程中，用控制过程反馈的方式进行控制，将烘干仓的内部温度与要求相比较，温度高了控制加温室的燃烧进气小，温度低控制加温室的燃烧进气开大，总体温度在控制要求的范围内。
⑵故障和原点复位设计。
当烘干过程中出现故障，则需要进行停止干燥过程。排除晚故障后，由于谷物会在各自的运行室停留，再次启动后将自动恢复之前的动作。启动停止按钮，则干燥所有动作停止。
⑶设计一个缓存仓满粮报警
当缓存仓满粮时，这是需要停止入粮，这里用自动控制模式，缓存仓满良，进粮装置自动停止。
1
沈阳工学院本科毕业设计 1.2 硬件选择方案
根据设计任务要求，采用可编程控制器PLC作为控制系统的主控制元件，湿度传感器作为检测元件构成干燥控制系统。谷物干燥成套设备工作部件包括：干燥塔，热风炉，及送风系统，喂入装置，提升装置，排粮装置，行走装置[2].谷物自动干燥系统在PLC控制下完成整个干燥动作，同时在运行过程中遇到的各种检测状态由传感器控制三极管的通断，将电信号送入PLC，由PLC根据KM状态通过编制好的程序控制整个烘干系统工作。同时电机连接继电器，防止过热造成的损坏。
KM 1 KM 2 FR2 KM 3 FR3 KM 4 FR4 提升 机1 绞龙 KM 5 FR5 KM 6 FR6 KM 7 FR7 KM 8 FR8 下绞龙 KM 9 FR9 FR 1 入粮 绞龙 上绞龙 提升机1 缓提提升存 升 机2仓机2 绞龙 绞 图1.1 谷物烘干系统控制主电路图 风机 1.3 软件选择方案
1、PLC编程语言CX-ONE的选用
CX－One集成了OMRON的PLC和Components的支持软件，提供了一个基于CPS（Component and Network Profile Sheet）集成开发环境。可以在IO表内设定CPU Bus单元和特殊单元，不需要手动设定和区分地址。CX－One软件的CPU Bus单元和特殊单元设定可以在线和实际PLC的CPU Bus单元和特殊单元设定进行比较，将不符和的标出。还可以以图形方式显示网络结构[3]。
目前，PLC为用户提供了多种编程语言，以适应编制用户程序的需要，PLC提供的编程语言通常有以下几种：梯形图、指令表、顺序功能图和功能块图，本次设计主要用
2
沈阳工学院本科毕业设计 到梯形图与顺序功能图，下面对其进行解释： ⑴梯形图
梯形图编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。PLC的梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的，但是在使用符号和表达式等方面有一定区别。
梯形图具有形象、直观、简单明了，易于理解的特点，特别适合开关量逻辑控制，是PLC最基本、最普遍的编程语言。 ⑵顺序功能图(SFC)
顺序功能图编程是一种图形化的编程方法，亦称功能图。它的编程方式采用画工艺流程图的方法编程，只要在每个工艺方框的输入和输出端，标上特定的符号即可。采用顺序功能图编程，可以使具有并发、选择等复杂结构的系统控制程序大为简化。许多PLC都提供了用于SFC编程的指令，它是一种效果显著、深受欢迎的编程语言，目前国际电工委员会（IEC）也正在实施并发展这种语言的编程标准。
2、组态软件的选择
组态王是一款开发监控系统软件，是一种新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软件、硬件为平台构成的集成系统已经取代了传统的封闭式系统。该款软件具有适应性强、操作方便、易于扩展、经济、开发周期短等优点[4]。在自动控制系统中最重要的要考虑三方面问题：画面、数据、动画。同样在工业过程控制系统中存在两大可变因素：一是操作人员对功能需求的变化；二是被控对象自身状态的变化或者被控对象所选用硬件的变化。通过对监控系统的要求及实现控制功能的分析，采用组态王软件对监控系统进行设计，以这种方式构建的系统既提高了系统的工作速度，又保证了系统的可操作性。本系统可以通过组态王软件进行监视运行，清晰的观察实现过程，及时更正错误。
3