PLC在電鍍生產(chǎn)線中的應(yīng)用

1、PLC在電鍍生產(chǎn)線中 的應(yīng)用 -作者xxxx -日期xxxx 【精品文檔】 【精品文檔】 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 PLC在電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì) 學(xué) 院：學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2011年6月 【精品文檔】 【精品文檔】 摘 要 電鍍行車生產(chǎn)線自動(dòng)化的程度在德國、意大利、美國等國家的發(fā)展水平已經(jīng) 較高，而在我國尚處于發(fā)展階段。本課題以行業(yè)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合其他行業(yè)自 動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了基于PLC的電鍍行車自動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，并通過 應(yīng)用機(jī)械、可編程序控制器(PLC)等多項(xiàng)專門技術(shù)開發(fā)的自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)。本文首 先分析和制定了該生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)思想

2、和方案，確保了該生產(chǎn)線系統(tǒng)具備真 正的自動(dòng)化生產(chǎn)能力且結(jié)構(gòu)簡單。在該生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中，采用了高可靠性， 高穩(wěn)定性，編程簡單，易于使用，而且廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)線過程控制 中的控制器PLC。 重點(diǎn)分析了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)部分，并給出了系統(tǒng)主電路圖、PLC控制I/O端口 分配表以及整體程序流程圖等，實(shí)現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，降低 了勞動(dòng)強(qiáng)度。為適應(yīng)現(xiàn)代傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，我們還采用了基于組態(tài)王軟件的 系統(tǒng)作為上位機(jī)，配合下位機(jī)PLC完成了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)功能，更好的使 該自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)融入到現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中。 關(guān)鍵詞：PLC、電鍍生產(chǎn)線、控制系統(tǒng)、組態(tài)王 【精品文檔】 【精品文

3、檔】 Abstract Plating production line driving the degree of automation in Germany, Italy, the United States and other countries have higher levels of development, while in China is still in development stage.The topics to the industry status quo as the starting point, combined with other industry appl

4、ication of automatic control technology proposed PLC-based automatic electroplating production line design lane, and through the application of mechanical, programmable logic controller (PLC) and many other specialized technology developmentautomated production systems.Firstly, analysis and developm

5、ent of the production lines overall design concept and programs to ensure that the production line automation system with real ability and a simple structure.In the production line control system, using a high reliability, high stability, simple programming and easy to use, and is widely used in mod

6、ern industrial process control of production line controller PLC. Key parts of the system hardware and software design, and the system hardware, wiring diagram, PLC control I / O port allocation table and the overall program flow, etc., to achieve a plating production automation, improve productivit

7、y and reduce labor intensity.In order to adapt the modern tradition industry control system, we also used based on the configuration king software system had taken on the position machine, coordinate lower position machine PLC has completed this system real-time monitoring system function, better ca

8、used this automatic production system to integrate to the modern industry control domain in. Key words: PLC ,Electroplating production line,Control System, Configuration King 【精品文檔】 【精品文檔】 目 錄 摘 要 . ABSTRACT(英文摘要). 目 錄.IV 前 言. 1 第一章 緒論 .3 1.1 PLC的發(fā)展和歷史趨勢.3 1.2 PLC的分類.4 1.3 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能.7 1.4 PLC的基

9、本工作原理.8 1.5 電鍍生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)概述與選題背景意義 .9 1.5.1 基于PLC的電鍍行車的控制系統(tǒng)的概述 .9 1.5.2 課題的選題背景及意義 .9 1.6 控制對象的設(shè)計(jì)要求詳述 .10 第二章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .12 體設(shè)計(jì) .12 應(yīng)用系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .12 .12 PLC的機(jī)型選擇 .12 2.2 I/O分配表及其端子接線圖 .14 設(shè)計(jì) .16 2.5 電鍍生產(chǎn)線的工作流程圖 .18 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .20 3.1 軟件的組成及應(yīng)用 .20 3.1.1 PLC內(nèi)部資源 .20 3.1.2 PLC編程語言 .21 3.1.3 組態(tài)軟件 .22 3.2 組態(tài)王軟

10、件設(shè)計(jì) .24 【精品文檔】 【精品文檔】 第四章 梯形圖 .35 結(jié) 論.39 參考文獻(xiàn).40 致謝及聲明.41 【精品文檔】 【精品文檔】 前言前言 我們設(shè)計(jì)的工作過程是這樣的：電鍍生產(chǎn)線的一側(cè)，工人將待加工零件裝入吊籃 ，并發(fā)出信號，行車的左行和右行，前進(jìn)與后退以及上升與下降的運(yùn)動(dòng)分別由電 動(dòng)機(jī)M1,M2,M3拖動(dòng)通過電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，按工藝要求在需 要停留的槽位停止，這由位置控制指令信號既固定于軌道一側(cè)的限位開關(guān)發(fā)出 來控制吊籃與槽位的對位。通過程序指令，由延時(shí)繼電器控制在各個(gè)槽位的停留 時(shí)間，停留一定時(shí)間后自動(dòng)提升。如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工藝，直至生 產(chǎn)線的末端

11、自動(dòng)返回原位，卸下處理器件，并進(jìn)行計(jì)數(shù)，重新裝料發(fā)出信號進(jìn)入 下一加工循環(huán)。 電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺行車、三臺行車和四臺 行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對于行車的自動(dòng)控制， 早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程 控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動(dòng)化程度 更高。 一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑 外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是 決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可 以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)

