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第 1 章 烘干机的概述
烘干机是枯燥物品的专用设备。在枯燥物品时，为保证物品质量，减小烘干机零件损耗，除要求温度能自动掌握外，还需要连续通风。烘房内装有电接点温度计TJ，用来检测烘房温度。当加热器通电时，烘房加热升温；通风机通电时，烘房通风。当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合；当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。当按下启动按钮后，要求烘干机按图1-1 烘干机主电路图所示的过程循环往复的工作，直至按下停顿按钮时为止。
电源开关
电热器
通风电动机
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Q S Q F
L1 L2 L3 N
3 80 /2 20 VAC
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K M1 K M2
R FR
M
3～
图 烘干机主电路图
烘房内装有电接点温度计 TJ，用来检测烘房温度。当加热器通电时，烘房加热升温； 通风机通电时，烘房通风。当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合； 当烘房的温度低于需要温度时，电接点温度计的接点断开。当按下启动按钮后，要求烘干机按图 1-2 烘干机工作过程示意图所示的过程循环往复地工作，直至按下停顿按钮时为止。
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®升温¾至¾需要¾温¾度®停顿加热¾延¾迟1m¾in®¾通风机启动¾通¾风5¾min®¾
®通风机停顿¾通¾风停¾止2m¾in®¾通风机启动¾通¾风5¾min®¾通风机停顿
¾低¾于需¾要¾温®度¾升温®
图 烘干机工作过程示意图
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第2章 掌握方案选择
目前应用于烘干机掌握系统主要有继电器掌握系统、PLC 和单片机掌握系统。
单片机掌握
它是用程序实现各种简单的掌握，功能最强。工作方式承受中断处理，响应也较快， 价格比 PLC 要低。但它的程序修改难度较大，牢靠性比PLC 要差，也需要设计特地的接口电路和抗干扰措施。在使用时要求有较好的工作环境，维护技术也较高，系统设计较简单，调试技术难度大，需要有系统的计算机学问。它需要设计和制作输入接口电路、输出接口电路、放大电路和印刷电路板，设计制作工作量大，周期长，而且它的抗扰力量很弱，对环境的适应性差。
继电器掌握
由于继电器掌握设计出的线路也比较简单，因而电器掌握装置的制造周期较长，造价相应较高，修理也不便利。掌握系统完成后，假设掌握任务发生变化，如某些生产工艺流程的变动，则必需通过转变接线才能实现。承受继电器掌握方案，有如下缺点：
不仅继电器本身简洁消灭误动作，特别是触头氧化及铁芯与衔铁弄脏后的吸力缺乏， 机械运动部件运动不敏捷而消灭被卡烧坏线圈等故障，给维护过程带来极大不便，甚至会影响正常营运工作，而且势必使硬件接线量大且简单。
总之，继电器掌握系统的敏捷性和通用性较低，故障率较高。
编程序掌握器掌握
可编程序掌握器的推广应用在我国得到了迅猛进展，可编程序掌握器已经大量应用在引进设备和国产设备中器。PLC 掌握具有如下几个优点：
、 编程方法简洁易学。
、 功能强，性能价格比高。
、 硬件配套齐全，用户使用便利。
、 无触点免配线，牢靠性高，抗干扰力量强。
、 系统的设计、安装、调试量少。
、 修理工作量少，修理便利。
结论
据烘干机对掌握系统的要求，对于可编程掌握器〔PLC〕有这般优点，我们可以考虑用 PLC 来设计烘干机掌握系统。
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第 3 章 掌握系统的硬件设计
PLC 掌握系系统的硬件选择主要包括可编程掌握器的选型、电源模块的选型、接触器、输入/输出的开关量和按钮的选择等。下面分别对其一一进展分析选择各电器元件的型号。
电气元件的选择
、可编程序掌握器物理构造的选择
依据物理构造，可以将可编程序掌握器分为整体式和模块式，整体式每一 I/O 点有
平均价格比模块式的廉价，小型掌握系统一般使用整体式可编程序掌握器。依据烘干机的掌握要求可选用整体式可编程序掌握器。如西门子生产的 CPU 224 CN1。
、可编程序掌握器 I/0 点数确实定
确定 I/0 点数时，应准确地统计出被控设备对可编程序掌握器输入/输出点数的总需求，在此根底上，应留有 10% 20%的裕量，以备今后对系统改进和扩大时使用。可选
~
用型号 CPU 224 CN1，即 I/O 点数为 10 个、根本单元、继电器输出型。
、存储容量的选择
初步估算，对于仅需开关量掌握的系统，将 I/0 点数乘以 8，就是所需的存储器的字数，这一要求一般都能满足。对于此烘干机设计掌握电路手动/自动切换开关 SA,一个启动按钮 SB1，一个预停按钮 SB2，一个急停按钮 SB3，手动加热按钮 SB4,手动通风按钮 SB5,电接点温度计 TJ，热继电器 FR，熔断器 FU，电动机 M，接触器 KM、KM1、KM2 所以选择 CPU 224 CN1
输入输出模块的选择
可编程掌握器输入模块是检测并转换来自现场设备的高电平信号为机器内部电平信号。由于这是工业环境下进展，主电路承受沟通电源供电，由于该工艺环境温度不高， 干扰因素也少，故承受与主电路一样的沟通电源供电，并承受 220V 电压供电。输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的掌握信号。烘干机承受继电器输出模块。
