基于PLC的粮食烘干控制系统设计.doc

目 录 1 前言 1 2 系统的总体设计 1 3 系统的硬件设计 1 3.1 温湿度的采集 2 3.1.1 温湿度传感器类型的选择 2 3.1.2 温湿度传感器的工作原理 3 3.1.3 温湿度传感器的主要技术指标 3 3.1.4 变送器配套传感器探头 4 3.2 A/D模块 5 3.3 显示部分的选择 5 3.3.1 显示器 5 3.3.2 显示器驱动 5 3.4 变频器的选择 8 3.4.1 变频器的优点 8 3.4.2 变频器的调速节能原理 9 3.5 风机的选择 10 3.6 PLC的选择 11 3.6.1 PLC类型的选择 11 3.6.2 I/O口分配 11 3.6.3 外围接线图 12 4 系统的软件设计 14 5 系统的抗干扰设计 15 5.1 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源 16 5.2 主要的抗干扰措施 16 6 结论 18 致谢 18 参考文献 18 1 前言 粮食烘干是粮食储藏的第一道关键性作业程序,而粮食烘干系统是一个大时滞、多干扰的强非线性系统.目前粮食烘干机工艺形式与结构繁多,各有特点,使用中有一些普遍性的问题有待解决,如:①自动化程度较低,生产操作时,主要依靠工人经验手动操作,烘干质量不稳定;②影响出机粮食水分检测的因素比较多,在线水分检测很难达到规定的精度水平,工作温度0℃以下时粮食水分的检测精度与性能稳定性问题尤为严重,无法为系统提供可靠的数据;③烘干过程控制严重滞后,不能为烘干作业提供实时有效的指导,粮食排出烘干机时才能知道粮食水分。由于技术上达不到准确控制烘干后粮食水分的要求,粮食在烘干过程中造成品质陈化劣变,破碎率增高,水分减量等损失[1]。 PLC是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制，定时、计数和算术等操作的指令，并采用数字式、模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。 进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅速发展，极大的推动了PLC的发展，使的PLC的功能日益增强。如PLC可进行模拟量控制、位置控制和PID控制等，易于实现柔性制造系统。远程通信功能的实现更使PLC 如虎添翼。目前，在先进国家中，PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业。 为解决粮食品质在烘干环节中控制滞后、控制不准等关键技术问题,保持粮食品质,降低粮食在烘干环节中的数量损失和资源浪费,我们进行了基于PLC的粮食烘干控制系统设计。 2 系统的总体设计 粮食烘干系统是将粮食的温度和湿度信号通过温湿度传感器传送到A/D模块，A/D模块将温度和湿度转换为数字量，再传送到PLC。其传送主要是通过PLC的指令，指令控制部分是接收外部各种控制信号，并完成对各种信息的处理以及完成对外部设备的控制。PLC与外部设备的连接主要是通过I/O口，其功能是接收输入信号，传出输出信号。整个系统包括：PLC、A/D模块、执行机构、显示部分、上位计算机。系统结构框图如图1所示。 3 系统的硬件设计 粮食烘干控制系统由两个部分组成：（1） 信息采集和信号输入部分，它主要是温湿度传感器,用来采集粮食的温度和湿度。（2）输出及控制部分，包括上位机,可编程控制器PLC,变频器,显示电路,用来控制热风机,冷风机,排粮电机等，还有显示系统的各种实时信息,使粮食的烘干达到满意的效果。 图1系统结构框图 3.1 温湿度的采集 3.1.1 温湿度传感器类型的选择 经过多方查阅资料，反复调研，决定温湿度传感器采用九纯健科技的JCJ200WJS5T3H2L2M1 温湿度变送器。如图2所示 图2 变送器外形 在各种各样的温湿度测量过程中，所测湿度的温度往往高于一般温度范围（高于80℃），这样以来，普通型温湿度变送器就无法正常工作，当然就不能用于高温环境。JCJ200WJS5T3H2L2M1高温型温湿度变送器，它采用耐高温型湿敏电阻做为感湿组件，配备先进的硬件电 路和温度补偿处理技术，同时将感湿探头和变送电路分体处理，方便只把传感器探头投入到测湿环境中，传感器探头可以在高达150℃温度环境下长期正常稳定工作。JCJ200WJS5T3H2L2M1温湿度变送器配以JUCSAN@高温型感湿元件，完全实现从传感器测湿元件到变送器电路等一系列自主设计、生产。JCJ200WJS5T3H2L2M1高温型温湿度变送器经过大量各种高温测湿应用，已得到用户的普遍认可与推广。JUCSAN@系列变送器选用已获得客户广泛认可，所以利用JCJ200WJS5T3H2L2M1温湿