12、得到嚴(yán)格的保證，有效的減少廢品率，而且還可以提 高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生 產(chǎn)線上對行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。 隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，存儲控制程序逐步替代接線程序 控制，成為工業(yè)控制系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。所謂程序控制，就是將控制邏輯程序 語言的形式存放在存儲器中，通過執(zhí)行存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的控制要求。這 樣的系統(tǒng)稱為存儲程序控制系統(tǒng)。在存儲程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不需 要改變控制器內(nèi)部的接線，而只需通過通過編程器中的某些程序語言內(nèi)容。 【精品文檔】 【精品文檔】 可編程控制器就是一種存儲程序控制器。其輸入設(shè)備

13、和輸出設(shè)備與繼電器 控制系統(tǒng)相同，但它們直接連接到可編程控制器的輸入端子和輸出端子。在可編 程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制任務(wù)，同樣需要針對具體的控制對象 ，分析控制系統(tǒng)要求，確定所需用戶的輸出輸入設(shè)備，然后運(yùn)行相應(yīng)的程序語言 便指出相應(yīng)的程序，利用編程器和其他設(shè)備寫入可編程控制器的存儲器中。每條 程序語言確定一個(gè)順序，運(yùn)行時(shí)CPU一次讀取查出其中的程序語句，對它們的內(nèi) 容解釋并加以執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果用以輸出設(shè)備，兩支被控制對象工作?？删幊炭刂?器時(shí)通過軟件實(shí)現(xiàn)控制邏輯的，能夠使用不同控制任務(wù)的需要，通用性強(qiáng)，使用 靈活，可靠性強(qiáng)。 【精品文檔】 【精品文檔】 第一章 緒論 1.1 PLC

14、的發(fā)展和歷史趨勢 PLC發(fā)展至今已有近40年的歷史，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù) 的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有翻天覆地的變化，PLC亦再不斷的發(fā)展，正朝著新的 技術(shù)發(fā)展。 一是PLC網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展，其中有兩個(gè)趨勢：一方面，PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng) 不再是自成體系的封閉系統(tǒng)，而是迅速向開放式系統(tǒng)發(fā)展，各大品牌PLC除外形 成自己各具特色的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成設(shè)備控制任務(wù)之外，還可以與上位計(jì)算機(jī) 管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息交流，成為整個(gè)信息管理系統(tǒng)的一部分；另一方面，現(xiàn) 場總線技術(shù)得到廣泛的采用，PLC與其他安裝在現(xiàn)場的智能化設(shè)備，比如智能儀 表、傳感器、智能型電磁閥、智能型驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，通過一根傳

15、輸介質(zhì)（比如雙 絞線、同軸電纜、光纜）鏈接起來，并按照同一通信規(guī)約互相傳輸信息，由此構(gòu)成 一個(gè)現(xiàn)場工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)與單純的PLC遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相比，配置更靈活，擴(kuò) 展更方便，造價(jià)更低，性能價(jià)格比更好，也更具開放意義。 二是PLC向高性能小型化方向發(fā)展，PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越 小。比如三菱的FX- IS系列PLC，最小的機(jī)種，體積僅為609075mm，相當(dāng)于一個(gè)繼電器，但卻具有 高速計(jì)數(shù)、斜坡、交替輸出及16位四則運(yùn)算等能力，還具有可調(diào)電位器時(shí)間設(shè)定 功能。PLC已不再是早期那種只能進(jìn)行開關(guān)量邏輯運(yùn)算的產(chǎn)品了，而是具有越來 越強(qiáng)的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計(jì)算機(jī)上才能具

16、有的高級處理能 力，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。從這 種意義上說，PLC系統(tǒng)與DCS（集散控制系統(tǒng)）的差別越來越小了，用PLC同樣可 以構(gòu)成一個(gè)過程控制系統(tǒng)。 三是PLC操作向簡易化方向發(fā)展。目前PLC推廣的難度之一就是復(fù)雜的編程 使得用戶望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語言也不盡相同，用戶往往需 要掌握更多種編程語言，難度較大。PID控制、網(wǎng)絡(luò)通信、高速計(jì)數(shù)器、位置控制 【精品文檔】 【精品文檔】 、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應(yīng)用也是PLC程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普 通的方法對它們編程時(shí)，需要熟悉有關(guān)的特殊存儲器的意義，在編程時(shí)對它們賦 值，

17、運(yùn)行時(shí)通過訪問它們來實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能。這些程序往往還與中斷有關(guān)，編程 的過程既繁瑣又容易出錯(cuò)，阻礙了PLC的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。PLC的發(fā)展必然朝著 操作簡化對復(fù)雜任務(wù)的編程，在這一點(diǎn)上西門子就充當(dāng)了先行者，西門子S7- 200的編程軟件設(shè)計(jì)了大量的編程向?qū)?，只需要在對話框中輸入一些參?shù)，就可 以自動(dòng)生成包括中斷程序在內(nèi)的用戶程序，大大方便了用戶的使用。 近10年來，隨著PLC價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中 小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟(jì) 的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi)PLC在我國仍將保 持高速增長勢頭。 1.2 P

18、LC的分類 世界上PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派：一個(gè)流派是美國產(chǎn)品，一個(gè)流派是 歐洲產(chǎn)品，一個(gè)流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離情況下 獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的PLC技 術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定 位在小型PLC上。美國和歐洲以大中型PLC而聞名，而日本則以小型PLC著稱。 美國PLC產(chǎn)品 美國是PLC生產(chǎn)大國，有100多家PLC廠商，著名的有A- B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋 公司等。其中A- B公司是美國最大的PLC制造商，其產(chǎn)品

