PLC在陶瓷卫生洁具检验装置中的应用.doc

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1、摘 要随着我国国民经济的不断发展、人民生活水平的迅速提高以及高级宾馆饭店的大量建造,对高档陶瓷卫生洁具的需求量越来越大。高档卫生洁具的生产不仅需要先进的生产设备和工艺,还需要完善可靠的检验设备。目前,国内的陶瓷卫生洁具生产厂家,大多数没有完备的检验设备,质量检验仅仅局限于采用肉眼可进行的外观质量检验等少数几项,检验手段落后,劳动强度较大。只有极少数厂家从国外引进了先进的检验设备,由于投资较大,设备引进不全,也不太适合我国工人的操作习惯,而国内这方面的产品几乎还是空白。为了弥补现有的不足，本文设计了利用PLC，采用对陶瓷洁具进行气密性的方法，来检测其质量的自动化检测系统。关键字：PLC，可编程控

2、制器，陶瓷洁具目录1、 系统工作情况简述-第4页2、 系统硬件明细表-第8页3、 PLC系统配置图-第8页4、 系统配电图-第9页5、 系统I/O分配表-第9页6、 PLC端子接线图-第11页7、 程序结构图及说明-第11页8、 系统顺序流程图-第11页9、 程序清册-第14页10、 总结-第18页一、 系统工作情况简述1、 概述随着我国国民经济的不断发展、人民生活水平的迅速提高以及高级宾馆饭店的大量建造,对高档陶瓷卫生洁具的需求量越来越大。高档卫生洁具的生产不仅需要先进的生产设备和工艺,还需要完善可靠的检验设备。目前,国内的陶瓷卫生洁具生产厂家,大多数没有完备的检验设备,质量检验仅仅局限于采

3、用肉眼可进行的外观质量检验等少数几项,检验手段落后,劳动强度较大。只有极少数厂家从国外引进了先进的检验设备,由于投资较大,设备引进不全,也不太适合我国工人的操作习惯,而国内这方面的产品几乎还是空白。2、 座便器漏水检验要求我国现在生产的座便器从结构上分为“连体式座便器”和“分体式座便器”两种,由于其结构上的差异较大,其检验动作过程不同,不同结构的座便器的检验可通过转换开关ZK进行转换。2.1检验原理所谓座便器的漏水检验即漏气检验,是通过对其进行气密性检测来实现的,即在座便器的腔体与外界隔离的情况下,通过对其抽真空来检验其是否漏气从而判断其是否漏水。我们采取的检验方法是,让腔体内的真空度达到2.

4、00水柱,在无源隔离的情况下保持25,如果其真空度的下降不超过0.15水柱,则说明该座便器不漏气,为合格产品;反之则说明座便器漏气,是废品。2.2 动作要求图为漏水检验装置的气动原理图,其动作要求如下:首先将待检验的座便器放置在检验平台上,用密封垫密封排污出口,用密封球密封所有进水口和安装口,再根据待检验座便器的结构选择是进入“分体式”检验,还是进入“连体式”检验。(1)连体式座便器检验按下起动按钮,电磁阀2、2同时动作,密封盖板分别将水箱口和座便器腔体口压紧密封,然后自动开启真空泵抽真空,1后自动接通电磁阀1、1,1、1,5,由于在座便器的水箱和腔体内形成了负压,与之相连的有机玻璃管液位计内

5、的水柱迅速上升,当水柱接触到电极时,自动关闭真空泵和1、1,1、1电磁阀,这时水柱会继续上升,超过电极,此时自动接通进气电磁阀3、4,水柱开始缓慢下降,液面低于电极时,关闭高速进气阀3,液面将继续缓慢下降,液面低于电极时,自动关闭低速进气阀4,液面停止下降。这时座便器除与液位计连通外,与外界完全隔离,保持25后,如果液位计的水柱在、两电极之间,为合格产品,这时合格指示灯亮,电铃响提示,10后,自动进入结束检验程序,结束本次检验。如果25内液位计的水柱低于电极,为不合格产品,不合格指示灯亮,电笛发出报警音响,按下消音按钮,音响停止并自动执行结束操作程序,结束本次检验。另外考虑到有的座便器裂缝较大

6、,有可能造成座便器形成的真空度使液位计的水柱根本达不到电极,程序设计中设有在真空泵开启时同时开始计时,如果20后,液位还未达到电极,这时不合格指示灯亮,电笛发出报警音响,真空泵停止。这时按下消音按钮,进入结束操作程序,结束本次检验。所谓结束操作程序即接通进气电磁阀3、4、5及6,使空气快速进入座便器,以消除其腔体内的真空度,约10后,关闭所有电磁阀,密封挡板升起,结束本次检验。(2)分体式座便器检验分体式座便器的检验过程与连体式座便器的检验过程的差异是:分体式座便器的水箱与座便器是分开的,座便器的检验与水箱无关。所以,在检验分体式座便器时,与检验连体式座便器水箱有关的电磁阀将不动作,即1、1、

