基于PLC的粮食烘干机系统设计与实现.doc

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：25.06M 资料格式：doc 举报版权申诉

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绪论

1 系统的主要硬件选择

1.1 控制系统选择

1.1.1 欧姆龙PLC的介绍

1.1.2 PLC的产生与发展

1.1.3 PLC的特点

1.2 粮食烘干机的选择

1.2.1 概述

1.2.2 粮食烘干技术

1.2.3 粮食烘干机的组成

2 自动控制系统设计

2.1 粮食烘干工艺流程

说明：高水分粮食通过进料斗进入后，由水分检测仪进行检测，如果水分检测仪检测粮食没有达标，则提升机启动

2.2 系统硬件设备

2.2.1 PLC的基本组成

2.2.2 系统机型的选择与配置

COM

2.2.3 定义号的分配

2.3 系统的软件设计

2.3.1 程序框图

图2.4 自动控制主程序程序框图

2.3.2 梯形图设计

2.3.3 部分语句说明

3.1 模拟软件

3.1.1 组态王软件介绍

3.1.2 组态王软件特点

3.1.3 组态王软件的命令语言

3.2 利用组态王软件模拟系统

3.2.1 粮食烘干机过程模拟

3.2.2 燃烧室供油控制过程模拟

结论

致谢

参考文献

沈阳理工大学应用技术学院毕业设计（论文）题目：基于 PLC 的粮食烘干机系统设计与实现系：院业：专班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：信息与控制学院自动化 09303232 朱啸天刘义杰年月日

摘要目前，粮食烘干技术在粮食的储存过程中起着至关重要的作用。由于人工晾晒存在各种人为因素和天气因素的限制，且存在效率低下，烘干效果不达标等问题。因此，本文介绍了一种基于 PLC 控制技术，以欧姆龙 CPM2A 可编程控制器为控制核心，对粮食烘干机的自动控制，即进粮、循环烘干、自动调温、合格粮食出粮的自动控制。实现粮食的全过程自动烘干。本文主要有硬件设计部分，软件设计部分，主程序模块，燃烧炉模块等几部分组成。软件设计在 CX-P 编程软件上以梯形图编写，主要通过步进控制指令来完成对粮食烘干机各个子过程的控制。并通过组态王软件模拟了粮食烘干机的自动控制过程。关键词：PLC；粮食烘干机；自动控制 I

Abstract At present,grain drying technology plays a vital role in the food storage process. Presence of a variety of human factors and weather factors limit due to the artificial drying, and there is the problem of inefficiency, the drying effect of non-compliance.Therefore, this article describes a PLC-based control technology, Omron CPM2A Programmable controller to control the core grain dryer automatic control, that is, into the grain circulation drying thermostat qualified food Payroll automaticallycontrol. The whole process of achieving food drying. In this paper, a few parts of the hardware design, software design, the main program module, and the burner module.The software is designed to ladder programming software CX-P prepared, mainly through the stepper control instructions to complete control of the various sub-processes of the grain dryer. Kingview software simulation, automatic control of grain drying process. Key words: PLC；grain dryer；automatically control II

目录绪论..........................................................................................................................................1 1 系统的主要硬件选择..........................................................................................................2 1.1 控制系统选择............................................................................................................ 2 1.1.1 欧姆龙 PLC 的介绍.........................................................................................2 1.1.2 PLC 的产生与发展..........................................................................................2 1.1.3 PLC 的特点......................................................................................................3 1.2 粮食烘干机的选择.................................................................................................... 4 1.2.1 概述.................................................................................................................. 4 1.2.2 粮食烘干技术.................................................................................................. 4 1.2.3 粮食烘干机的组成.......................................................................................... 6 2 自动控制系统设计..............................................................................................................8 2.1 粮食烘干工艺流程.................................................................................................... 8 2.2 系统硬件设备............................................................................................................ 8 2.2.1 PLC 的基本组成..............................................................................................8 2.2.2 系统机型的选择与配置................................................................................ 10 2.2.3 定义号的分配................................................................................................ 10 2.3 系统的软件设计...................................................................................................... 11 2.3.1 程序框图........................................................................................................ 11 2.3.2 梯形图设计.................................................................................................... 13 2.3.3 部分语句说明................................................................................................ 15 2 系统的组态模拟................................................................................................................18 3.1 模拟软件.................................................................................................................. 18 3.1.1 组态王软件介绍............................................................................................ 18 3.1.2 组态王软件特点............................................................................................ 18 3.1.3 组态王软件的命令语言................................................................................ 18 3.2 利用组态王软件模拟系统...................................................................................... 19 3.2.1 粮食烘干机过程模拟.................................................................................... 19 3.2.2 燃烧室供油控制过程模拟............................................................................ 25 III

结论........................................................................................................................................27 致谢........................................................................................................................................28 参考文献..................................................................................................................................29 附录 A 主程序梯形图...........................................................................................................30 附录 B 组态界面...................................................................................................................33 附录 C 组态程序...................................................................................................................34 附录 D 实物接线图...............................................................................................................37 IV