19、約占美國PLC市場的一半。 A- B公司產(chǎn)品規(guī)格齊全、種類豐富，其主推的大、中型PLC產(chǎn)品是PLC- 5系列。該系列為模塊式結(jié)構(gòu)，CPU模塊為PLC-5/10、PLC-5/12、 PLC-5/15、PLC- 5/25時(shí)，屬于中型PLC，I/O點(diǎn)配置范圍為2561024點(diǎn)；當(dāng)CPU模塊為PLC- 5/11、PLC-5/20、 PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC- 5/60L時(shí)，屬于大型PLC，I/O點(diǎn)最多可配置到3072點(diǎn)。 該系列中PLC- 【精品文檔】 【精品文檔】 5/250功能最強(qiáng)，最多可配置到4096個(gè)I/O點(diǎn)，具有強(qiáng)大的控制和信息管理功能

20、。 大型機(jī)PLC-3最多可配置到8096個(gè)I/O 點(diǎn)。A- B公司的小型PLC產(chǎn)品有SLC500系列等。 GE公司的代表產(chǎn)品是：小型機(jī)GE-1、GE- 1/J、GE-1/P等，除GE- 1/J外，均采用模塊結(jié)構(gòu)。GEl用于開關(guān)量控制系統(tǒng)，最多可配置到112個(gè)I/O點(diǎn)。 GE-1/J是更小型化的產(chǎn) 品，其I/O點(diǎn)最多可配置到96點(diǎn)。GE-1/P是GE- 1的增強(qiáng)型產(chǎn)品，增加了部分功能指令（數(shù)據(jù)操作指令）、功能模塊（A/D、D/A等） 、遠(yuǎn)程I /O功能等，其I/O點(diǎn)最多可配置到168點(diǎn)。中型機(jī)GE-，它比GE- 1/P增加了中斷、故障診斷等功能，最多可配置到400個(gè)I/O點(diǎn)。大型機(jī) GE- ，它

21、比GE- 增加了部分?jǐn)?shù)據(jù)處理、表格處理、子程序控制等功能，并具有較強(qiáng)的通信功能 ，最多可配置到2048個(gè)I/O點(diǎn)。GE-/P最多可配 置到4000個(gè)I/O點(diǎn)。 德州儀器（TI）公司的小型PLC新產(chǎn)品有510、520和TI100等，中型PLC新產(chǎn)品 有TI300、5TI等，大型PLC產(chǎn)品有PM550、530、560、565等系列。除TI100和TI300 無聯(lián)網(wǎng)功能外，其它PLC都可實(shí)現(xiàn)通信，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。 莫迪康（MODICON）公司有M84系列PLC。其中M84是小型機(jī)，具有模擬量 控制、與上位機(jī)通信功能，最多I/O點(diǎn)為112點(diǎn)。M484是中型機(jī)， 其運(yùn)算功能較強(qiáng)，可與上位機(jī)通信，也可

22、與多臺聯(lián)網(wǎng)，最多可擴(kuò)展I/O點(diǎn)為512點(diǎn)。 M584是大型機(jī)，其容量大、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)，最多可擴(kuò)展I/O 點(diǎn)為8192。M884增強(qiáng)型中型機(jī)，它具有小型機(jī)的結(jié)構(gòu)、大型機(jī)的控制功能，主機(jī) 模塊配置2個(gè)RS-232C接口，可方便地進(jìn)行組網(wǎng)通信。 歐州的PLC產(chǎn)品 德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司是歐洲著名的PLC制 造商。德國的西門子的電子產(chǎn)品以性能精良而久負(fù)盛名。在中、大型PLC產(chǎn)品領(lǐng) 域與美國的A-B公司齊名。 西門子PLC主要產(chǎn)品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S- 95U屬于微型整體式PLC；S5-100U是小型模塊式PLC，最多可配置到

23、【精品文檔】 【精品文檔】 256個(gè)I/O點(diǎn)；S5-115U是中型PLC，最多可配置到1024個(gè)I/O點(diǎn)；S5- 115UH是中型機(jī)，它是由兩臺SS115U組成的雙機(jī)冗余系 統(tǒng)； S5- 155U為大型機(jī)，最多可配置到4096個(gè)I/O點(diǎn)，模擬量可達(dá)300多路；SS155H是大 型機(jī)，它是由兩臺S5-155U組成的雙機(jī)冗余系 統(tǒng)。而S7系列是西門子公司在S5系列PLC基礎(chǔ)上近年推出的新產(chǎn)品，其性能價(jià)格 比高，其中S7-200系列屬于微型PLC、S7-300系列屬于于中小 型PLC、S7- 400系列屬于于中高性能的大型PLC。 本的PLC產(chǎn)品 日本的小型PLC最具特色，在小型機(jī) 領(lǐng)域中頗具盛名，

