发布时间 : 星期六 文章啤酒清洗灌装控制系统设计 - 图文更新完毕开始阅读31b12064af45b307e971971b
安徽工程大学毕业设计（论文）
某一数值时，产生一个状态信号(计数值到)，利用该状态信号实现对某个操作的计数控制。 计数器的设定值可以在编程时设定，也可以在运行过程中根据需要进行修改。 3.2.1 I/O模块及点数
输入/输出接口通常也称I / O 单元或I / O 模块，是PLC与工业生产现场之间的连接通道。
PLC输入接口---用户设备需输入PLC的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量(要通过模数变换进入机内)等，通过输入接口电路将这些信号转换成中央处理单元能够接收和处理的信号，用这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据。
PLC输出接口---路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。
I / O 接口的作用：
电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信号是标准电平信号。
I / O 接口的类型： 开关量输入/输出接口 模拟量输入/输出接口 输入/输出（I/O）点数：
PLC的I/O点数是指PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数的总和。本次设计的全自动洗衣机需要8个输入点，11个输出点。 3.2.2 PLC输出类型选择
PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型，两者的工作参数差别较大， 1．继电器和晶体管输出工作原理
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中。电磁式继电器是一种机电元件，通过机械动作来实现触点的通断，是有触点元件。
晶体管是一种电子元件，它是通过基极电流来控制集电极与发射极的导通。它是无触点元件。
2．继电器与晶体管输出的主要差别
由于继电器与晶体管工作原理的不同，导致了两者的工作参数存在了较大的差异。 （1）驱动负载不同
继电器型可接交流220V或直流24V负载，没有极性要求；晶体管型只能接直流24V负载，有极性要求。继电器的负载电流比较大可以达到2A，晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关。
（2）响应时间不同
继电器响应时间比较慢（约10ms-20ms），晶体管响应时间比较快，约0.2ms-0.5ms，Y0、Y1甚至可以达到10 us。
（3）使用寿命不同
继电器由于是机械元件受到动作次数的寿命限制，且与负载容量有关，随着负载容量的增加，触点寿命几乎按级数减少。晶体管是电子原件只有老化，没有使用寿命限制。
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3．继电器与晶体管输出选型原则
继电器型输出驱动电流大，响应慢，有机械寿命，适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。晶体管输出驱动电流小，频率高，寿命长，适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。在高频应用场合，如果同时需要驱动大负载，可以加其他设备（如中间继电器，固态继电器等）方式驱动。
综上所述：啤酒清洗机控制采用三菱公司的FX2N系列整体式PLC。根据设计要求，故选择PLC的型号为FX2N-64MR001，如图3.1所示。
图3- 1三菱FX2N-64MR001
3.3水位控制器
水位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低水位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，成为水位自动控制器或水位报警器，从而来实现半自动化或者全自动化。
图3- 2水位控制器
3.4电磁阀
电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀方向控制阀、速度调节阀等。
图3- 3电磁阀
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3.5 接触器
接触器(Contactor)是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常闭触头闭合；常开触头断开。
图3- 4接触器
3.6 指示灯选择
LED发光二极管优点：寿命长、耗能低，价格低廉，应用非常灵活，控制极为方便，只要调整电流，就可以随意调光，不同光色的组合变化多端。
LCD是一种液晶显示器，其有微功耗，显示丰富，质量高，接口简单，超薄轻巧等优点。
CTR的优点是显示面积大，效率高。
综上所述：使用LED比较合适，因为清洗机上的显示不需要太复杂，LED使用起来简单方便又便宜，而LCD的显示亮度不够，CTR比较占空间使用不方便。 3.7空气开关
空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除了能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路．严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。
图3- 5空气开关
3.8 保护措施/继电器
继电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 过载保护：就是当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多(欠压)时，保护装置能使电动机自动从电源上切除。因为当失压或欠压时，接触器线圈电流将消失或减小，失去电磁力或电磁力不足以吸住动铁心，因而能断开主触头，切断电源。
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热继电器是比较理想的自我保护的设备，在工业应用中一般，都用热继电器来过载保护。
失压保护：就是当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多(欠压)时，保护装置能使电动机自动从电源上切除。因为当失压或欠压时，接触器线圈电流将消失或减小，失去电磁力或电磁力不足以吸住动铁心，因而能断开主触头，切断电源。
过流保护：很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。
3.9 线圈保护装置
清洗机的排水、进水电磁阀是一个很重要的部件，它的负担很重、受力很大，由于它是双线圈电磁阀，通过机械触点进行切换，在此过程中，触点间存在较为严重的大火现象，因此，触电的烧伤、电腐蚀在所难免，损坏的几率是比较大的。因此在线圈的两端并联了电容与电阻串联的电路构成回路，起到释放线圈中电流的作用。线圈保护装置如图3.6所示：
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图3- 6 线圈保护装置
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