沈阳理工大学应用技术学院学士学位论文绪论我国是世界上最大的粮食生产国和消费国，年总产粮食约5亿吨。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输、加工、消费等过程中的损失高达18％左右，远远超过了联合国粮农组织规定的5％的标准。在这些损失中，每年因气候原因，粮食来不及晒干或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5％，若按年产5亿吨粮食计算，相当于2500万吨粮食，若每人每天食用500克粮食，可供6．8万人食用1年。这数字是惊人的。从这一意义上说，我们需要使用新技术来降低损失。它便是由PLC程序编写控制的粮食烘干机。随着我国现代化建设的不断推进，我国的农业机械化自动化水平也相应不断提高，各种形式粮食烘干机源源不断地推向市场。粮食烘干机的自动控制可用传统的电器控制，也可用单片机控制，还可用 PLC 控制[1]。粮食干燥同时也是农业生产中重要的步骤，也是农业生产中的关键环节，是实现粮食生产全程机械化的重要组成部分。粮食干燥机械化技术是以机械为主要手段，采用相应的工艺和技术措施，人为地控制温度、湿度等因素，在不损害粮食品质的前提下，降低粮食中含水量，使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。本文主要探讨用对燃油循环式粮食烘千机进行自动控制。本文共分为三大部分即 PLC基础知识、系统软件设计部分、组态王设计部分。其中第一部分介绍了PLC系统的发展、定义、工作原理等。第二部分主要介绍了PLC系统的软件设计，用PLC实现了现粮食烘干全过程即进粮、循环烘干、出粮的自动控制。并且在系统正常工作过程中对燃烧室温度进行实时监控，保证系统的烘干效率空。第三部分主要介绍了组态王软件系统画面的设计，并可以用组态王软件监控粮食烘干机的实时工作状况，最后经过仿真调试证明本系统性能良好、运行稳定。 1

沈阳理工大学应用技术学院学士学位论文 1 系统的主要硬件选择 1.1 控制系统选择随着随着我国农业产业化进程的推进，农业机械化自动化水平不断提高，各种形式粮食烘干机源源不断地推向市场。粮食烘干机的自动控制可用传统的电器控制，也可用单片机控制，而PLC高抗干扰性及丰富的接口等特点使得PLC成为粮食烘干机控制系统的最佳选择。本设计选择欧姆龙系列的PLC。 1.1.1 欧姆龙 PLC 的介绍 Programmable Logic Controller 简称为 PLC，即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。由定义可知，它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[2]。 1.1.2 PLC 的产生与发展可编程控制器是以自动控制技术、微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置。首先提出 PLC 这个概念的是美国通用汽车公司提出的，1968 年，该公司希望能有一种新型的控制装置来取代传统继电器控制装置，1969 年，美国数字设备公司就研制出了一种可以把计算机的通用、灵活、功能完备等优点与继电器控制的简单、易懂、操作方便、价格便宜等特点结合起来的控制装置，这就是第一代可编程逻辑控制器，称 Programmable Logic Controller（PLC）。后来，可编程控制器用微处理器作为控制核心，功能已不仅仅局限于逻辑控制的范畴，因此又称其为 Programmable Controller（PC），但为了与个人计算机（Personal Computer）简称相混淆，可编程控制器仍然被称为 PLC。 PLC 的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对 PLC 的定义是：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

沈阳理工大学应用技术学院学士学位论文凭借其优越的性能，PLC 自问世以来发展极为迅猛，处理速度和可靠性大大提高。到 20 世纪 90 年代中期，PLC 几乎完全计算机化，速度更快、功能更强，而且各种智能化模块被不断开发出来。现在，PLC 不仅可以进行逻辑控制，更是在数字量的智能控制、模拟量的闭环控制、数据采集、系统监控、通信联网等方面得到广泛的应用。我国从上世纪 70 年代中期开始研制 PLC，随着 PLC 产品的性能不断提高，PLC 技术的推广会使我国工业自动化产生革命性的飞跃。 1.1.3 PLC 的特点 1、灵活性和通用性强 PLC 是利用存储在机内的程序来实现各种控制功能的。因此，当控制功能改变时， PLC 控制只需修改程序即可，无需改动外部接线。与继电器控制系统的控制电路在工艺要求稍有改变就需重新人工布线，改变控制电路相比，PLC 的灵活性和通用性具有无可比拟的优势。 2、抗干扰能力强、可靠性高在继电器控制系统中，器件的脱焊、老化、触电电弧的现象是不可避免的。这就大大降低了继电器控制系统的可靠性。而且继电器系统的维护工作需要消耗大量的人力物力。在停机维修期间也会对企业造成不可估量的损失。但在 PLC 控制系统中，由于大量的开关动作是通过半导体电路完成的，并且 PLC 在软件和硬件上都采取了强有力的保护措施。例如，主要控制核心元件，如电源变压器、 CPU、编程器等都采取严格的屏蔽措施，以防外界干扰；供电系统及输入电路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰；采用模块式结构，一旦某一模块有故障可以迅速更换，从而缩短系统的停机维修时间；PLC 通过监控程序定时进行检测，当检测到故障时，会将当前的状态保护起来，并立即报警，停止程序的执行。故障排除后恢复到故障前的状态继续执行程序。 3、PLC 的功能强、功能的扩展能力强 ⑴PLC 利用程序进行定时、计数、顺序、步进等控制，与继电器控制动则使用大量的计数器、时间继电器、步进控制开关等设备相比，在准确性和可靠性上具有无可比拟的优势 ⑵PLC 具有 A/D 和 D/A 转换、数据处理和数据运算、运动控制等功能。因此，相对于继电器控制，PLC 既可以对模拟量进行控制，也可以对数字量进行控制。 3

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