24、某些用歐美的中型機(jī)或大型機(jī)才能實(shí)現(xiàn)的控制，日本的小型機(jī) 就可以解決。在開發(fā)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)方面明顯優(yōu)于歐美的小型機(jī)，所以格外受 用戶 歡迎。日本有許多PLC制造商，如三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等，在世 界小型PLC市場上，日本產(chǎn)品約占有70的份額。 歐姆龍（OMRON）公司的PLC產(chǎn)品，大、中、小、微型規(guī)格齊全。微型機(jī)以SP系列 為代表，其體積極小，速度極快。小型機(jī)有 P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型機(jī)現(xiàn)已被性價(jià)比 更高的CPM1A系列所取代，CPM2A/2C、 CQM1系列內(nèi)置RS- 232C接口和實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并具有軟PID功能，CQM1H是

25、CQM1的升級產(chǎn)品。中型機(jī)有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS 1系列。C200H是前些年暢銷的高性能中型 機(jī)，配置齊全的I/O模塊和高功能模塊，具有較強(qiáng)的通信和網(wǎng)絡(luò)功能。C200HS是C 200H的升級產(chǎn)品，指令系統(tǒng)更豐富、網(wǎng)絡(luò)功能更強(qiáng)。C200HX /HG/HE是C200HS的升級產(chǎn)品，有1148個(gè)I/O點(diǎn)，其容量是 C200HS的2倍，速度是C200HS的375倍，有品種齊全的通信模塊，是適應(yīng)信息 化的PLC產(chǎn)品。CS1系列具有中型機(jī)的規(guī)模、大型機(jī)的功能，是 一種極具推廣價(jià)值的新機(jī)型。大型機(jī)有 C1000H、C2000H、CV（CV500CV1000

26、CV2000CVM1）等。 【精品文檔】 【精品文檔】 C1000H、C2000H可單機(jī)或雙機(jī)熱備運(yùn)行，安裝帶電插拔模塊，C2000H可在線更 換I/O模塊；CV系列中除CVM1外，均可采用結(jié)構(gòu)化編程， 易讀、易調(diào)試，并具有更強(qiáng)大的通信功能。 松下公司的PLC產(chǎn)品中，F(xiàn)PO為微型機(jī)，F(xiàn)P1為整體式小型機(jī)，F(xiàn)P3為中型機(jī)，F(xiàn)P5/ FP10、FP10S（FP10的改進(jìn)型）、FP20為大型 機(jī)，其中FP20是最新產(chǎn)品。松下公司近幾年P(guān)LC產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是：指令系統(tǒng)功 能強(qiáng)；有的機(jī)型還提供可以用FP-BASIC語言編程的CPU及多種智能 模塊，為復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)提供了軟件手段；FP系列各種PLC都配置

27、通信機(jī)制，由 于它們使用的應(yīng)用層通信協(xié)議具有一致性，這給構(gòu)成多級PLC網(wǎng)絡(luò)和開發(fā) PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序帶來方便 三菱公司的PLC是較早進(jìn)入中國市場的產(chǎn)品。其小型機(jī)F1/F2系列是F系列的 升級產(chǎn)品，早期在我國的銷量也不小。F1/F2系列加強(qiáng)了指令系統(tǒng)，增加了 特殊功能單元和通信功能，比F系列有了更強(qiáng)的控制能力。繼F1/F2系列之后，20 世紀(jì)80年代末三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功能、網(wǎng)絡(luò) 功能等方面都有了全面的加強(qiáng)。FX2系列是在90年代開發(fā)的整體式高功能小型機(jī) ，它配有各種通信適配器和特殊功能單元。FX2N幾年推出的高功能整體式小 型機(jī)，它是FX2的換代產(chǎn)品，各種功能都有了全面

28、的提升。近年來還不斷推出滿 足不同要求的微型PLC，如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及系列 等產(chǎn)品。 三菱公司的大中型機(jī)有A系列、QnA系列、Q系列，具有豐富的網(wǎng)絡(luò)功能，I/O 點(diǎn)數(shù)可達(dá)8192點(diǎn)。其中Q系列具有超小的體積、豐富的機(jī)型、靈活的安裝方式、雙 CPU協(xié)同處理、多存儲器、遠(yuǎn)程口令等特點(diǎn)，是三菱公司現(xiàn)有PLC中最高性能的P LC。 1.3 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能 1、CPU運(yùn)算和控制中心 它在整個(gè)系統(tǒng)中起“心臟”作用。 2、存儲器 【精品文檔】 【精品文檔】 具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。 系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序

29、以及對用戶程序做 編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更 改，斷電不消失。 用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機(jī)存取存儲器（RAM） 組成。 3、輸入/輸出接口 (1) 輸入接口： 輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射 下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi) 部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部 所能接受的數(shù)字信號。 (2) 輸出接口 輸出接口工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1，有電流流過，繼電器線圈有 電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流

30、和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信 號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)斷開，斷開負(fù)載的電 流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動(dòng) 作或不動(dòng)作。 PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式 1、 每次掃描過程。集中對輸入信號進(jìn)行采樣。集中對輸出信號進(jìn)行刷新。 2、 輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)， 新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。 【精品文檔】 【精品文檔】 3、一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 4、 元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 5、 掃描周期的長短

31、由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（ 3）指令條數(shù) 6、 由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出 響應(yīng)延遲。 1.5 電鍍生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)概述與選題背景意義 基于PLC的電鍍行車的控制系統(tǒng)的概述 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它具 有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工 程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造；體積小，重 量輕，能耗低等特點(diǎn)。 一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑 外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工

