精品河北化工医药职业技术学院毕业论文河北化工医药职业技术学院毕业论文PLCPLC 在制氮机上的应用在制氮机上的应用作者姓名：精品Hebei Chemical ③上延时 X 秒均应在 0-99 9 秒任意设置调 控制要求有手动和自动两种工作方式，并要求在手动方式时能进行 Y1—Y8 阀的检查 在手动能独立起动、停止空压机和冷干机；能显示吸附 A、均压 A=B、吸附 B、均压 B=A 四个阶段 Y1—Y8 的开启情况；各项操作均应有指示灯显示自动工作时，应该能按 照自动工艺流程要求工作并能在模拟工艺流程图中显示相应工作状态同时对自动运行 过程中的各延时时间均要能任意调节，并能实时显示和查询当前延时设定值精品§3-1§3-1 PLCPLC 可编程控制器部分可编程控制器部分2 1 输人／输出点数的确定与 PLC 的选择 根据工艺流程和控制要求分析．PSA 制氮机的输入信号有 19 个．分别是手动操作按钮、 自动操作按钮、自动起动按钮、停止按钮 空压机起动按钮、冷干机起动按钮、吸附 A 按 钮、均压 A=B 按钮、吸附 B 按钮、均压 B=A 按钮、阄检测按钮、Y 一 Y 阀检测按钮(8 个)；阀检测按钮只有在手动方式下起作用，而 Y．一 Ye 阎检测按钮只有在阀检测按钮按 下后有阀检测指示后才起作用。
输出信号也是 19 个．分别是 Y 一 Y 日阀输出(8 个)、手 动状态指示 自动状态指示、自动起动指示、停止指示、空压机工作指示、冷干机工作指示、 吸附 A 指示、均压 A=B 指示、吸附 B 指示、均压 B=A 指示．阀检测指示即在每一个输 入信号旁边均有相应的指示电磁阀 Y 一 的工作电压为直流 24v，功率 8W根据一般的 设计方法，至少要选带 19 点输入点和 19 点输出点的 PLC，或采用主机加扩展的方式用了 外加 L-16T 作为扩展单元．并用 CL-02DS 作为参数设定和监控单元SM 一 16T 具有 10 个输入点和 6 个输出点，采用直流 24V 汇点输入方式，直流 24V 晶体管(NPN 型)输出方式 SM 一 16T 本身的工作电压为交流 220V，并带有 RS 一 485 和 RS 一 232 通讯接 I：Z1．可 实现 CCM 协议、无协}义通讯RS232 接 I：Zl 又兼作编程 I：Zl程序的存放采用 FlashROM，无需后备电池；L 一 16T 有 16 个输出点，采用直流 24V 晶体管(NPN 型)输出 方式，L 一 16T 与 SM 一 16T 之间通过 RS 一 485 进行通讯；通过 CL 一 02DS 液晶式显示 设定单元可进行参数的设定和监控，它与 SM 一 16T 之间通过 RS 一 232 进行通讯22 输入／输出点的编号分配和输入／输出接线图 3-1-23-1-2 PLCPLC 选型和性能指标选型和性能指标根据系统的应用领域、采集数据的类型和大小、I/O 点数、以及设置数据需要得内存大小，本文中所选用的 PLC 是西门子公司的产品 S7-200 系列，CPU 的型号是CPU226。
CPU226 集成了 24 点输入和 16 点输出，共有 40 个数字量 I/O 点可连接 7 个扩展模块，最大扩展至 248 点数字量 I/O 点或 35 路模拟量 I/OCPU226 有 13KB 程序和数据存储空间，6 个独立的 30kHz 高速脉冲输出，具有 PID 控制器CPU226 配有 2 个 RS-485 通信编程口，具有 PPI 通信、MPI 通信和自由方式通信能力，用于较高要求的中小型控制系统3-1-33-1-3 PLCPLC 内部分配内部分配CPU226I/O 接口及内部寄存器分配如表 1 和表 2 表 1 内部存储器使用触摸屏 PID 参数设定置VW10风机组启动位M0．0触摸屏 PID 参数增益VW12手动、自动转换M0．1触摸屏 PID 参数采样时间VW14电机急停M0．