7、2、5均不动作,其它电磁阀的动作程序与连体式座便器的检验动作完全相同。气路原理图如下：3、可编程逻辑控制器简介可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称 PLC) 根据国际电工委员会(IEC)在1987年的可编程控制器国际标准第三稿中，对其作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于

8、扩充其功能的原则设计。”可编程控制器作为目前工业自动化的重要基础设备，被称为“工业自动化三大支柱性产业之一”，在各工业生产领域发挥着愈来愈大的作用。4、系统组成在这里我们采用德国西门子公司的S7-200可编程控制器，它是积木式结构，安装比较方便，中央处理单元和信号模板有多种类型，另外还具有如位控单元、PD调节等特殊功能模块。根据本系统输入点数及控制要求，中央处理单元可选用CPU224，该CPU板上本身具有10个数字量输入点，6个非隔离数字量输出点，最多能够带8个数字量信号模板。电源模块将交流电源转换成供CPU，存储器等所有扩展模块使用的直流电源，是整个PLC系统的能源供给中心，它的好坏直接影响

9、到PLC的稳定性和可靠。S7-200属于小型PLC，电源模块与CPU模块封装在一起，通过连接总线为本机和扩展模块提供+5V（DC）电源。同时，还可通过端子向外输出一个+24V（DC）电源，供本机输入点和扩展模块继电器线圈使用。需注意的是，从资料中我们了解到，外部电源不可与S7-200的传感器电源并联使用。否则，交会导致两个电源的竟争而影响它们各自的输出，缩短其使用寿命，使得一个或两个电源同时失效，使PLC系统产生不正确的操作。正确的使用方法是S7-200的传感器电源和外部电源应该在不同的点上提供电源，而两者之间只能有一个会共连接点。由于根据控制要求所确定的8个输入点，14个输出点，我们选择了C

10、PU244，EM222，8输出，AC230V数字量扩展模块。5、工艺流程 分体式：a、 按下起动按钮,电磁阀2、2同时动作，将其压紧密封b、 开启真空泵抽真空c、 1后自动接通电磁阀1、1,1、1,5d、 柱接触到电极时,自动关闭真空泵和1、1,1、1电磁阀e、 20后,液位还未达到电极,这时不合格指示灯亮,电笛发出报警音响,真空泵停止f、 接通进气电磁阀3、4g、 液面低于电极时,自动关闭低速进气阀4h、 25后,如果液位计的水柱在、两电极之间,为合格产品,合格指示灯亮,电铃响提示，进入结束检验程序,结束本次检验i、 如果25内液位计的水柱低于电极,为不合格产品,不合格指示灯亮,电笛发出报警

11、音响,按下消音按钮,音响停止并自动执行结束操作程序,结束本次检验。j、 接通进气电磁阀3、4、5及6,使空气快速进入座便器,以消除其腔体内的真空度,约10后,关闭所有电磁阀,密封挡板升起 连体式：检验分体式座便器时,与检验连体式座便器水箱有关的电磁阀将不动作,即1、1、2、5均不动作,其它电磁阀的动作程序与连体式座便器的检验动作完全相同二、系统硬件明细表序号名 称符号范围1电磁阀DF1A、DF1A、DF1B、DF1B、 DF2A、DF2B、DF2、DF3、DF4、DF5、DF61、02真空泵1、03电极B、C、D、E1、04DC24V电源15CPU22416EM222，8输出数字量扩展模块17

12、PC/PPI编程电缆18STEP7编程软件16PC机1三、PLC系统配置图CPU224（DC/DC/DC ）EM222（DO：8）14入/10出I0.0-0.7、I1.0-1.5/Q0.0-0.7、Q1.0-1.18出Q2.0-2.7PLC系统配置图设 计 校 核王炳文周开林 李凯重庆大学自动化学院05级四、系统配电图系统配电图设 计 校 核王炳文周开林 李凯重庆大学自动化学院05级五、 系统I/O分配表设备器件名称电磁阀DF2A电磁阀DF2B真空泵电磁阀DF1A电磁阀DF1A电磁阀DF1B电磁阀DF1B电磁阀DF5电磁阀DF6I/O地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6

13、Q0.7Q1.0数据类型BOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOL设备器件名称电磁阀DF3电磁阀DF4启动按钮选择按钮B电极C电极D电极E电极1秒计时器I/O地址Q1.1Q2.0I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5T37数据类型BOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOL设备器件名称25秒计时器10秒计时器10秒计时器25秒计时器合格输出不合格输出密封盖板状态消音25秒计时器I/O地址T38T39T40T41Q2.1Q2.2I0.7I0.8T42数据类型BOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOLBOOL

14、系统I/O分配表设 计 校 核李凯周开林 王炳文重庆大学自动化学院05级六、PLC端子接线图端子接线图设 计 校 核李凯周开林 王炳文重庆大学自动化学院05级七、程序结构及说明由于程序较为简单，仅使用了主程序实现了整个功能，未定义变量。八、系统顺序流程图17九、程序清册ORGANIZATION_BLOCK 主:OB1TITLE=程序注解BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 初始步LD M1.5AN I0.7O M0.0O SM0.1AN M0.2AN M0.1= M0.0Network 2 / 使DF2A，DF2B同时动作进行密封LD M0.0A I0.0A I0.1O M0.1AN

15、M0.3= M0.1S Q0.0, 1S Q0.1, 1Network 3 / 只使DF2B动作，进行密封LD M0.0A I0.0AN I0.1O M0.2AN M0.3= M0.2S Q0.1, 1Network 4 / 启动真空泵并延时1sLD M0.1A I0.7LD M0.2A I0.7OLDO M0.3AN M0.4AN M0.5= M0.3S Q0.2, 1TON T37, 10Network 5 / 接通电磁阀1，1，1，1，5并延时25sLD M0.3A I0.1A T37O M0.4AN M0.6AN M1.3= M0.4S Q0.7, 1= Q0.3= Q0.40.TON

16、 T41, 250Network 6 / 接通电磁阀1，1并延时25sLD M0.3AN I0.1A T37O M0.5AN M0.6AN M1.3= M0.5TON T42, 250Network 7 / 水位达E位后关闭真空泵和1、1,1、1电磁阀LD M0.4A I0.5AN T41O M0.6LD M0.5A I0.5AN T42OLDAN M0.7= M0.6R Q0.2, 1Network 8 / 水位达B后接通进气电磁阀3，4LD M0.6A I0.2O M0.7AN M1.0= M0.7Network 9 / 液面低于电极时,关闭高速进气阀3LD M0.7AN I0.2O M1

17、.0AN M1.1= M1.0Network 10 / 液面低于电极时,自动关闭低速进气阀4并计时25sLD M1.0AN I0.3O M1.1AN M1.2AN M1.3= M1.1TON T38, 250Network 11 / 合格指示灯亮,电铃响提示10LD M1.1A I0.5A T38O M1.2AN M1.4= M1.2= Q2.1TON T39, 100Network 12 / 不合格指示灯亮,电笛发出报警音响,按下消音按钮,音响停止LD M1.1AN I0.5AN I0.4A T38LD M0.4A T41OLDO M1.3LD M0.5A T42OLDAN M1.4= M1

18、.3= Q2.2R Q0.2, 1Network 13 / 接通进气电磁阀3，4，5及6并延时10sLD M1.2A T39LD M1.3A I1.0OLDO M1.4AN M1.5= M1.4= Q1.0TON T40, 100Network 14 / 关闭所有电磁阀,密封挡板升起LD M1.4A T40O M1.5AN M0.0= M1.5R Q0.0, 2R Q0.7, 1Network 15 LD M1.4O M0.7= Q1.1Network 16 LD M1.4O M1.0O M0.7= Q2.0Network 17 LD M0.4O M0.5= Q0.5= Q0.6END_ORG

19、ANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0TITLE=子例行程序注解BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注解END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0TITLE=中断例行程序注解BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注解END_INTERRUPT_BLOCK 总结 由于我们的课题是PLC在陶瓷卫生洁具检验装置中的应用，比较贴近实际生活也容易理解因此大家都比较感兴趣。经过我们三人的努力，终于在一周完成了这次的课程设计。首先我们把任务分为三个部分，然后经过讨论我们三人分别做自己相对

20、比较熟悉的任务，以达到最好的效果。 首先对课本进行必要的熟悉，看些例子和与设计相关必须用到的东西。然后对课题进行工艺上的分析，确定好硬件的选型，整个控制需要用到的接口，以及配电要求等等方面。硬件做好后再对整个控制过程进行分析，先要确定基本的控制要求然后再对整个过程进行完善以便在出现异常的情况的时候检测也能够正常的工作而不会出现什么问题。当硬件和软件都完全做好后再进行调试，对调试中的问题一个个解决完后整个工作便宣告完成。这就是我们工作的整个过程。 这次课程设计使我们懂得了PLC的基本的设计思路，硬件的连接和配置方案，以及对问题的解决方法。也使我们懂得团结合作的重要性，以及对课题要求充分理解的重要性，这样才能设计出完好的成果。由于有些方面要求比较高，所以进行了多方面的资料的查阅以及成员之间的交流也加速了我们的工作的进展。 .