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1、漳州师范学院毕业论文（设计）基于PLC控制冷媒系统的设计 The Auto-controlling system About Cool-medium Based On PLC2010 年 12 月 15 日26 摘 要论文阐述了可基于PLC控制的冷媒系统设计。主要介绍了基于PLC控制冷媒系统的总体设计方案、设计过程、组成，列出了具体的主要硬件框图、软件设计的控制梯形图和附加程序。结合日常生活的应用，本设计主要采用FX系列PLC进行对系统的主要部分进行控制，即对冷媒充填机进行控制，而冷媒充填机内设两条通道，一条为真空通道，一条为冷媒剂通道。在系统进行充填冷媒剂时，要先进行抽真空，保证系统的安全性
2、和可靠性。抽真空符合后，进行接通快速接头，压缩空气使针状阀顶开系统内的冷媒通道，然后打开真空阀门，抽真空电动机启动，开始抽真空。需要达到的压力、真空度检测总的时间、检漏时间和抽真空时间在程序中按规定要求设定，最后开始灌注冷媒。采用PLC主要是因为投入少，系统使用寿命长，维护容易，编程简单易学。关键词：可编程控制器；冷媒；充填机AbstractThere has been expounded can based on cold medium system design of PLCs control. There Major introduces the design scheme of mol
3、d medium system of PLCs control and the design process and the component, and has listed the concrete major hardware circuit and control of software design trapezoid scheming and additional course. On the basis of the daily life., this dissertation put to use FXs PLC to control system, that is contr
4、olling the fill-medium, In the cold medium automatic backfill system has two channels, the vacuum channel and the cold medium channel. for the refrigerator, the air conditioning pour into in front of the c cold medium, must pull out first the cold medium channel the vacuum, guarantees the backfill t
5、he reliability. Therefore, in front of cold intermediary system sufficient intermediary, first opens the fast attachment which the solenoid valve actuates, the compressed air causes the needle valve to go against in the system the cold medium channel, then turns on the vacuum valve, pulls out the va
6、cuum electric motor to start, starts to pull out the vacuum. And than pour into the cool-medium. Using the PLC can madding little input, and system can use permanently, easy to defend, and easy to edit course.Keywords: Programmable Logic Controller; Cold Medium; Fill Machine目录中英文摘要I1.绪论12.系统工作原理12.1
7、冷媒简介12.2系统工作过程和原理23系统硬件设计43.1编码器43.2变频调速器53.3传感器83.4感应式电动机93.5真空度计113.6可编程控制器113.7系统结构框图123.8接线原理图134系统软件设计134.1主界面菜单结构134.2地址分配144.3程序流程图144.4编程和梯形图165.结束语16参考文献18附录19致谢261.绪论冷煤自动充填机是冰箱、空调生产线上的重要设备，专门为冰箱、空调加充制冷媒剂。冷煤自动充填机加充冷媒剂的精度直接影响到空调、冰箱的制冷效果和使用寿命。传统的冷媒自动充填机采用继电器接触器系统控制，具有响应速度慢，精度低，系统工作可靠性差、不易扩展等特
