(論文)單級(jí)圓柱齒輪減速器論文(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（機(jī)電一體化工程）地 市： 準(zhǔn)考證號(hào)： 姓 名： 自學(xué)考試高等教育自學(xué)考試課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 課程設(shè)計(jì)題目： 單級(jí)圓柱齒輪減速器 二、 課程設(shè)計(jì)工作自 2009年 12 月 08日起至 2010 年 01月 12 日止三、 課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)： 四、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容要求：課題的來(lái)源要有現(xiàn)實(shí)意義；有系統(tǒng)框圖的分析；包括機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)的計(jì)算 ；有執(zhí)行元器件的選用說(shuō)明；要編寫(xiě)機(jī)械和電氣其它的說(shuō)明書(shū)； 指導(dǎo)教師：批準(zhǔn)日期：課 程 設(shè) 計(jì) 評(píng) 審 意 見(jiàn) 書(shū)指導(dǎo)老師初審意見(jiàn)及建議評(píng)分等級(jí) 指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日工作單位職稱(chēng)主考院校審核意見(jiàn)及評(píng)分審核人： 年 月 日目 錄設(shè)計(jì)計(jì)劃任務(wù)書(shū) 1傳動(dòng)方案說(shuō)明2電動(dòng)機(jī)的選擇3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算6軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8 聯(lián)軸器的選擇10 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算13 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算14 減速器附件的選擇15 潤(rùn)滑與密封16 PLC的工作原理- PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試- 引言 1.PLC控制原理2 PLC系統(tǒng)設(shè)備選型2.1 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模2.2 確定PLC I/O 點(diǎn)的類(lèi)型2.3 確定PLC編程工具3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.2 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4 PLC控制系統(tǒng)程序的調(diào)試4.1 I/O端子測(cè)試4.2 系統(tǒng)調(diào)試5 結(jié)束語(yǔ)設(shè)計(jì)小結(jié)16 參考資料16一.擬定傳動(dòng)方案為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速nw,即v=1.1m/s;D=350mm; nw=60*1000*v/(*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為r/min或r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為7或25。二.選擇電動(dòng)機(jī)）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和工作條件，選用一般用途的（）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。）電動(dòng)機(jī)容量（）卷筒軸的輸出功率F=2800r/min; Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率PdPd=Pw/t傳動(dòng)裝置的總效率t=t1*t22*t3*t4*t5式中，t1,t2,為從電動(dòng)機(jī)到卷筒之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由表查得：彈性聯(lián)軸器 1個(gè)t4=0.99; 滾動(dòng)軸承2對(duì)t2=0.99; 圓柱齒輪閉式1對(duì)t3=0.97; V帶開(kāi)式傳動(dòng)1幅t1=0.95; 卷筒軸滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑良好1對(duì)t5=0.98; 則t=t1*t22*t3*t4*t5=0.95*0.992*0.97*0.99*0.980.8762 故Pd=Pw/t=3.08/0.8762 （）電動(dòng)機(jī)額定功率Ped由第二十章表選取電動(dòng)機(jī)額定功率ped=4KW。3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為了便于選擇電動(dòng)事，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍24，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍36，可選電動(dòng)機(jī)的最小轉(zhuǎn)速Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 可選電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min同步轉(zhuǎn)速為960r/min選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為321。）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表、表查出321型電動(dòng)機(jī)的方根技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表刻錄備用。電機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速電機(jī)質(zhì)量軸徑mmY132M1-64Kw10009607328大齒輪數(shù)比小齒輪數(shù)=101/19=5.3158 三計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比nm=960r/min; i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ）分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)比為i1=3; 則單級(jí)圓柱齒輪減速器比為i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 所得i2值符合一般圓柱齒輪和單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。