PLC在冷冻干燥机中的应用

目  录
摘要………………………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………2
第一章     绪论………………………………………………………………...3
1.1  可编程控制技术的现状及发展趋势…………………………...3
1.2  冷冻干燥机的简介和冷冻干燥的基本原理……………………9
1.3  国内外干燥设备的现状与发展趋势…………………………11
第二章  冷冻干燥技术的现状及发展趋势…………………………….14
2.1  食品冻干机的发展……………………………………………...14
2.2  冻干工艺的现状及发展趋势…………………………………...15
2.3  冻干理论的研究现状及发展趋势……………………………...16
2.4  结论……………………………………………………………...17
第三章  PLC技术……………………………………………………………..18
3.1  PLC概述………………………………………………………...18
3.2  PLC的基本组成与各部分的作用……………………………...18
3.3  A/D和D/A转换概念…………………………………………...20
3.4  PLC的主要特点………………………………………………...22
第四章    控制系统总体设计……………………………………………….23
4.1  系统的基本任务和要求………………………………………..23
4.2  冷冻干燥机的控制系统设计的总体方案选择………………..23
4.3  冷冻干燥机工艺流程…………………………………………..25
4.4  冷冻干燥机的系统保障………………………………………..28
4.5  以PLC为核心的冷冻干燥机控制系统………………………..30
第五章  硬件设计……………………………………………………………34
5.1  系统概况………………………………………………………...34
5.2  PLC与其它工控装置比较……………………………………...34
5.3  PLC处理器选型………………………………………………...36
5.4  传感器…………………………………………………………..38
5.5  触摸式图形显示操作终端选择………………………………..42
5.6  确定I/O点……………………………………………………..43
5.7  PLC的选择……………………………………………………...44
5.8  PLC及其扩展板………………………………………………...46
第六章  控制系统软件设计……………………………………………….49
6.1  系统软件设计系统总流程图…………………………………...49
6.2  软件的组成……………………………………………………...49
6.3  软件的结构……………………………………………………...50
6.4  系统监控软件…………………………………………………...51
第七章    冷冻干燥机系统的通信…………………………………………56
7.1  PLC通信概述…………………………………………………..56
7.2  PLC的通信方式………………………………………………..56
7.3  RS422/RS485串行通信接口及通信介质……………………..57
7.4  VB6.0在PLC与上位机通讯中的应用………………………..58
第八章  三菱FX 系列列PLC运行调试及故障诊断…………………64
8.1  使用环境………………………………………………………...64
8.2  安装接线………………………………………………………..64
8.3  电源规格………………………………………………………...65
8.4  输入输出电路联接……………………………………………...65
第九章   PLC控制系统抗干扰措施…………………………………….67
9.1  干扰源…………………………………………………………...67
9.2  抗干扰措施……………………………………………………...67
9.3  对外界环境抗干扰措施………………………………………...69
小结与致谢……………………………………………………………………..70
参考文献………………………………………………………………………...71

PLC在冷冻干燥机中的应用

摘要:论文介绍了可编程控制器在冷冻干燥机的应用。传统的冷冻干燥机由程序步进器进行机械控制，其触点繁多，故障频繁，维修不便， 严重影响冷冻干燥机的正常工作，对产品的质量也产生了很大影响。
采用三菱的小型PLC对整个冷冻干燥机运行系统进行控制，可实现较高的自动化程度，并完成智能控制、状态显和故障报警等任务，同时还提供良好的人机界面与操作员进行交互，使得修改各种参数简单、易行，对于机械设备的运行能及时、快速、准确的反映。其控制系统结构清楚、线路简单、工作可靠、同时设置了受动/自动控制开关，使得系统维护更加方便，减轻了工人的劳动强度，提高了系统的稳定性和可靠性。
本控制系统具有干燥机冻干曲线设定、除霜、灭菌、在线清洗、真空控制、干燥状态检测、故障报警和维修检查的功能。控制系统能进行全自动的冻干控制，包括预冻、加热、抽真空、压塞、放气、除霜、灭菌等。在编程器上可以显示温度、压力、时间、周期、状态等，也可以显示报警信息。采用冻干曲线和设备运行全自动方法时，可由微机编程，冻干流程显示可用荧光屏或模拟板两种方式，可在微机上对PLC编程，并能提供所有软件设备。软件可记录各运行设备运行的时间和历史记录，随机和定时打印数据、报表、曲线等，同时记录多项故障和事件发生。多点记录仪可显示制品、导热液、真空冷凝器的温度和干燥腔室、真空泵的真空度，同时还对冷凝器的温度进行报警。必要时能够进行人工干预。
关键词：PLC ：冷冻干燥机：应用