2Y8精品触摸屏 PID 参数积分时间VW16自动空压机组 1 启动位M1．0触摸屏 PID 参数微分时间VW18自动空压机组 2 启动位M1．1PID 反馈量（PVn）VD100手动空压机组 1 启动位M1．2PID 给定置（SPn）VD104手动空压机组 2 启动位M1．3PID 输出置（Yn）VD108防止空压机组 1 频繁启动 位M1．4PID 增益（KC）VD112防止空压机组 2 频繁启动 位M1．5PID 采样时间（T）VD116压力下限位M2．0PID 积分时间（TI）VD120空压机组 1 轴温报警位M20．0PID 微分时间（TD）VD124空压机组 1 轴温断电切换 位M20．1模拟输入压力值存储VD128空压机组 1 定温报警位M20．2压力下限存储VD132空压机组 1 定温断电切换 位M20．3空压机组 1 轴承温度VD180空压机组 2 轴温报警位M20．4空压机组 1 定子温度VD184空压机组 2 轴温断电切换 位M20．5空压机组 2 轴承温度VD188空压机组 2 定温报警位M20．6空压机组 2 定子温度VD192空压机组 2 定温断电切换 位M20．7手动报警VD1963-1-43-1-4 输入输出外部接线输入输出外部接线CPU226 接线规则如下：（1）DC 输入端中 1M、I0.0～I1.4 为第 1 组，2M、I1.5～I2.7 为第 2 组组成，1M、2M分别为各级公共端。
DC24V 的负极接公共端 1N 或 2M输入开关的一端接天 DC24V 的正极，输入开关的另一端连接到 CPU226 各输入端DC 输出端中 1M、1L+、Q0.0～Q0.7 为第 1 组，2M、2L+、Q1.0～Q1.7 为第 2 组组成1L+、2L+分别为公共端第 1 组 DC24V 的负极接 1M端，正极接 1L+端输出负载的一端接到 1M 端，输出负载的另一端接到 CPU226 各输出端第 2 组的接线与第 1 组相似接继电器输出端的 1L 端负载的另一端分别接到 CPU226 各继电器输出端子第 2 组的接线与第 1 组相似根据接线规则，PLC 输入/输出接线和变频器接线图如图 4 所示表 2 I/O 接口分配表精品输入输出空压机启动SB1I0．0空压机组 1 输出KM1Q0．0空压机停止SB2I0．1空压机组 2 输出KM2Q0．1手动自动转换SB3I0．2工频输出KM3Q0．2空压机组选择SB4I0．3空压力下限指示灯L1Q0．4变频工频转换SB5I0．4空压机组 1 运行指示灯L2Q0．5报警解除按钮SB6I0．5空压机组 2 运行指示灯L3Q0．6空压机组 1 转子测速器 输入SB7I0．6空压机组 1 温度上限指示 灯L4Q0．7空压机组 2 转子测速器 输入SB8I0．7空压机组 2 温度上限指示 灯L5Q1．0急停SB9I1．0蜂鸣器 1Speake rQ1．1压力传感器输入 1AIW0急停指示灯L6Q1．2压力传感器输入 2AIW2空压机组错选指示灯L7Q1．3空压机组 1 轴温度传感器输入AIW4空压机组 1 机械故障指示L8Q1．4空压机组 1 定温度传感器输入AIW6空压机组 2 机械故障指示L9Q1．5空压机组 2 轴温度传感器输入AIW8手动指示灯L10Q1．6空压机组 2 定温度传感器输入AIW10自动指示灯L11Q1．7压力模拟量输出QW0（2） DC 输入继电器输出端与 CPU226 的 DC 输入 DC 输出的相同。