32、藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是 決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可 以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少廢品率，而且還可以提 高生產(chǎn)效率和減輕 工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生產(chǎn)線上對行車的自 動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。 因此用PLC來設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)是不錯(cuò)的選擇。 課題的選題背景及意義 電鍍就是利用電解的方式使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密 、結(jié)合力良好的金屬層的過程。簡單的理解，是物理和化學(xué)的變化和結(jié)合。 【精品文檔】 【精品文檔】 隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷細(xì)分，新工藝新材料的不斷涌現(xiàn)，在實(shí)際產(chǎn)品

33、得到應(yīng) 用的設(shè)計(jì)效果也日新月異，電鍍是我們在設(shè)計(jì)中經(jīng)常要涉及到的一種工藝，而電 鍍效果是我們使用時(shí)間較長，工藝也較為成熟的一種效果。對于這種工藝的應(yīng)用 在我們的產(chǎn)品上已經(jīng)非常多，而通過這種的處理我們通?？梢缘玫揭恍┙饘偕?澤的效果，如高光、亞光等，搭配不同的效果構(gòu)成產(chǎn)品效果的差異性，通過這樣 的處理為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)增加一個(gè)亮點(diǎn)。電鍍工藝的應(yīng)用我們一般作以下用途：a:防 腐蝕b:防護(hù)裝飾c:抗磨損d:電性能（根據(jù)零件工作要求，提供導(dǎo)電或絕緣性能的鍍 層）e:工藝要求。 一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑 外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則

34、是 決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采用自動(dòng)化控制不但可 以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少廢品率，而且還可以提 高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，電鍍生 產(chǎn)線上對行車的自動(dòng)控制則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化控制的關(guān)鍵。 電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺行車、三臺行車和四臺 行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對于行車的自動(dòng)控制， 早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程 控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動(dòng)化程度 更高。 用PLC輔以變頻器對電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線

35、行車進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、編 程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一 種很有效的自動(dòng)控制方式，是電鍍生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的 發(fā)展方向。 1.6 控制對象的設(shè)計(jì)要求詳述 電鍍的工作流程如圖1.1：啟動(dòng)吊鉤上升上限行程開關(guān)閉合 右行至1號槽上方XK1行程開關(guān)閉合吊鉤下降進(jìn)入1號槽 下限行程開關(guān)閉合電鍍延時(shí) 【精品文檔】 【精品文檔】 吊鉤上升，由6號槽內(nèi)吊鉤上升，然后左行至左限位，吊鉤下降至原位，即原 位。按照要求，我們要實(shí)現(xiàn)以下工作方式： 1、原位：表示設(shè)備處于初始狀態(tài)，吊鉤在下限位置，行車在左限位置。 2、連續(xù)工作：當(dāng)?shù)蹉^回到原點(diǎn)后，延

36、時(shí)一段時(shí)間（裝卸零件），自動(dòng)上升右行， 按照工作流程要求不停的循環(huán)。 3、 單周期工作：設(shè)備始于原點(diǎn)，按下啟動(dòng)按鈕，設(shè)備工作一個(gè)周期，然后停于原點(diǎn)， 要重復(fù)第二個(gè)工作周期，必須再按一下啟動(dòng)按鈕。 【精品文檔】 【精品文檔】 第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .1應(yīng)用系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)類型 由PLC構(gòu)成的單機(jī)控制系統(tǒng)。 由PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)。 由PLC構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)。 用PLC構(gòu)成遠(yuǎn)程I/0控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)的運(yùn)行方式 手動(dòng)運(yùn)行方式。 自動(dòng)運(yùn)行方式。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù) 工藝要求 設(shè)備狀況 控制功能 I/0點(diǎn)數(shù)和種類 系統(tǒng)的先進(jìn)性 PLC的機(jī)型選擇 合理的結(jié)構(gòu)型式 整體式PLC的每一

37、個(gè)IO點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對較小, 一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈 活方便,在IO點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、IO模塊的種類等方面選擇 余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 安裝方式的選擇 PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程IO式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。 【精品文檔】 【精品文檔】 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程IO硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程IO式適 用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程IO可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附 近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程IO電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于 多臺設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要

38、相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附 加通訊模塊。 應(yīng)用功能要求 一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量 控制的設(shè)備都可滿足。 對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶AD和D A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。 對于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制 規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴，一般用 于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。 響應(yīng)速度要求 PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能 滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。

39、如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊 的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速IO處理功能 的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。 系統(tǒng)可靠性的要求 對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是 否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題： 機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。 機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平 的提高。 【精品文檔】 【精品文檔】 機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)

40、算機(jī) 后易于形成一個(gè)多級分布式控制系統(tǒng)。 根據(jù)自動(dòng)化電鍍生產(chǎn)線的控制要求以及以上根據(jù)，我們采用了德國西門子P LC S7-200 CPU226型號，此類型PLC無論獨(dú)立運(yùn)行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。 它的使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡單控制到復(fù)雜的自動(dòng)控制。其應(yīng)用領(lǐng) 域包括各種機(jī)床、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、電梯等行業(yè)。S7-200 CPU226通訊功能完善，具有極高的性能價(jià)格比是很突出的特點(diǎn)，也是我們采用 它的主要原因。 PLC為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號有兩部分，一部分是原點(diǎn)、單周期、 連續(xù)等面板控制按鈕，另一部分是多種行程開關(guān)，這些面板按鈕信號和傳感器信 號作為PLC的輸入