APPICATION OF PLC ON THE SYSTEM OF FROZEN DRYERS

Abstract :The thesis introduced application of programmable logic controller (PLC) on the system of frozen dryers . The traditional frozen dryer is carried on machinery to control by the procedure walking into device, its contact is various, the trouble is frequent, maintain inconvenient. The traditional frozen drye not only influence the normal work of the frozen dryer seriously, but also have severe effect on the quality of the products .
Small-scale PLC which adopt Mitsubishi runs the system to control to the whole frozen dryers , can realize higher automatic degree , such tasks as it is apparent to finish the intellectual control , stating and fault alarm ,etc. at the same time and the operator proceeds hand over with each other, make modify every kind of parameter simple, easy line, reflect the movement of the machine equipments can on time, fleetness. Its control system construction is clear, the circuit is simple and work dependable, establishes to suffer to move at the same time/ automatic control switch, which make system maintenance more convenient, alleviated the worker's labor strength, increases the stability of the system with dependable.
The control system has the frozen dryers jelly fucks the curve sets up, divided by frost, put out the germ, on-line wash, the vacuum control, dry appearance examination, break down to report to the police with maintain the function of the check. The control system can proceed the full-automatic jelly fucks the control, including prepare the jelly, heating, take out the vacuum and press to fill, put the spirit, divided by frost and put out germ etc. The weave of the control system can show temperature, pressure, time, period, appearance...etc. it lso can show to report to the information of the alarm. Adoption the jelly fucks the curve to circulate the full-automatic method with the equipments, can be woven by tiny machine distance, the jelly fucks the process manifestation can hold or imitate plank two kinds of methods with the fluorescence, can at tiny and on board weave the distance to PLC, which also can provide all software equipments. The software can record the each circulating time that equipments circulate to record with the history, with machine and with settle print data, statement, curve...etc., record at the same time many the item breaks down with affairs occurrence. At the same time returning to congealed machine of the dry the room of the machine, vacuum pump. The necessary time can proceed the artificial interferes.
Keyword:PLC；frozen dyers；application

第一章 绪论

1.1可编程控制技术的现状及发展趋势
    
自1969年世界上第一台可编程控制器在美国12月公司诞生以来，PLC走过了30余年的发展历程。随着计算机技术的飞速发展，PLC软、硬件水平与规模也发生了质与量的变化。随着PLC控制技术朝智能化方向的不断发展，也推动了先进制造技术的相应发展，将工业、国防等领域的控制水平提到了一个新的高度。可编程控制器有一个产生、发展、完善不断提高的过程，我国从1985年开始使用，在工业自动控制领域作出重要贡献．

1.1.1 PLC的应用和发展 
 
1969年，美国通用汽车公司根据生产需要，提出设想：   
把计算机功能的完善性、灵活性和能用性等优点和继电器控制系统的简单、易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，作为通用控制装置，取代传统的断电接触控制系统计算机编程方法和程序输入简化，用自然后编程，使不熟悉计算机的人也能方便使用它不仅具有存贮、记忆、运行等功能，还要抗干扰能力强，可靠性强，适应于恶劣环境，接口简单。美国12月公司首先响应。于1969年研制出了第一台可编程序逻辑控制器，简称PLC，型号PDP—14，接着美国GE公司在汽车自动装置上用它代替传统断电器控制系统，并获得成功． 
     因此，它实际是在继电器控制技术和计算机控制技术基础上开发出来一种工业计算机，虽PLC采用的是计算机的基本构成部分，但其组成部件也广泛使用了计算机的构成元件，但它的结构与工作原理与计算机有很大差别，如采用光电隔离技术，输入和输出采用映象寄存器，周期性刷新方式，循环扫描和集中刷新的工作方式是它突出工作特点． 
可编程逻辑控制器自从问世以来，近三十年来凭借其独特优势得到了迅速发展，从最初只具备逻辑控制、定时、计收、存贮记忆、运算等功能到现在成为种类繁多，功能强大，性能多样化的一项技术越来越显示其在工业控制中的重要地位，成为20世纪对传统的断电器、接触器控制是一场有深远意义影响的工业革命，它(PLC)是计算机技术与继电器、接触器控制技术相结合的产物，因此，PLC与继电器、接触器控制系统，具有相同的逻辑关系，但P比是用计算机技术实现的，而其逻辑关系是用程序实现的，而不是实际电路实现的，可以用各种形式编成PLC用户程序，而梯形固和语句表是两种最常用PLC编程语言．因而它不仅替代大量中间继电器、时间继电器、计数器、步进选线器等等，其应用软件梯形图语言替代及简化大量自动控制线路，使自动控制系统大大减少使用的元器件、线路，同时线路接头也大大减少，使故障率大大降低，由于采用计算机扫描技术和存贮原理，对于一般控制线路更改，可以通过改变存贮器中应用软件来实现，由于软件的更改极易实现，从而在实现方式上有本质的飞跃，其通用性和灵活性进一步增强．