四計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)）各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為軸，減速器高速軸為軸，低速軸為軸，各軸轉(zhuǎn)速為n0=nm; n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ）各軸輸入功率按機(jī)器的輸出功率Pd計(jì)算各軸輸入功率，即P0=Ped=4kw 軸I 的功率P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 軸II功率P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ）各軸轉(zhuǎn)矩T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 二、設(shè)計(jì)帶輪1、計(jì)算功率P=Ped=4Kw 一班制，工作小時(shí)，載荷平穩(wěn)，原動(dòng)機(jī)為籠型交流電動(dòng)機(jī)查課本表，得KA=1.1; 計(jì)算功率Pc=KA*P=1.1*44.4kw 2選擇普通帶型號(hào)n0 =960r/min 根據(jù)Pc=4.4Kw，n0=960r/min,由圖13-15（205頁(yè)）查得坐標(biāo)點(diǎn)位于A型d1=80100、確定帶輪基準(zhǔn)直徑表及推薦標(biāo)準(zhǔn)值小輪直徑d1=100mm; 大輪直徑d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 取標(biāo)準(zhǔn)件d2=355mm; 4、驗(yàn)算帶速驗(yàn)算帶速v=*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s在525m/s范圍內(nèi)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速誤差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857=-0.0141 5、V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距初定中心距中心距的范圍amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm a0=350mm; 初算帶長(zhǎng)Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4/a0 Lc = 1461.2mm 選定基準(zhǔn)長(zhǎng)度表8-7,表8-8查得Ld=1600mm; 定中心距a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm a=420mm; amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 6、驗(yàn)算小帶輪包角驗(yàn)算包角180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a145.2107 120度 故合格7、求V帶根數(shù)Z由式（13-15）得查得 n1=960r/min , d1=120mm查表13-3 P0=0.95由式13-9得傳動(dòng)比i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5查表（13-4）得由包角145.21度查表13-5得Ka=0.92KL=0.99z=4.4/(0.95+0.05)*0.92*0.99)=38、作用在帶上的壓力F查表13-1得q=0.10故由13-17得單根V帶初拉力三、軸初做軸直徑： 軸I和軸II選用45#鋼 c=110d1=110*（3.8/320）(1/3)=25.096mm取d1=28mmd2=110*(3.65/60)（1/3）=43.262mm由于d2與聯(lián)軸器聯(lián)接，且聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)件，由軸II扭矩，查162頁(yè)表取YL10YLd10聯(lián)軸器Tn=630580.5878Nm 軸II直徑與聯(lián)軸器內(nèi)孔一致取d2=45mm四、齒輪1、齒輪強(qiáng)度由n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3采用軟齒面，小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度為260HBS，大齒輪用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)齒面硬度為225HBS。因，SH1=1.1， SH2=1.1，因：，SF=1.3所以2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按9級(jí)精度制造。取載荷系數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 按 計(jì)算中心距u=i=5.333mm齒數(shù)z1=19,則z2=z1*5.333=101模數(shù)m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模數(shù)m2.5 確定中心矩a=m(z1+z1)/2=150mm齒寬b=b1=70mm,b2=60mm3、驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)YF1=2.57，YF2=2.18按式（11-8）輪齒彎曲強(qiáng)度4、齒輪圓周速度按162頁(yè)表11-2應(yīng)選9做精度。與初選一致。五、軸校核：圓周力Ft=2T/d1徑向力Fr=Ft*tan =20度 標(biāo)準(zhǔn)壓力角d=mz=2.5*101=252.5mmFt=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5NFr=5852.5*tan20=2031.9N1、求垂直面的支承壓力Fr1,Fr2 由Fr2*L-Fr*L/2=0得Fr2=Fr/2=1015.9N2、求水平平面的支承力FH1=FH2=Ft/2=2791.2N3、垂直面彎矩L=40/2+40/2+9010=140mmMavFr2*L/21015.9*140/2=71.113Nm4、水平面彎矩MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm5、求合成彎矩圖6、求軸傳遞轉(zhuǎn)矩T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm7、計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料，用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得由表13-3查得許用彎曲應(yīng)力，所以考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將軸的最小危險(xiǎn)直徑d加4%。故d=1.04*25.4=26.42mm由實(shí)際最小直徑d=40mm,大于危險(xiǎn)直徑所以此軸選d=40mm,安全六、軸承的選擇由于無(wú)軸向載荷，所以應(yīng)選深溝球軸承6000系列徑向載荷Fr=2031.9N，兩個(gè)軸承支撐，F(xiàn)r1=2031.9/21015.9N工作時(shí)間Lh3*365*8=8760（小時(shí)）因?yàn)榇笮奁谌?