8、点。随着人们生活水平的提高、对生活质量的要求越来越高以及全球气候的变暖，人们对冰箱、空调的需求量日益增加，同时对产品的质量要求越来越高。为了适应市场需求，许多空调、冰箱生产厂家都新建了全自动化的生产线来提高生产效率，满足市场需求，同时对原有的一些设备与系统进行了改造，一方面希望改造后的系统能够满足生产需要，一方面希望能节省投资。微机控制系统可以满足控制要求，但由于微机对环境的要求较高，不适合使用在工业现场。故本控制系统不采用微机作为控制核心，而PLC是专为在工业环境下应用而设计的微机计算机，具有很高的抗干扰性能和较强的数据处理能力以及扩展性能好，系统升级方便等一系列优点，同时考虑到本系统的输入
9、、输出点数多，兼有模拟量和开关量输入、输出，要求控制核心的实时数据处理能力强，响应时间快，采用PLC作为控制核心即能满足控制的高要求，又能满足企业的低投入要求。而且采用PLC改造控制系统，投入少，系统的使用寿命长，无须维修，维修容易，编程简单易学1。设计范围有：电气原理图设计、电气元器件选择、软件编程。设计原则：整个设计过程是按照工程流程设计，为设备安装、运行和保护维修服务。2.系统工作原理2.1冷媒简介冷媒(Refrigerant)：在空调系统中，通过蒸发与凝结，使热转移的一种物质。俗称氟利昂(Freon)。 冷媒：（以下把载冷剂和制冷剂统称冷媒）冷冻空调系统中，用以传递热能，产生冷冻效果之
10、工作流体。依工作方式分类可分为一次(Primary)冷媒与二次(Secondary)冷媒。依物质属性分类可分为自然(Natural)冷媒与合成(Synthetic)冷媒。 理想冷媒：无毒、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、不燃烧、泄漏时易于察觉、化学性安定、对润滑油无破坏性、具有较强的蒸发潜热、对环境无害 。2.2系统工作过程和原理冷媒充填机内设两条通道，一条为真空通道，一条为冷媒剂通道。在给冰箱、空调灌注冷媒剂之前，必须先把冷媒机内冷媒通道抽成真空。因此，在冷媒剂填充冷媒剂之前，首先要由PLC控制电磁阀，再由电磁阀驱动快速接头，开始压缩空气，使针顶阀顶开冷媒机内的冷媒通道，然后打开真空阀门，
11、启动抽真空电动机，开始抽真空，同时对真空通道内的真空度进行实时测量，待真空度满足要求以后，就停止抽真空，同时开始灌液，为了确保所灌注的冷媒剂质量误差满足控制要求，在灌注冷媒剂之前，首先把冷媒剂送入一个计量重量的计量缸，以便控制冷媒剂的灌注重量和灌注精度。计量缸中有一个由驱动装置控制的移动活塞，把冷媒剂注入冷机中，同时对注入的冷媒剂计量重量，通过PLC送到FX-40DU中显示当前值，控制移动活塞的驱动装置由计量电动机、变频调速器、编码器与丝钢组成，计量电动机用来驱动活塞，变频调速器用来控制计量电动机的转速，通过带动丝钢的转动使活塞上下移动，丝钢上装了编码器，丝钢每转动一圈，编码器就产生240个脉
12、冲，每一个脉冲对应注入冷媒0.14g，同时通过传感器对冷媒通道中的温度和压力保持在设定值，确保冷媒剂的注入量的精度不会受到温度和压力的影响而降低2。2.3填充控制回路2.3.1充填原理图冷媒充填机的充填原理,如图2-1所示77121981023114513146温度传感器要充填的容器图2-1充填控制回路16.电磁阀；7.真空度传感器；8.过滤器；9.真空泵；10.填充泵；11.压力传感器12.电磁阀13.电位器14.填充汽缸2.3.2充填的过程打开电磁阀 2、3和5，气缸 14正向运动，开始充填；当气缸14 运动到位时，关闭电磁阀3和5，打开电磁阀4 和6，气缸反向运动进行充填。如此反复，直到
13、冷媒达到设定的充填量为止。2.3.3压力和真空度的检测在充填之前，要对冷媒的容器的真空度进行检测，以保证充填的可靠性真空度的检测包括抽真空、检漏和判断等过程，真空度检测总的时间、抽真空时间和检漏时间按规定要求设定。首先打开电磁阀1和12抽真空，定时1时间到了以后关闭电磁阀1进行检漏，定时2时间到了以后检测真空度是否低于真空度下限。真空度的上限和下限可以在真空度传感器7上进行设定，输出亦为开关量。2.3.4填充量的计算在充填过程中，气缸运动的直线位移会变成加在电位器13相应的电压的变化，通过标定电压的变化对应着位移的变化，将变化的位移量与冷媒的密度和气缸相应的截面积相乘就可以得到冷媒的充填量。冷
