基于PLC的棉籽烘干機(jī)溫度控制的研究與設(shè)計(jì)

鄭瀟瀟 劉姝廷 沈陽(yáng)工學(xué)院

1 棉籽烘干機(jī)的工作原理

棉籽烘干機(jī)的工作原理是：將空氣作為介質(zhì)，把空氣加熱，提高其溫度，然后把熱空氣送入烘干機(jī)內(nèi)籽棉的輸送系統(tǒng)中，讓籽棉和快速流動(dòng)的熱空氣充分接觸，產(chǎn)生熱交換，進(jìn)而吸收棉纖維中的水分，達(dá)到籽棉烘干的目的。

棉籽烘干機(jī)主要有烘干箱、輸送帶、加熱風(fēng)機(jī)及進(jìn)出風(fēng)口等幾部分組成，棉籽通過(guò)輸送帶進(jìn)入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干箱內(nèi)溫度通過(guò)PLC控制加熱風(fēng)機(jī)的功率達(dá)到。

2 硬件方案選擇

棉籽烘干機(jī)溫度控制系統(tǒng)主要是根據(jù)烘干機(jī)內(nèi)部實(shí)際溫度和棉籽回潮率要求，控制加熱器的加熱功率，實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。本文結(jié)合棉籽烘干機(jī)溫度系統(tǒng)需求及當(dāng)前主流控制技術(shù)，采用了以“PLC和組態(tài)王”為核心的總體控制方案。其中PLC采用日本歐姆龍公司的CP1系列可編程控制器，此編程器不僅程序的編寫(xiě)簡(jiǎn)單、可靠性高、操作簡(jiǎn)單；而且憑借編程控制器的自身?xiàng)l件足以滿(mǎn)足模擬的需要。其整體設(shè)計(jì)思路如圖2.1所示。

圖2.1 總體設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)主要是通過(guò)PLC來(lái)控制風(fēng)機(jī)來(lái)控制烘干機(jī)內(nèi)部的溫度[1]。烘干機(jī)溫度控制系統(tǒng)的主電路原理圖如圖2.2所示。

圖2.2 主電路原理圖

3 軟件方案選擇

對(duì)于本文所設(shè)計(jì)的棉籽烘干機(jī)溫度系統(tǒng)控制系統(tǒng)可選擇“可編程控制器和組態(tài)軟件”為核心的設(shè)計(jì)思路，其中可編程控制器選用歐姆龍公司的CPIH系列PLC，組態(tài)軟件選用北京亞控科技有限公司的組態(tài)王軟件[2]。

考慮到日本公司在我國(guó)小型PLC領(lǐng)域的極大優(yōu)勢(shì)以及經(jīng)濟(jì)因素等原因，在本文所涉及的棉籽烘干機(jī)溫度系統(tǒng)控制系統(tǒng)，本人建議選擇歐姆龍所生產(chǎn)的CP1H系列PLC。日本OMRON公司在國(guó)際上也有比較高的知名度，OMRON的中小型機(jī)的產(chǎn)品方面也相當(dāng)成熟，其在中國(guó)市場(chǎng)上的占有率也在持續(xù)增加。所以下位機(jī)軟件采用日本歐姆龍公司的編程軟件CX-P軟件。

CX-Programmer還可以完成梯形圖的編程、檢查，連接上位機(jī)通過(guò)控制PLC實(shí)現(xiàn)程序的上載進(jìn)而控制機(jī)器的運(yùn)行，可以配置PLC的設(shè)定區(qū)、也可以監(jiān)視讀取PLC的運(yùn)行狀態(tài)。

4 組態(tài)軟件選擇

運(yùn)用組態(tài)王軟件可以便捷地完成對(duì)棉籽烘干機(jī)溫度控制系統(tǒng)的工程建立、畫(huà)面設(shè)計(jì)、串口參數(shù)設(shè)定及與PLC的通信等，實(shí)現(xiàn)對(duì)棉籽烘干機(jī)溫度系統(tǒng)的可視化遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)控，以便于實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控[3]。組態(tài)王軟件由工程管理器、工程瀏覽器和運(yùn)行系統(tǒng)三部分組成。其中工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，比如對(duì)已有工程進(jìn)行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等。工程瀏覽器是一個(gè)工程開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫(huà)面、定義設(shè)備驅(qū)動(dòng)及相關(guān)變量、動(dòng)畫(huà)連接、命令語(yǔ)言以及配置運(yùn)行系統(tǒng)等。