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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳希寧
研究生(外文):CHEN,HSI-NING
論文名稱:可程式控制器PLC之FBD之應用研究-以水泥研磨系統為例
論文名稱(外文):Application Research of FBD of Programmable Logic Controller PLC - Taking Cement Grinding System as an Example
指導教授:王見銘
指導教授(外文):WANG, CHIEN-MING
口試委員:江茂欽歐勝源
口試委員(外文):JIANG, MAOH-CHINOU, SHENG-YUAN
口試日期:2022-07-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立宜蘭大學
系所名稱:電機資訊學院碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:可程式控器(PLC)階梯圖(LD)功能區塊圖(FBD)
外文關鍵詞:Programmable Logic Controller (PLC)Ladder Diagram (LD)Function Block Diagram (FBD)
相關次數:
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本論文提出以MODICON的可程式控器(PLC)為控制硬體,並利用支援IEC61131-3語言Unity程式編輯軟體,發展設計出易於操作功能區塊圖(FBD),做為日後水泥研磨系統程序控制之圖形化應用開發的基礎。
透過功能區塊圖(FBD)有結構化程式,實現自動化系統建構的程序,整合自動化水泥研磨系統控制流程需求開發功能區塊圖(FBD),例如:群組開關車控制迴路、原料輸送單機設備等功能區塊圖(FBD),讓操作者能在同一畫面控制多台設備,並無需查看繁雜的邏輯模塊,就進行控制且即時了解設備運轉狀態,而對維修者而言能迅速找到設備的故障,也使第一次接觸該系統的人能更快速地掌握運轉流程,而當程式設計者編程其他系統時,如有相同設備則得以重複套用,無須再另行設計,也讓程式在不影響功能的狀態下呈現編程畫面簡潔的情狀。
使一般程序開發者能在短時間內,完成不同需求系統建立,根據自己的需要自行編輯相應的功能區塊圖(FBD)來滿足自動化生產要求,在日益競爭的程控市場需求,將提高公司生產效率與產品品質,進而提高市場之競爭力。