14、媒的密度是随着温度变化的，温度传感器把测出的温度值送给PLC，然后通过查表得到冷媒的密度。充填量的计算，如图2-2所示。D反向正向d图2-2 填充量的计算设冷媒的密度为，气缸的位移量为s，则当气缸正向运动时，充填m为： (2.1)当气缸反向运动时，填充量m为： (2.2)设电位器移动1V时，移动2厘米到12厘米左右移动3V时，活塞开始向反向移动，所以设每移动两厘米，填充冷媒的量是0.3g，所以一次正转填充冷媒1.8g。如果设填充容器，每一次填充需要18g，所以需要正转5次，和反转5次。3系统硬件设计3.1编码器编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和
15、存储的信号形式的设备。 编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是1”还是0”，通过1”和“0”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。3.1.1增量式增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。 3.1.2绝对式绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它
16、的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。3.1.3从接近开关、光电开关到旋转编码器 在此设计系统中，对于物料测量我觉得选取M18电容式接近开关不错，他不仅控制精度高，价格适宜，最主要是考虑到这种电容接近开关，主要用于检测非金属物，被广泛应用到液体物料、人体接近开关等用途，它的直径为18毫米，固定时只要在设备外壳上打一个18毫米的园孔就能轻松固定，长度约70毫米，背后有工作指示灯，当检测到物体时红色LED点亮，平时处于熄灭状态，非常直观。 M18电容式接近开关性能指标如下：检测距离：110毫米 被检测物：25251毫米 响应频率：50 HZ 工作电压：1036V直流工作电流：
17、小于10毫安输出驱动电流：300毫安 温度范围：2570度 工业控制中的定位，接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了，而且很好用。可是，随着工控的不断发展，又有了新的要求，这样，选用旋转编码器的应用优点就突出了3。在此设计中分别应用了电容式接近开关来实现对物料的检测和旋转编码器现实系统转速的反馈控制。3.2变频调速器变频调速器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电4。3.2.1变频调速器分类 按照主电路工作方式分类
18、，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 3.2.2变频调速器工作原理我们知道，交流电动机的同步转速表达式位： n60 f(1s)/p (3.1)式中： n异步电动机的转速； f异步电动机的频率； s电动机转差率； p电动机极对数。 由式(3.1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化
19、时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 3.2.3变频调速器控制方式低压通用变频输出电压为380650V，输出功率为0.75400kW，工作频率为0400Hz，它的主电路都采用交直交电路，其控制方式经历了以下五代。3.2.3.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电
20、动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。3.2.3.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转
21、矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。3.2.3.3矢量控制(VC)方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量
22、，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。3.2.3.4直接转矩控制(DTC)方式1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电
23、动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。3.2.3.5矩阵式交-交控制方式VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交-直-交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交?交变频应运而生。由于矩阵式交?交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众