，可更換一次軸承所以取三年由公式式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作環(huán)境溫度不高)（深溝球軸承系列）由附表選6207型軸承七、鍵的選擇選普通平鍵A型由表10-9按最小直徑計(jì)算，最薄的齒輪計(jì)算b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm由公式所以選變通平鍵，鑄鐵鍵所以齒輪與軸的聯(lián)接中可采用此平鍵。八、減速器附件的選擇1、通氣器：由于在外界使用，有粉塵，選用通氣室采用M181.52、油面指示器：選用油標(biāo)尺，規(guī)格M163、起吊裝置：采用箱蓋吊耳，箱座吊耳4、放油螺塞：選用外六角細(xì)牙螺塞及墊片M161.55、窺視孔及視孔蓋選用板結(jié)構(gòu)的視孔蓋九、潤(rùn)滑與密封：1、齒輪的潤(rùn)滑：采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)大齒輪的速度為：查課程設(shè)計(jì)P19表3-3大齒輪浸油深度為六分之一大齒輪半徑，所以取浸油深度為30mm。2、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑采用飛濺潤(rùn)滑在箱座凸緣面上開(kāi)設(shè)導(dǎo)油溝，并設(shè)擋油盤(pán)，以防止軸承旁齒輪嚙合時(shí)，所擠出的熱油濺入軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力。3、潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備選用L-AN15潤(rùn)滑油4、密封方式選?。哼x用凸緣式端蓋，易于調(diào)整軸承間隙，采用端蓋安裝氈圈油封實(shí)現(xiàn)密封。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承外徑?jīng)Q定。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)1 引言 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的啟停，電磁閥的開(kāi)閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，而PLC技術(shù)是解決上述問(wèn)題的最有效、最便捷的工具，因此PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面就PLC工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題進(jìn)行探討。2.PLC控制原理PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開(kāi)關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車(chē)制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控制各類(lèi)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶(hù)編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過(guò)程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開(kāi)關(guān)量來(lái)處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來(lái)完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制2 PLC系統(tǒng)設(shè)備選型PLC最主要的目的是控制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。不同型號(hào)的PLC有不同的適用范圍。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類(lèi)型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計(jì)，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲杏嗔慷焕速M(fèi)資源的機(jī)型（小、中、大形機(jī)器）。并且結(jié)合市場(chǎng)情況，考察PLC生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價(jià)格性能比較好的PLC機(jī)型。目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多，國(guó)外知名品牌有德國(guó)的SIEMENS;日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、Panasonic;美國(guó)的GE;韓國(guó)的LG等。國(guó)產(chǎn)品牌有研華、研祥、合力時(shí)等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性?xún)r(jià)比越來(lái)越高。PLC 的選型應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手。2.1 確定PLC 控制系統(tǒng)的規(guī)模依據(jù)工廠(chǎng)生產(chǎn)工藝流程和復(fù)雜程度確定系統(tǒng)規(guī)模的大小。可分為大、中、小三種規(guī)模。小規(guī)模PLC控制系統(tǒng):單機(jī)或者小規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程，控制過(guò)程主要是條件、順序控制，以開(kāi)關(guān)量為主，并且I/O點(diǎn)數(shù)小于128 點(diǎn)。一般選用微型PLC,如SIEMENS S7-200等。中等規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)雜邏輯控制和閉環(huán)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在128512 點(diǎn)之間。應(yīng)該選用具有模擬量控制、PID控制等功能的PLC，如SIEMENS S7-300等。大規(guī)模PLC控制系統(tǒng):生產(chǎn)過(guò)程是大規(guī)模過(guò)程控制、DCS系統(tǒng)和工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)控制，I/O點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上。應(yīng)該選用具有通信聯(lián)網(wǎng)、智能控制、數(shù)據(jù)庫(kù)、中斷控制、函數(shù)運(yùn)算的高檔PLC,如SIEMENS S7-400等, 再和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)結(jié)合實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通訊和控制。