41、變量，經(jīng)過PLC的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器， 然后在PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到輸出接口， 從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)來控制行車的運(yùn)行和吊鉤的升降 2.2 I/O分配表及其端子接線圖 在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們定義的I/O分配表如表2- 1所示。將18個(gè)輸入信號和8個(gè)輸入信號按各自的功能類型分好，并與PLC的I/O點(diǎn) 一一對應(yīng)，編排地址如下表。數(shù)字量擴(kuò)展模塊的地址分配是從最靠近CPU模塊的 數(shù)字量模塊開始，在本機(jī)數(shù)字量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字節(jié)連續(xù)遞增，本模塊 高位實(shí)際位數(shù)未滿8位的，未用位不能分配給I/O鏈的后續(xù)模塊，模擬量擴(kuò)展模塊 的地址是從最靠近CPU模塊的模擬量模塊開始，

42、在本機(jī)模擬量地址的基礎(chǔ)上從左 到右按字遞增。 我們定義的I/O端子接線圖如圖2- 1所示。由圖表可以看出,PLC控制系統(tǒng)的輸入信號有18個(gè)，均為開關(guān)量。其中單 操作按鈕開關(guān)3個(gè)，行程開關(guān)6個(gè)，限位開關(guān)6個(gè)，選擇工作方式開關(guān)3個(gè)。PLC控制 系統(tǒng)的輸出信號有8個(gè)，其中2個(gè)用于驅(qū)動(dòng)吊鉤電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2,2個(gè) 【精品文檔】 【精品文檔】 用于驅(qū)動(dòng)行車電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM3、KM4，2個(gè)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM 5、KM6，1個(gè)用于原位指示,1個(gè)用于運(yùn)行指示。 表2.1 I/O分配表 序號輸 入序號輸 出 1 上限位 19 上升 2 下限位 20 下降 3 左限位 21 左行 4 右

43、限位 22 右行 5 前限位 23 前進(jìn) 6 后限位 24 后退 7 原點(diǎn)開關(guān) 25 原位 8 啟動(dòng)開關(guān) 26 運(yùn)行 9 停止開關(guān) 10 單周期開關(guān) 11 連續(xù)工作開關(guān) 12 步進(jìn)開關(guān) 13 XK1行程開關(guān) 14 XK2行程開關(guān) 15 XK3行程開關(guān) 16 XK4行程開關(guān) 17 XK5行程開關(guān) 18 XK6行程開關(guān) 【精品文檔】 【精品文檔】 I0.2 I0.1 I0.0 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 上限 下限 左限 右限 前限 后限 原點(diǎn) 開關(guān) 啟動(dòng) 開關(guān) 停止 開關(guān) 單

44、周 期 連續(xù) 步進(jìn) XK1 XK2 XK3 XK4 XK5 XK6 24V Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 S7-200 CPU226 圖2.1 I/O端子接線圖 電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。 電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式，利 用圖形符號和項(xiàng)目符號表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的 電路圖。電氣原理圖并不按電器元件實(shí)際布置來繪制，而是根據(jù)它在電路中所起 【精品文檔】 【精品文檔】 的作用畫在不同的部位上。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明的特點(diǎn)，適合研 究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和

45、生產(chǎn)現(xiàn)場等方面得到廣泛應(yīng)用。 圖2.2 電鍍生產(chǎn)線主電路圖 u 1u 2 VD 1 VD 2 VD 3 VD 4 C Ic R IR d Ud 假設(shè)該電路已工作于穩(wěn)態(tài)，在U2正半周過零點(diǎn)至wt=0期間，因U2Ud，故二極管均 不導(dǎo)通，電容C向R放電，提供負(fù)載所需電流。至wt=0之后，U2將要超過Ud，使得VD1 和VD4開通，Ud=U2，交流電源向電容充電，同時(shí)向負(fù)載R供電。 【精品文檔】 【精品文檔】 當(dāng)空載時(shí)，R趨于無窮大，放電時(shí)間常數(shù)為無窮大，輸出電壓最大，Ud2。通常 在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)負(fù)載的情況選擇電容C值，使RC1.5- 2.5T,T為交流電源的周期，此時(shí)輸出的電壓為Ud2. 在本設(shè)計(jì)中

46、，根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的工藝要求，只需用三臺電機(jī)分別控制行車的 左行、右行和行車的前進(jìn)、后退以及吊鉤的上升、下降。主電路如圖2-2。 圖2- 2中，接觸器KM1，KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行車的左行、右行，接觸器KM3 ，KM4控制電動(dòng)機(jī)M2的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行車的前進(jìn)和后退，接觸器KM5、KM6控制電動(dòng) 機(jī)M3的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)吊鉤的上升和下降。 2.5 電鍍生產(chǎn)線的工作流程圖 我們根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程圖，以便可以更清楚的認(rèn)識 該生產(chǎn)線的生產(chǎn)全過程，整個(gè)系統(tǒng)的工作流程圖，如圖2-3所示。 行車動(dòng)作無非就是上下左右前后受控移動(dòng)，按照指定的順序(即動(dòng)作表)完成 一系列的動(dòng)作。要求有幾