24、多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。3.2.4变频器的选型通过前面的分析，我们按照设计要求可以采用MICROMASTER 440变频器。MICROMASTER 440是一种几多种功能于一体的变频器，它适用于电动机需要调速的各种场合。他通过数字操作面板或通过远程操作方式，修改其内置参数，即可工作于各种场合。3.3传感器传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。3.3.1热电偶温度传感器当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接
25、时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端(也称参考端)或冷端，则回路中就有电流产生，即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向)，称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电
26、势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势，此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势，热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势差V，其极性和大小与回路中的热电势一致。并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。实验表明，当V很小时，V与T成正比关系。定义V对T的微分热电势为热电势率，又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电
27、特性和结点的温度差。3.3.2集成温度传感器集成温度传感器是一种特殊的可调恒流源电路，恒流精度高、能长期稳定工作，适合各种性质负载（阻性、感性、容性），利用器件对电流进行反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得电流趋于恒定。只要能够得到电流，就可以有效形成反馈，从而建立恒流源。 3.3.3压力传感器在冷媒剂通道内的压力传感器采用MPX2000系列压力传感器，它是一种带温度补偿的压阻式压力传感器，可以测量真空或压差。压阻式压力传感器具有微小型特点，集成度高、灵敏度高、测量范围宽、精度高、工作可靠、使用寿命长等特点。MPX2000系列压力传感器测量范围在10Pa的微压到60Mpa的高压之间。不仅能检
28、测静压，也可以检测频率为几十千赫德脉动压力，其性能完全符合本控制系统的要求。3.3.4传感器方案确定在冷媒剂通道内采用集成温度传感器，因为与一般恒流源电路不同的是输出电流与外界的温度变化相应的做线性变化，变化率为1mv/，利用这个特性作为温度传感器。在其外部接一个调整电阻，可以使输出电流从1uA10mA.温度范围在0+125，输出灵敏度为10mV/，可以满足系统的控制要求2。3.4感应式电动机在工业中所使用的大部分电机为感应式交流电机，感应式交流电机的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的（为2的倍数，例如极数为2,4,6），不是一个连续的数值，所以一般不适合通过改变电机
29、的极数来调整电机的速度。变频调速是通过改变电动机供电电源频率进行调速的一种方法，频率在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。近年来，随着电力电子技术、微电子技术、电动机和控制理论的飞速发展，交流电动机调速系统有了很大的提高，变频调速技术已经趋于成熟，用晶闸管或全控型器件组成逆变器，容量从几十瓦到几十千瓦的异步电动机变频调速系统大量投入到工业、商业等领域中应用。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设各的优选设备5。3.4.1异步电动机的转速异步电动机定子磁场的转速被称为异步电动机的同步转速，由电动机的磁极对数和电源频率所决定： (3.2)式中：电动机的同步转