继电器输出端由 3组构成，其中 N（-） 、1L、Q0.0～Q0.3 为第 1 组，N（-） 、2L、Q0.4～Q1.0 为第 2 组，N（-） 、3L、Q1.1～Q1.7 为第 3 组各组的公共端为 1L、2L 和 3L第 1 组负载电源的一端N 接负载的 N（-）端，电源的另一 L（+） 精品图 4 PLC 输入/输出和变频器接线图§3-2§3-2 模数转换模块模数转换模块模数转换模块分为 A/D 转换模块和 D/A 转换模块PLC 模拟量处理功能主要通过模拟量输入输出模块及用户程序来完成模拟量输入模块接受各种传感器输出的标准电压信号或电流信号，并将其转换为数字信号存储到 PLC 中PLC 根据生产实际要求，通过用户程KM12LQ0.6L3Q0.4L1Q0.5L2Q0.7L4Q1.0L53LQ1.6L10 Q1.7L1Q1.2L6Q1.3L7Q1.4L8Q1.5L9Q1.1SpeakerQ0.0KM2Q0.11LKM3Q0.21MI0.0 SB1I0.1SB2I0.2SB3I0.3SB5I0.5SB7I0.6SB8I0.7SB9I1.0SB10SB6精品序对转换后的信息进行处理并将处理结果通过模拟量输出模块转换为标准电压或电流信号去驱动执行元件。
表 3 EM231 性能指标型号6ES7231-7PD22-0XA0模块更新时间405ms模块名称及描述EM231 模拟输入热电偶 4 输 入数据字格式-32767 到+32767尺寸（mm） W×H×D71．2×80×62基本误差0．1%FS（电 压）重量210g冷端误差±1．5℃功耗1．8W重复性0．05%FS+5VDC87mA导线长度到传感器最 长 100m +24VDC60mA输入阻抗≥1MΩ 输入类型悬浮型热电偶最大输入电压30VDC输入范围TC 类型（选择一种） S，T，R，E，N，K，J 电 压范围：+/-80mV输入滤波衰减-3dbat21kHz输入分辨率0．1℃/0．1℉15 位加符号 位24VDC 电压范 围20．4～28．8VDCPLC 模拟量扩展单元的配置及应用，PLC 的普通输入输出端口均为开关量处理端口，为了使 PLC 能完成模拟量的处理，常见的方法是为整体式 PLC 加配模拟量扩展单元模拟量扩展单元可以将外部模拟量转换为 PLC 可处理的数字量及将 PLC 内部运算结果数字量转换为机外所需的模拟量模拟量扩展单元有单独用于模/数转换的，单独用于数/模转换的，也有兼具模/数及数/模两种功能的。
如用 S7-200 系列 PLC 的模拟量扩展模块 EM235，它具有四路模拟量输入及一路模拟量输出，可以用于恒压供气控制中本系统设计有 6 路模拟量输入和 1 路模拟量输出，其中有四路是温度传感器输入所以本设计选用一块 EM231 热电偶模拟量输入模块，该模块完成四路温度传感器的模数字量转换功能；一块 EM235 模拟量输入输出模块，该模块完成两路传感器的模数转换和路数模转换功能EM231 性能指标如表 3 所示热电偶类型选择：EM231 热电偶模块是专门用于对热电 偶输出信号进行 A/D 转换的智能模块它可以连接 7 种类型的热电偶（J，K，E，N，S，T 和 R） ，还可以用于测量 0～+/-80mV 范围的低电精品平模拟信号，所以使用 EM231 模拟量输入热电偶模块时，需要通过模块右下侧的设置开关进行心要的设置对热电偶模块，其热电偶的类型通过设置开关 SW1、SW2、SW3 选择，如表 4 所示 表 4 热电偶类型选择热电偶类型SW1SW2SW3J000K001T010E011R100S101N110+/-80mV111§3-3§3-3 传感器部分传感器部分该控制系统中存在大量的模拟量信号，这些信号的输入都要通过传感器是进行模拟量采集，将采集的模拟量信号送入 PLC 输入模块进行模数转换，将连续的变化量（大部分为4－20mA 的电流信号，0－5V 或 0－10V 的电压信号）转换离散的数字量，存储到 PLC 内存里；输出是由模拟量输出模块将我们要输出的存储在内存中的数字离散信号转换为电压信号或者电流信号。
本系统模拟量传感器 HM23Y 矿井专用型压力变送器用于检测矿井的井巷气压，Pt100铂热电阻作为测量温度用的传感器用于检测风机组轴承和定子温度要想正确的使用它们，首先了解各个传感器的性能指标HM23Y 型压力变送器采用欧洲先进的溅射薄膜。