2.2 確定PLC I/O 點(diǎn)的類(lèi)型根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分析被控對(duì)象的復(fù)雜程度，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類(lèi)型（數(shù)字量、模擬量等）統(tǒng)計(jì)，列出清單。適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲熊浻布Y源余量而不浪費(fèi)資源的機(jī)型（小、中、大型機(jī)器）。根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的。電磁閥的開(kāi)閉、大電感負(fù)載、動(dòng)作頻率低的設(shè)備，PLC輸出端采用繼電器輸出或者固態(tài)繼電器輸出;各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)/停止應(yīng)采用晶體管輸出。2.3 確定PLC編程工具（1） 一般的手持編程器編程。 手持編程器只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句表（STL）編程。這種方式效率低，但對(duì)于系統(tǒng)容量小、用量小的產(chǎn)品比較適宜，具有體積小、價(jià)格低、易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。 這主要用于微型PLC的編程。（2） 圖形編程器編程。圖形編程器采用梯形圖（LAD）編程，方便直觀(guān)，一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如，但該編程器價(jià)格較高,主要用于微型PLC和中檔PLC。（3） 計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程 。這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PLC 開(kāi)發(fā)軟件包價(jià)格昂貴，并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，主要用于中高檔PLC系統(tǒng)的硬件組態(tài)和軟件編程。3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。3.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這關(guān)系著PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。（1） PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)。PLC供電電源一般為AC85240V，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化元件（如電源濾波器、1:1隔離變壓器等）;隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級(jí)線(xiàn)圈屏蔽層與初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，次級(jí)線(xiàn)圈屏蔽層接PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。PLC輸入電路電源一般應(yīng)采用DC 24V, 同時(shí)其帶負(fù)載時(shí)要注意容量，并作好防短路措施，這對(duì)系統(tǒng)供電安全和PLC安全至關(guān)重要，因?yàn)樵撾娫吹倪^(guò)載或短路都將影響PLC的運(yùn)行，一般選用電源。的容量為輸入電路功率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜的熔絲，防止短路。（2） PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)。依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，各種指示燈、變頻器/數(shù)字直流調(diào)速器的啟動(dòng)停止應(yīng)采用晶體管輸出，它適應(yīng)于高頻動(dòng)作，并且響應(yīng)時(shí)間短;如果PLC 系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘6 次以下，應(yīng)首選繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，抗干擾和帶負(fù)載能力強(qiáng)。如果PLC輸出帶電磁線(xiàn)圈等感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)PLC。當(dāng)PLC掃描頻率為10次/min 以下時(shí)，既可以采用繼電器輸出方式，也可以采用PLC輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器或者固態(tài)繼電器（SSR），再驅(qū)動(dòng)負(fù)載。對(duì)于兩個(gè)重要輸出量，不僅在PLC內(nèi)部互鎖，建議在PLC外部也進(jìn)行硬件上的互鎖，以加強(qiáng)PLC系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。對(duì)于常見(jiàn)的AC220V交流開(kāi)關(guān)類(lèi)負(fù)載，例如交流接觸器、電磁閥等，應(yīng)該通過(guò)DC24V微小型中間繼電器驅(qū)動(dòng)，避免PLC的DO接點(diǎn)直接驅(qū)動(dòng)，盡管PLC手冊(cè)標(biāo)稱(chēng)具有AC220V交流開(kāi)關(guān)類(lèi)負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。（3） PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的日新月異的發(fā)展，晶閘管可控整流和變頻調(diào)速裝置使用日益廣泛，這帶來(lái)了交流電網(wǎng)的污染，也給控制系統(tǒng)帶來(lái)了許多干擾問(wèn)題，防干擾是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。一般采用以下幾種方式:隔離:由于電網(wǎng)中的高頻干擾主要是原副邊繞組之間的分布電容耦合而成，所以建議采用1:1超隔離變壓器，并將中性點(diǎn)經(jīng)電容接地。屏蔽:一般采用金屬外殼屏蔽，將PLC系統(tǒng)內(nèi)置于金屬柜之內(nèi)。金屬柜外殼可靠接地，能起到良好的靜電、磁場(chǎng)屏蔽作用，防止空間輻射干擾。布線(xiàn):強(qiáng)電動(dòng)力線(xiàn)路、弱電信號(hào)線(xiàn)分開(kāi)走線(xiàn)，并且要有一定的間隔;模擬信號(hào)傳輸線(xiàn)采用雙絞線(xiàn)屏蔽電纜。3.2 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)可以著手軟件的設(shè)計(jì)工作。軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的最關(guān)鍵的問(wèn)題，程序的編寫(xiě)是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)。