电动机、电气掌握线路设计
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图 总电路图
如图 3-1 总电路图所示有两个线圈：KM1、KM2。其中 KM1 是掌握升温的线圈，KM2 是掌握通风的线圈，KM 为外部电源输入线圈。如上图所示，当SA 断开时，按下SB1 时， KM1 线圈得电，KM1 的常开触点闭合使的电热丝通电升温。KM1 断电后，KM2 的线圈得电， KM2 的常开触点闭合使的通风机工作。当 SA 闭合时，即手动操作的时候，当按下 SB4 时，KM1 线圈通电，KM1 的常开触点闭合使的电热丝通电升温，松开SB4 时，升温完毕； 当按下 SB5 时，KM2 线圈通电，KM2 的常开触点闭合使通风电机启动，松开 SB5 时，通风完毕。用到这两个线圈图中 SA 是外部线路停顿开关。FR 是热继电器起到断电保护作用。熔断器 FU 起到过电流保护的作用。
PLC 的I/O 接线图
依据挨次功能图和电气原理图,考虑到有效的利用可编程掌握器的资源，对输入点数量必需要很好的考虑。需要的输入信号的点主要有手动/自动切换开关 SA,一个启动按钮 SB1，一个预停按钮 SB2，手动升温按钮 SB4,手动通风按钮 SB5, 用于温度反响的电接点温度计 TJ，可知输入点共有 7 个。加上输出点包括升温、通风。可知需要选择的PLC 型号为 CPU 224 CN1，其 I/O 接线图如图 3-2 所示：
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通 信 M
端口0 I
通 信 V
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SA
SB1 SB2 SB3 SB4 SB5
TJ
端口1
1M
M
A+
B+
1L
CPU 224X
P CN
/AC/DC/R
elay
模 块 2L
2M
3L
M
N
L+ DC24V L1 ·
KM1 KM2
PE
· N
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总线接口 AC FU SQ L1
PLC的I/O接线图
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第4章 掌握系统程序设计
挨次功能图设计及过程分析
依据烘干机掌握系统的要求设计出挨次功能图如图 4-1 所示:
图 挨次功能图
其过程分析如下：
、升温
当需要枯燥的物品放入烘干机内，按下启动按钮SB1 后，KM1 加热器通电，烘房加热升温。
、停顿加热
当烘房的温度升至需要温度时，电接点温度计的接点闭合〔TJ 为 ON〕，使得 M1 断电〔加热器停顿加热〕，同时定时器 T37 得电，定时器 37 设定的时间为 60s。
、 通风机启动
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当第 2 步的定时器 T37 定时的时间到后使得通风机 KM2 得电，通风机 KM3 启动，同时定时器 T38 得电，定时器 T38 设定的时间为 300s。
、通风机停顿或升温
当第 3 步的定时器 T37 定时的时间到后，假设温度低于需要温度，则返回到KM1 升温，假设电接点温度计的节点照旧闭合〔TJ 为 ON〕,则通风机停顿，即通风机 KM3 断电， 同时定时器 T39 得电，定时器 T2 设定的时间为 120s。
、是否重复启动通风机
当定时器 T2 定时的时间到后，推断烘房温度是否低于需要温度，温度低于需要温度
〔X1 为 OFF〕则返回到 ,假设不低于需要温度且预停按钮未闭合，则重复第 3、第 4
步，假设预停按钮闭合，则返回初始步 。
、预停
按下停顿按钮 SB2，只有在当前工作周期的操作完毕后，才停顿操作，停顿在初始状态。
设计主程序
图 主程序的梯形图
通过 触点的接通/闭合状态，来分别进展手动子程序/自动子程序的调用。如图 4-2 所示。
设计公用子程序
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图 公用子程序的梯形图
在公用子程序中参加了预停程序，其操作过程：按下预停按钮 SB2 后， 动作， 掌握烘干机启动的 在运行完这一轮的程序循环后断开。急停程序操作过程：按下SB3 后， 动作，掌握烘干机启动的 马上断开。如图 4-3 所示。
通过上述过程可实现预停和急停的功能。
设计手开工作方式子程序
图 手动程序的梯形图
手动程序操作过程：SA 拨至手动挡处时：按下 SB4 进展手动升温， 作用，KM1 线圈开头触发升温；为了避开与其他动作同时作用，(温度反响)和 〔通风〕 此时断开。按下 SB5 进展手动通风， 作用，KM2 线圈开头触发通风效果，为了避开同与其他动作时作用，〔通风〕此时断开。
利用以上程序，可以实现手动掌握。
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设计自动程序
自动程序操作过程：当开关 SA 拨至连续挡时：按下 SB1，常开触点 闭合， 此时启动烘干机，KM1 作用升温至所需温度后停顿加热，运用接通延时定时器可以实现升温后延迟 1min 后接着 KM2 作用通风；通风 5min 后通风机停顿 2min，然后再启动通风机停顿，假设低于所需温度则连续循环进展。如以下图 4-5 所示：
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