47、套動(dòng)作表可以選擇，動(dòng)作可以靜態(tài)修改，也可以在運(yùn)行 時(shí)由上位機(jī)動(dòng)態(tài)修改。在這里，我們把行車的一個(gè)動(dòng)作定義為：“到幾號工位上升 ，再到幾號工位下降”，或者是“延時(shí)幾秒”，每個(gè)動(dòng)作表由若干個(gè)動(dòng)作字組成，放 在PLC 的數(shù)據(jù)寄存器里，動(dòng)作表由PLC程序初始化，也可以在運(yùn)行時(shí)通過串行通訊由上 位機(jī)讀取和修改，PLC程序在運(yùn)行時(shí)只是不斷地解釋和執(zhí)行動(dòng)作表。 【精品文檔】 【精品文檔】 開始 初始化 手動(dòng) 單周期運(yùn)行否 烘干清水槽回收液渡2槽回收液槽渡1槽 30S30S30S280S50S50S 6#5# 4#3#2#1# N N N Y Y 返回 圖2.4 電鍍生產(chǎn)線工作流程圖 【精品文檔】 【精品文檔】

48、 第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 3.1 軟件的組成及應(yīng)用 3.1.1 PLC內(nèi)部資源 內(nèi)部根據(jù)軟元件的功能不同，分成了許多區(qū)域，如輸入/輸出繼電器區(qū)、定 時(shí)器區(qū)、計(jì)數(shù)器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等。下面分別介紹下。 1、定時(shí)器：電氣自動(dòng)控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間控制，靈活 地使用定時(shí)器可以編制出復(fù)雜動(dòng)作的控制程序。它是PLC中重要的編程元件，是 累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。 定時(shí)器的工作過程與繼電- 接觸器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器基本相同，但它沒有瞬動(dòng)觸點(diǎn)。使用時(shí)要提前輸入 時(shí)間預(yù)設(shè)值。當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí) 間單位增加；當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。利

49、用定時(shí)器的 觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。 2、計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器可用來累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)，經(jīng)常用于對產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或 者進(jìn)行特定功能的編程。使用時(shí)要提前輸入它的特定植。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時(shí) ，計(jì)數(shù)器開始累計(jì)它的輸入端脈沖電位上升延的次數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定的 設(shè)定值時(shí)，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 3、輸入繼電器：輸入繼電器一般都有一個(gè)PLC的輸入端子與之對應(yīng)，它用于 接受外部的開關(guān)信號。當(dāng)外部的開關(guān)信號為閉合時(shí)，輸入繼電器的線圈得電，在 程序中常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 4、輸出繼電器：輸出繼電器一般都有一個(gè)PLC上的輸出端子與之對應(yīng)。當(dāng)通 過程序使得輸出繼電器線圈得電時(shí)，PLC上的輸

50、出端開關(guān)閉合，它可以作為控制 外部負(fù)載的開關(guān)信號。同時(shí)在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 【精品文檔】 【精品文檔】 5、內(nèi)部位存儲器：內(nèi)部位存儲器的作用和繼電- 接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它在PLC中沒有輸入/輸出端與之對應(yīng)，因 此它的觸點(diǎn)不能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，這是與輸出繼電器的主要區(qū)別。它主要起邏輯控 制作用。 以上幾個(gè)是我們在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中可能需要用到的PLC軟元件，另外 PLC還有很多其它的軟元件。 3.1.2 PLC編程語言 PLC是通過運(yùn)行編寫的用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。PLC中的程序由系統(tǒng)程序 和用戶程序兩部分組成，系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，它支持用戶程序的運(yùn)行；

51、 用戶程序是用戶為完成特定的控制任務(wù)而編寫的應(yīng)用程序。S7- 200系列PLC的編程語言非常豐富，有梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖等 ，用戶可以選擇一種編程語言，如果需要，也可混合使用幾種語言編程。這些編 程語言都是面向用戶的，它使控制程序的開發(fā)、輸入、調(diào)試和修改工作大大簡化 。我們在本次設(shè)計(jì)中選擇梯形圖編程。以下我們詳細(xì)介紹下梯形圖的概念。 梯形圖左邊有一條垂直的線稱作左母線，右邊一條虛線稱為右母線。母線之 間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出。 PLC梯形圖具有以下一些特點(diǎn)： 1、PLC的梯形圖是“從上到下”按行繪制的，兩側(cè)的豎線類似電氣控制圖的電 源線，通常稱做母線（Bus Bar），大

52、部分梯形圖只保留左母線；梯形圖的每一行是“從左到右”繪制，左側(cè)總 是輸入接點(diǎn)，最右側(cè)為輸出元素，觸點(diǎn)代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按紐、內(nèi)部 條件等；線圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如指示燈、接觸器、中間繼電器、電磁閥 等。對S7- 200系列的PLC來說，還有一種輸出“盒”（功能框），它代表附加的指令，如定時(shí)器 、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等功能指令。 2、電氣控制電路左右母線為電源線，中間各支路都加有電壓，當(dāng)支路接通 時(shí)，有電流流過支路上的觸點(diǎn)與線圈。梯形圖中的假想電流在圖中只能作單方向 【精品文檔】 【精品文檔】 的流動(dòng)，即只能從左向右流動(dòng)。層次改變（接通的順序）也只能先上后下，與程序 編寫時(shí)的步序

53、號是一致的。 3、梯形圖中的輸入接點(diǎn)如I1.0、I0.1等，輸出線圈Q0.0、Q0.1等不是物理接 點(diǎn)和線圈，而是輸入、輸出存儲器中輸入、輸出點(diǎn)的狀態(tài)，并不是接線時(shí)現(xiàn)場開 關(guān)的實(shí)際狀態(tài)；輸出線圈只對應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，該位的狀態(tài)必須通過I/O 模塊上對應(yīng)的輸出單元才能驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 4、梯形圖中使用的各種PLC內(nèi)部器件，如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，也 不是真的電器元件，但具有相應(yīng)的功能，因此通常按電氣控制系統(tǒng)中相應(yīng)器件的 名稱稱呼它們。梯形圖中每個(gè)繼電器和觸點(diǎn)均為PLC存儲器中的一位，相應(yīng)位為“ 1”，表示繼電器線圈通電、常開接點(diǎn)閉合或常閉接點(diǎn)斷開；相應(yīng)位為“0”，表示繼 電器線圈斷