30、速：供电电源频率(Hz)：电动机定子磁极对数由于异步电动机的转速总是小于其同步转速，所以异步电机的实际转速可由下式给出： (3.3) 式中：n： 电动机实际转速：S：转差率由式(3.2)可知，改变参数、s中的任意一个就可以改变电动机的转速，就可对异步电动机进行调速控制。当频率在050Hz在的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽，因此，可以通过改变该电源的频率来实现对异步电动机的调速控制。从某种意义上说，变频器就是一个可以任意改变频率的交流电源。3.4.2异步电动机型号选择由于本自动控制系统中真空泵和灌注泵功能作用以及功率大小基本都是一样，所以很多电气控制元器件的选择型号一样，以下的各种元器件
31、选择型号也一样，在这里综合设计任务要求及性能指标，真空泵和灌注泵都选择型号Y801-2，电机性能介绍如下：型号：Y801-2额定功率：1.1 kW 额定转速：2830 r/min额定电流：2.52 A 效率：77%额定功率因素：0.86 转动惯量：0.0070 kg/m2净重：17 kg3.5真空度计真空度计用来对抽真空进行测量，来反映抽真空状况，决定下一步工作的进行。真空度计选型：XG-10B型电离真空计测量范围：1.0101.010-4Pa配接规管：ZJ-10（可选择接口）测量路数：1路显示方式：LED数码显示控制路线：2路规管线长：5米（可延长）控制范围：1.0101.010-4Pa控制
32、方式：点控制或区域控制控制点负载能力：AC220V/3A无感负载控制精度：1%响应时间：1S模拟输出：010V；420mA（选配）通讯接口：RS232；RS485（选配）电 源：AC220V10% 50Hz功 耗：45W重 量：5Kg3.6可编程控制器本控制系统的控制核心就是采用日本三菱公司的FX2系列的PLC。FX2系列PLC是整体式和模块式相结合的叠装式结构，是目前运算速度最快的小型机之一，体积小，性能高，其基本单元连接采用接插件的输入输出方式，从而减少了接配线工时，其维护性能极佳，FX2系列PLC虽然是小型机，但可以满足中等性能要求，主要具有以下特点：（1）丰富的功能指令可以满足和适应自
33、动控制任务；（2）简单实用的基本逻辑指令易学，使操作作者方便学习；（3）控制灵活，可靠性高，方便用户；（4）2片CPU芯片，使控制器处理速度快，集成功能强；（5）采用插件式结构，当控制任务增加时，模块扩展方便、灵活；（6）随系统控制要求的不同，可方便选用编程器；FX2系列的PLC使用的编程设备有FX-20P-E型简易编程器、GP-80FX-E图形编程器，还可以用编程软件MELSEC-MEDOC在个人计算机上编程。编程方式灵活，用户可根据系统的复杂程度、原有设备情况、投资多少进行综合选择。根据系统的输入输出性质和数量，选用FX2-64MR主机，共有32点输入，32点输出，可以满足系统的输入、输出
34、信号的数量要求，输入信号及PLC的地址编号略。PLC内部的继电器输出方式使得PLC的输出驱动电流较大，驱动负载的能力较强。系统的硬件系统框图见图3.1。模拟量输入接口采用FX-4AD模块，FX-4AD为4通道、12位A/D转换模块。根据外部连接方法以及PLC指令，可以选择电压输入或电流输入。是一种具有高精度的输入模块。通过简易的调整或根据PLC指令可改变模拟量输入的范围。瞬时值和设定值等数据的读出和写入，用FROM/TO指令即可进行6。3.7系统结构框图X0 X1 X30 X31 FX2-64MR Y31 Y35Y30 Y32 Y34 外部控制编码器真空度计其它输入压力变送器温度变送器变频调速
35、器输出显示及其它M3图3.1 PLC控制系统的结构框图3.8接线原理图 A 同轴编码器地X0000FX2N主机COM 变 U 频 器 V WRDARDBSDASDBSDASDBRDARDB5436 A 电机 B C 图3.2主要接线图4系统软件设计根据充填流水线上的要求和冷媒充填的规定，确定各动作的先后顺序和互相关系，再由PLC输入输出的逻辑关系编写梯形图。4.1主界面菜单结构主界面手动控制自动控制参数调整真空阀门快速接头真空泵变频器调试单周期循环自动工作剂量输入冷漠选择统计次数比重调整图4.1主界面菜单结构4.2地址分配输入信号输出信号功能编号功能编号功能编号功能编号编码器AX0真空度节点输
36、出1X3变频器正转Y0真空阀门打开Y4编码器BX1真空度节点输出2X4变频器反转Y1真空阀门关闭Y5注射系统故障X2计量缸上限位开关X5真空泵运转Y2快速接头打开Y6编码器ZX20计量缸下限位开关X6蜂鸣器Y3冷媒选择Y7图4.2 PLC地址分配表4.3程序流程图4.3.1子流程图：4.3子流程图4.3.2主流程图：图4.4 程序流程图 4.4编程和梯形图计时要沿用设计继电器电路图的方法来设计梯形图, 即在某些典型电路的基础上, 根据被控对象对控制系统的具体要求, 不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地进行调试和修改梯形图, 不断地增加中间编程元件和辅助触点 , 最后才能得到一个较为满意的