This thesis proposes to use MODICON's Programmable Logic Controller (PLC) as the control hardware, and use the Unity program editing software that supports IEC61131-3 language to develop and design an easy-to-operate Function Block Diagram (FBD) as a future cement grinding system program The basis for the development of graphical applications of control.
Through the Function Block Diagram (FBD), there is a structured program to realize the program of automatic system construction, and integrate the control process requirements of the automatic cement grinding system to develop Function Block Diagram (FBD), such as: group switch control circuit, raw material conveying stand-alone equipment Waiting for Function Block Diagram (FBD), the operator can control multiple devices on the same screen, and do not need to check complicated logic modules, control and instantly understand the operating status of the equipment, and for the maintenance personnel can quickly find the equipment. It also enables the first-time users to grasp the operation process more quickly, and when the programmers program other systems, if the same equipment is used, it can be used repeatedly without further design, and the program will not affect the In the state of function, the programming screen is concise.
It enables general program developers to complete the establishment of different demand systems in a short period of time, and edit the corresponding Function Block Diagram (FBD) according to their own needs to meet the requirements of automated production. In the increasingly competitive program control market demand, it will improve the company's production. Efficiency and product quality, thereby improving the competitiveness of the market.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 2
1.3IEC 61131-3編程語言介紹 2
1.4研究方法 4
1.5水泥研磨系統運轉概念 5
1.6文獻回顧 5
第二章 研究規劃及設計 7
2.1設計原理 7
2.2功能區塊圖(FBD)設計範例 7
第三章 FBD的設計及參數描述 13
3.1水泥研磨系統常用的功能區塊圖(FBD) 13
3.1.1 Group_start群組開車FDB 14
3.1.2 MOTOR單相馬達FBD 17
3.1.3 MOTOR馬達附加速度檢知的FBD 20
3.1.4 MOTOR馬達附加速度檢知、偏差與繩索保護FBD 25
3.1.5 R_Pump水電阻循環泵浦FBD 31
3.1.6 R_UP_DN水電阻接觸器FBD 35
3.1.7 Switch_12選擇開關 1個輸入2個輸出狀態FDB 39
3.1.8 WHV_MOTOR高壓馬達用於水電阻啟動FBD 41
3.2其它特殊類別功能區塊圖(FBD) 46
3.2.1 ADJ_P時間間隔脈波訊號FBD 46
3.2.2 ALARM新舊故障訊息FBD 48
3.2.3 Auto_start自動開車訊號輸出器FBD 51
3.2.4 GATE雙相馬達檔板控制FBD 53
3.2.5 GATE_TUNE實際值與設定值比較器FBD 56
3.2.6 LIGHT照明控制FBD 59
3.2.7OIL_COMP輥壓機油壓值設定控制器FBD 66
3.2.8ROL_PLUS順序控制器FBD 72
3.2.9 SCALE_CHANG數值轉換工程單位值FDB 74
3.2.10START_WARING開車警報器FDB 76
3.2.11 Switch_on選擇開關1個輸入1個輸出狀態FDB 80
第四章 系統規劃及設計 81
4.1系統規劃說明 81
4.2輸送系統與收塵系統 82
4.3輸送系統與收塵系統啟動流程範例: 83
4.4磨機系統 93
第五章 結論 97
參考文獻 98
圖目錄
圖2- 1 PLC階梯圖(LD) 8
圖2- 2 PLC功能區塊圖(FBD) 8
圖2- 3單相馬達的階梯圖(LD) 10
圖2- 4單相馬達的功能區塊圖(FBD) 11
圖3- 1群組開車的FBD 14
圖3- 2群組開車的LD 15
圖3- 3單相馬達的FBD 17
圖3- 4單相馬達的LD 18
圖3- 5馬達附加速度檢知的FBD 20
圖3- 6馬達附加速度檢知的LD 21
圖3- 7馬達附加速度檢知、偏差與繩索保護的FBD 25
圖3- 8馬達附加速度檢知、偏差與繩索保護的LD 26
圖3- 9水電阻循環泵浦的FBD 31
圖3- 10水電阻循環泵浦的LD 32
圖3- 11水電阻接觸器的FBD 35
圖3- 12水電阻接觸器的LD 36
圖3- 13選擇開關 1個輸入 2個輸出狀態的FBD 39
圖3- 14選擇開關 1個輸入 2個輸出狀態的LD 39
圖3- 15高壓馬達用於水電阻啟動的FBD 41
圖3- 16高壓馬達用於水電阻啟動的LD 42
圖3- 17時間間隔脈波訊號的FBD 46
圖3- 18使用基礎功能塊(FB)編寫的時間間隔脈波訊號FBD 46
圖3- 19新舊故障訊息的FBD 48
圖3- 20使用基礎功能塊(FB)編寫的新舊故障訊息FBD 48
圖3- 21自動開車訊號輸出器的FBD 51
圖3- 22使用基礎功能塊(FB) 編寫的自動開車訊號輸出器FBD 51
圖3- 23雙相馬達檔板控制的FBD 53
圖3- 24雙相馬達檔板控制的LD 54
圖3- 25實際值與設定值比較器的FBD 56
圖3- 26實際值與設定值比較器的LD 57
圖3- 27 LIGHT照明控制的FBD 59
圖3- 28 LIGHT照明控制的LD 60
圖3- 29輥壓機油壓值設定控制器的FBD 66
圖3- 30使用基礎功能塊(FB) 編寫的輥壓機油壓值設定控制器FBD 67
圖3- 31順序控制器的FBD 72
圖3- 32使用基礎功能塊(FB) 編寫的順序控制器FBD 72
圖3- 33數值轉換工程單位值的FDB 74
圖3- 34使用基礎功能塊(FB) 編寫的數值轉換工程單位值FDB 74
圖3- 35開車警報器的FDB 76
圖3- 36開車警報器的LD 77
圖3- 37選擇開關1個輸入1個輸出狀態的FDB 80
圖3- 38選擇開關1個輸入1個輸出狀態的LD 80
圖4- 1水泥研磨系統流程圖 81
圖4- 2熟料入櫃系統與收塵系統啟動流程圖 83
圖4- 3熟料入櫃系統與收塵系統功能區塊圖(FBD)程式 84
圖4- 4水泥入庫系統與收塵系統啟動流程圖 85
圖4- 5水泥入庫系統與收塵系統功能區塊圖(FBD)程式 86
圖4- 6水泥轉運站輸送系統啟動流程圖 87
圖4- 7水泥轉運站輸送系統功能區塊圖(FBD)程式 88
圖4- 8磨機出料系統啟動流程圖 89
圖4- 9磨機出料系統功能區塊圖(FBD)程式 90
圖4- 10廢氣收塵系統啟動流程圖 91
圖4- 11廢氣收塵系統功能區塊圖(FBD)程式 92
圖4- 12磨機系統啟動流程圖 93
圖4- 13磨機系統功能區塊圖(FBD)程式 94
圖4- 14水泥磨機潤滑系統啟動流程圖 95
圖4- 15水泥磨機潤滑系統功能區塊圖(FBD)程式 96
表目錄
表2- 1單相馬達的參數描述表 11
表3- 1群組開車的參數描述表 16
表3- 2單相馬達的參數描述表 19
表3- 3馬達附加速度檢知的參數描述表 23
表3- 4馬達附加速度檢知、偏差與繩索保護的參數描述表 29
表3- 5水電阻循環泵浦的參數描述表 34
表3- 6水電阻接觸器的參數描述表 38
表3- 7選擇開關 1個輸入 2個輸出狀態的參數描述表 40
表3- 8高壓馬達用於水電阻啟動的參數描述表 44
表3- 9時間間隔脈波訊號的參數描述表 47
表3- 10新舊故障訊息的參數描述表 49
表3- 11自動開車訊號輸出器的參數描述表 52
表3- 12雙相馬達檔板的參數描述表 55
表3- 13實際值與設定值比較器的參數描述表 58
表3- 14照明控制的參數描述表 64
表3- 15輥壓機油壓值設定控制器的參數描述表 70
表3- 16順序控制器的參數描述表 73
表3- 17數值轉換工程單位值的參數描述表 75
表3- 18開車警報器的參數描述表 79
表3- 19選擇開關 1個輸入 1個輸出狀態的參數描述表 80


[1] 於慶廣,『可程式控制器原理及系統設計』,清華大學,2014。
[2] 翁維勤,『過程控制系統的應用與研究』東北大學,2008。
[3] 鄭晟、張學,『現代可編程序控制原理與應用』,科學出版社1999。
[4] 張曉坤『可程式控制器原理與應用』西北工業大學2006。
[5] 邱振混『PLC網版張網機之研製』修平科技大學2016。
[6] 李亞軒『紅綠燈自動控制搭配PLC操作系統』明新科技大學2018。
[7] 莊淯舜『PLC應用於咖啡調質機之系統設計與整合』臺北科技大學2021。
[8] MODICON 33003697_K01_000_09操作手冊。
[9] METTLER _R06_IND780_PLC_EN操作手冊。

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