54、電、常開接點(diǎn)斷開或常閉接點(diǎn)閉合。 5、梯形圖中的繼電器觸點(diǎn)既可常開，又可常閉，其常開、常閉觸點(diǎn)的數(shù)目理 論上是無窮多個(gè)（受存儲容量限制），也不會磨損，因此，梯形圖設(shè)計(jì)中，可不考 慮觸點(diǎn)數(shù)量，這給設(shè)計(jì)者帶來很大方便。對于外部輸入信號，只要接入一個(gè)信號 到PLC即可。 6、電氣控制電路中各支路是同時(shí)加上電壓并行工作的，而PLC是采用循環(huán)掃 描方式工作，梯形圖中各元件是按掃描順序依次執(zhí)行的，是一種串行處理方式。 由于掃描時(shí)間很短（一般不過幾十毫秒），所以控制效果同電氣控制電路是基本 相同的。但在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，對這種并行處理與串行處理的差別有時(shí)候應(yīng)予注意 ，特別是那些在程序執(zhí)行階段還要隨時(shí)對輸入、輸出

55、狀態(tài)存儲器進(jìn)行刷新操作的 PLC，不要因?yàn)閷Υ刑幚磉@一特點(diǎn)考慮不夠而引起偶然的誤操作。 組態(tài)軟件 計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，為工業(yè)自動(dòng)化開辟了廣闊的發(fā)展空間， 我們可以方便快捷地組建優(yōu)質(zhì)高效的監(jiān)控系統(tǒng)，并且通過采用遠(yuǎn)程監(jiān)控及診斷、 雙機(jī)熱備等先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)更加安全可靠。 組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系 統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu) 建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應(yīng)該能支持各 【精品文檔】 【精品文檔】 種工控設(shè)備和常見的通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。對 應(yīng)于原有

56、的HMI（人機(jī)接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個(gè)使用戶能快速建立自己的HMI的軟件工 具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方 編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常 是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升 級和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出 來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著它的快速 發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設(shè)備的 廣泛支持已經(jīng)成為它

57、的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦 予新的內(nèi)容。 組態(tài)軟件：對應(yīng)全稱為Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻譯為：人機(jī)界面/監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集軟件，一般英文簡稱 有三種分別為HMI/MMI/SCADA。目前組態(tài)軟件的發(fā)展迅猛，已經(jīng)擴(kuò)展到企業(yè)信息 管理系統(tǒng)，管理和控制一體化，遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)以及在互聯(lián)網(wǎng)上的一系列的數(shù)據(jù) 整合。 組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)可歸納如下：概念簡單，易于理解和使用；功能齊全， 便于方案設(shè)計(jì)；實(shí)時(shí)性與并行

58、處理；建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證體 統(tǒng)安全可靠運(yùn)行；利用豐富的“動(dòng)畫組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫 面；引入“運(yùn)行策略”的概念 它具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)： 1、可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫、動(dòng)畫連接。 2、無與倫比的動(dòng)力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動(dòng)畫功能可以對畫面中的 一部分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打印。 【精品文檔】 【精品文檔】 3、變量導(dǎo)入導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到Excel表格中，方便的對變量名稱等 屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實(shí)現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開發(fā)時(shí)間 。 4、強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)的分布式保

59、存。強(qiáng)大 的腳本語言處理，能夠幫助你實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理。 5、全新的Web Server架構(gòu)，全面支持畫面發(fā)布、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) 的發(fā)布。 6、方便的配方處理功能。豐富的設(shè)備支持庫，支持常見的PLC設(shè)備、智能儀 表、智能模塊。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。 3.2 組態(tài)王軟件設(shè)計(jì) 1、建立新建工程 啟動(dòng)組態(tài)王軟件的工程管理器，在菜單中點(diǎn)擊“新建”彈出如圖3.2對話框 如下： 單擊“下一步”“新建工程向?qū)еυ捒颉保?【精品文檔】 【精品文檔】 在工程路徑文本框中輸入一個(gè)有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的 路徑選擇對話框中選擇一個(gè)有效的路徑。單擊

60、“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向 導(dǎo)之三對話框”，如新建工程向?qū)?所示： 【精品文檔】 【精品文檔】 在工程名稱文本框中輸入工程的名稱，該工程名稱同時(shí)將被作為當(dāng)前工程 的路徑名稱。 點(diǎn)擊“完成”，則完成了一個(gè)新的工程的建立。 2、 創(chuàng)建組態(tài)畫面 進(jìn)入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個(gè)工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個(gè)畫 面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對象。這些畫面都是由“組態(tài)王”提供的類 型豐富的圖形對象組成的。系統(tǒng)為用戶提供了矩形（圓角矩形）、直線、橢圓（圓） 、扇形（圓?。?、點(diǎn)位圖、多邊形（多邊線）、文本等基本圖形對象，及按鈕、趨勢曲 線窗口、報(bào)警窗口、報(bào)表等復(fù)雜的圖形對象。提供了對圖形對象在