37、结果可归纳为以下四个步骤：1.控制模块划分( 工艺分析 )。在准确了解控制要求后, 合理地对控制系统中的事件进行划分, 得出控制要求有几个模块组成、每个模块要实现什么功能、因果关系如何、模块与模块之间怎样联络等内容。划分时, 一般可将一个功能作为一个模块来处理, 也就是说, 一个模块完成一个功能。 2.功能及端口定义。对控制系统中的主令元件和执行元件进行功能定义、代号定义与 I/O 口的定义( 分配 ), 画出I/O 接线图。对于一些要用到的内部元件, 也要进行定义, 以方便后期的程序设计。在进行定义时, 可用资源分配表的形式来进行合理安排元器件。 3.功能模块梯形图程序设计。根据已划分的功能
38、模块, 进行梯形图程序的设计, 一个模块, 对应一个程序。这一阶段的工作关键是找到一些能实现模块功能的典型的控制程序, 对这些控制程序进行比较, 选择最佳的控制程序 ( 方案选优), 并进行一定的修改补充, 使其能实现所需功能。这一阶段可由几个人一起分工编写程序。 4.程序组合, 得出最终梯形图程序。对各个功能模块的程序进行组合, 得出总的梯形图程序。组合以后的程序, 它只是一个关键程序, 而不是一个最终程序(完善的程序), 在这个关键程序的基础上, 需要进一步的对程序进行补充、修改。经过多次反复的完善, 最后要得出一个功能完整的程序。因此, 在程序组合时, 一方面要注意各个功能模块组合的先后
39、顺序; 二是要注意各个功能模块之间的联络信号; 三是要注意线圈之间的联锁( 互锁 ) 信 ; 最后不要忘了程序结束时要有程序结束指令。本设计的编程梯形图见附表。5.结束语现代控制系统发展趋势是微型化、集成化、模块化和智能化。在这种情况下，对技术人员提出了更高的要求。本课题充分结合各学科和应用技术，从事了利用PLC控制电动机变频器的系统研发和应用研究工作。本课题主要完成了冷媒自动填充机系统总体设计方案、PLC控制系统及其相关程序编制。具体的研究内容如下：1.完成控制系统的设计及其实现本系统的在控制方式上采用了上下位机的主从控制方式。充分利用了主控计算机友好的人机界面及其交互功能以及PLC的高可靠
40、性的优点，主控计算机作为上位机完成运动参数的设置和输入，同时完成实时监控功能；PLC作为下位机完成对系统的直接控制和位置信号采集功能。实现了主控计算机和PLC间的串口通信，使主控计算机可以灵活的与PLC进行数据交换，用户也可以根据实际情况制定相应的协议，使系统的控制过程更加灵活。2.进行了系统试运行调试及试验系统开发出来后，要对系统进行运行调试，解决调试中出现的问题。对系统应该具备的性能指标进行测试，检验系统的运行可靠性，对试验出现的问题加以解决，进一步改善系统的设计，提高系统整体性能。机械手系统经过调试及试运行，达到了预期设计要求。参考文献1 王志凯.基于PLC的模糊控制在变电站综合控制系统
41、中的应用J.机电工程，2001， 5(5)：6-9.2 韩顺杰.电气控制技术M.北京:中国林业出版社，2006:45-59. 3 三菱变频器使用手册P.三菱公司4 徐科军.传感器与检测技术M.北京：电子工业出版社，2008:160-191.5张丹丹.基于PLC和变频器的冷媒水压力控制D.山东大学控制科学与工程学院，2002.6 廖常初.FX系列PLC编程及应用M.北京：机械工业出版社，2005:24-131.7朱元良.乙醇冷媒液中复配缓蚀剂的研究R.华中科技大学化学系.8山宏刚.可编程控制器在烟气余热吸收附式空调中的应用R.上海：上海交通大学制冷与低温工程研究所.9 许建国.电机与拖动基础M.
42、北京：高等教育出版社，2004:67-10210可编程控制器实验讲义Z.漳州：漳州师范学院物电系.11苏彦明.交流调速控制系统的控制策略M.北京：机械工业出版社.2001:121-150.附录控制冷媒电机运动程序如下：致谢即将完成毕业设计走出校门，回首做毕业论文的几个月，首先学会了怎么去概括自己要写的东西，然后慢慢的去调理好写论文的思路，万事要具备，所以把要用的资料先存起保存好，提高效率。更重要的是对一些专业的知识有了进一步的了解，并且在阎老师的细心指导下，对论文的整个流程可以更好的掌握，省下了非常多的时间，也从阎老师的身上学会了什么事儿都是一步一个脚印，论文的每一步都要好好做，不能马虎，最感动的就是阎老师在看论文初稿的时候，连一个小符号的字体不对都看出来，这就是效率和细心，值得学习的。感谢学校这几年的培养，大学让我学会了很多，怎么去自学，怎么去社交，感谢阎老师对我毕业论文的细心指导，感谢同组同学的帮助，缓解彼此的紧张。并且本次毕业设计能得以圆满完成，是得到了学校各位老师的精心指导与实验室的大力支持，在此表示衷心的感谢。由于经验的匮乏，水平有限，难免有许多考虑不周全的地方，错误之处肯定不少，敬请各位老师批评指正。