在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù)。（1） PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想。由于生產(chǎn)過(guò)程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序?；境绦?既可以作為獨(dú)立程序控制簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝過(guò)程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序;依據(jù)計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)思想，基本程序的結(jié)構(gòu)方式只有三種:順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。模塊化程序:把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫(xiě)和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)。我們建議經(jīng)常采用這種程序設(shè)計(jì)思想，因?yàn)楦髂K具有相對(duì)獨(dú)立性，相互連接關(guān)系簡(jiǎn)單，程序易于調(diào)試修改。特別是用于復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過(guò)程。（2） PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)。PLC控制系統(tǒng)I/O分配，依據(jù)生產(chǎn)流水線(xiàn)從前至后，I/O點(diǎn)數(shù)由小到大;盡可能把一個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備或部件的I/O信號(hào)集中編址，以利于維護(hù)。定時(shí)器、計(jì)數(shù)器要統(tǒng)一編號(hào)，不可重復(fù)使用同一編號(hào)，以確保PLC工作運(yùn)行的可靠性。程序中大量使用的內(nèi)部繼電器或者中間標(biāo)志位（不是I/O位），也要統(tǒng)一編號(hào)，進(jìn)行分配。在地址分配完成后，應(yīng)列出I/O分配表和內(nèi)部繼電器或者中間標(biāo)志位分配表。彼此有關(guān)的輸出器件，如電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)等，其輸出地址應(yīng)連續(xù)安排，如Q2.0/Q2.1等。（3） PLC控制系統(tǒng)編程技巧。PLC程序設(shè)計(jì)的原則是邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單明了，易于編程輸入，少占內(nèi)存，減少掃描時(shí)間，這是PLC 編程必須遵循的原則。下面介紹幾點(diǎn)技巧。PLC各種觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無(wú)需用復(fù)雜的程序來(lái)減少觸點(diǎn)使用次數(shù)。同一個(gè)繼電器線(xiàn)圈在同一個(gè)程序中使用兩次稱(chēng)為雙線(xiàn)圈輸出，雙線(xiàn)圈輸出容易引起誤動(dòng)作，在程序中盡量要避免線(xiàn)圈重復(fù)使用。如果必須是雙線(xiàn)圈輸出，可以采用置位和復(fù)位操作（以S7-300為例如SQ4.0或者 RQ4.0）。如果要使PLC多個(gè)輸出為固定值 1 （常閉），可以采用字傳送指令完成，例如 Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同時(shí)都為1，可以使用一條指令將十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)0A9H直接傳送QW2即可。對(duì)于非重要設(shè)備，可以通過(guò)硬件上多個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)后再接入PLC輸入端，或者通過(guò)PLC編程來(lái)減少I(mǎi)/O點(diǎn)數(shù)，節(jié)約資源。例如:我們使用一個(gè)按鈕來(lái)控制設(shè)備的啟動(dòng)/停止，就可以采用二分頻來(lái)實(shí)現(xiàn)。模塊化編程思想的應(yīng)用:我們可以把正反自鎖互鎖轉(zhuǎn)程序封裝成為一個(gè)模塊，正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)封裝成為一個(gè)模塊，在PLC程序中我們可以重復(fù)調(diào)用該模塊，不但減少編程量，而且減少內(nèi)存占用量,有利于大型PLC 程序的編制。4 PLC控制系統(tǒng)程序的調(diào)試PLC控制系統(tǒng)程序的調(diào)試一般包括I/O端子測(cè)試和系統(tǒng)調(diào)試兩部分內(nèi)容，良好的調(diào)試步驟有利于加速總裝調(diào)試的過(guò)程。4.1 I/O端子測(cè)試用手動(dòng)開(kāi)關(guān)暫時(shí)代替現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)，以手動(dòng)方式逐一對(duì)PLC輸入端子進(jìn)行檢查、驗(yàn)證，PLC輸入端子的指示燈點(diǎn)亮，表示正常;反之，應(yīng)檢查接線(xiàn)或者是I/O點(diǎn)壞。我們可以編寫(xiě)一個(gè)小程序，在輸出電源良好的情況下，檢查所有PLC輸出端子指示燈是否全亮。PLC輸入端子的指示燈點(diǎn)亮，表示正常。反之，應(yīng)檢查接線(xiàn)或者是I/O點(diǎn)壞。4.2 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)首先按控制要求將電源、外部電路與輸入輸出端子連接好，然后裝載程序于PLC中，運(yùn)行PLC進(jìn)行調(diào)試。將PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。在正式調(diào)試前全面檢查整個(gè)PLC控制系統(tǒng)，包括電源、接地線(xiàn)、設(shè)備連接線(xiàn)、I/O連線(xiàn)等。在保證整個(gè)硬件連接正確無(wú)誤的情況下即可送電。把PLC控制單元的工作方式設(shè)置為“RUN”開(kāi)始運(yùn)行。反復(fù)調(diào)試消除可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題。在調(diào)試過(guò)程中也可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)硬件作適當(dāng)修改以配合軟件的調(diào)試。應(yīng)保持足夠長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間使問(wèn)題充分暴露并加以糾正。調(diào)試中多數(shù)是控制程序問(wèn)題。一般分以下幾步進(jìn)行: