PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應用

1、南京機電職業(yè)技術學院南京機電職業(yè)技術學院題 目：PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應用系 別：自動化系專 業(yè)：電氣自動化 班 級： 10電氣一班 姓 名： 潘國忠 學 號： G1010106指導老師：郭夕琴摘 要3第一章 緒論11.2課題的內(nèi)容和工藝要求1第2章 方案比較32.1.繼電器的特點32.2PLC的特點32.3 PLC的選用4第3章PLC的原理53.1 可編程控制器的等效電路53.1.1 存儲程序控制與可編程序控制器53.1.2 可編程序控制器的等效電路53.2 PLC的掃描技術63.3 PLC的I/O響應時間83.4梯形圖語言特點9第4章PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應用設計104.1工藝要求104.

2、2控制流程104.3 拖動系統(tǒng)設計124.4 PLC的選型124.6 電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖14第5章 不足與改進23第6章小結24第7章致謝25 3 / 46摘 要電鍍生產(chǎn)線自動化的程度在德國、意大利、美國等國家的發(fā)展水平已經(jīng)比較高，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，結合其他行業(yè)自動化控制技術、可編程控制器（PLC）等多項專門技術開發(fā)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)。本文首先分析和制定了該生產(chǎn)的整體設計思想和方案，確保了該生產(chǎn)系統(tǒng)具備真正的自動化生產(chǎn)能力且結構簡單。在該生產(chǎn)系統(tǒng)中，采用了高可靠性，高穩(wěn)定行，編程簡單，易于使用而且廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)線過程中的控制器PLC。分

3、成次的從功能圖，梯形圖入手，進行模擬現(xiàn)場，從而得到比較清晰的結果，具有非常強的實用性。 關鍵詞：電鍍自動化；可編程控制器（PLC）第一章 緒論隨著集成電路和計算機技術的迅猛發(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?？删幊炭刂破骶褪且环N存儲程序控制器。其輸入設備和輸出設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

4、輸出端子。在可編程控制器構成的控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個控制任務，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備，然后運行相應的程序語言便指出相應的程序，利用編程器和其他設備寫入可編程控制器的存儲器中。每條程序語言確定一個順序，運行時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)行結果用以輸出設備，兩支被控制對象工作?？删幊炭刂破鲿r通過軟件實現(xiàn)控制邏輯的，能夠使用不同控制任務的需要，通用性強，使用靈活，可靠性強。電鍍生產(chǎn)線自動化的程度在德國、意大利、美國等國家的發(fā)展水平已經(jīng)比較高，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，結合其他行業(yè)自動化控制技術

5、、可編程控制器（PLC）等多項專門技術開發(fā)的自動生產(chǎn)系統(tǒng)。本文首先分析和制定了該生產(chǎn)的整體設計思想和方案，確保了該生產(chǎn)系統(tǒng)具備真正的自動化生產(chǎn)能力且結構簡單。在該生產(chǎn)系統(tǒng)中，采用了高可靠性，高穩(wěn)定行，編程簡單，易于使用而且廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)線過程中的控制器PLC。分成次的從功能圖，梯形圖入手，最后在起-保-停程序輸入模擬量，進行模擬現(xiàn)場，從而得到比較清晰的結果，具有非常強的實用性。 1.2課題的內(nèi)容和工藝要求（1）內(nèi)容：電鍍生產(chǎn)線上有三個基本的槽位，分別是：清水槽、回收槽和電鍍槽，工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動，經(jīng)過電鍍、鍍液回收、清洗等工序，完成電鍍?nèi)^程。在電鍍生產(chǎn)線一側，工人將代

6、加工的零件裝入吊籃，并發(fā)出信號，專用行車便提升并自動逐段進行。按工藝要求在需要停留的槽位停下，并自動下降，停留一定時間（各槽停留時間按事先工藝要求調(diào)定）后自動提升，如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產(chǎn)線的末端自動返回原位，卸下處理好的零件，重新裝料發(fā)出信號進入下一加工循環(huán)。（2）設計要求：工件放入鍍槽中，電鍍250s后提起，停放25s，讓鍍液從工件上流回鍍槽中，然后放人回收液中浸25s，提起后停20s，接著放入清水槽中清洗20s。最后提起停15s后，行車返回原位，一個工件的電鍍過程結束。如果在中途斷電，工件將報廢無需在進行下面的工序，所以可以通過點動操作返回，取下報廢品。電鍍工藝流程圖如

7、圖。250s清水槽回收液槽鍍槽15s20s25s20s25s原位SQ6SQ5SQ4SQ3SQ2SQ1電鍍工藝流程圖第2章 方案比較2.1.繼電器的特點 （1）、功能不易擴展；（2）、繼電器價格相對PLC便宜；（3）、繼電器接線復雜，一個產(chǎn)品的工藝改變，要重新接線，布線不易更新；（4）、繼電控制使用是內(nèi)部繼電器、定時器和計數(shù)器靠硬件連接控制電路；（5）、可靠性不高，查找和排除故障十分困難；（6）、當產(chǎn)品更新時繼電器控制系統(tǒng)的元件和接線都要相應的變化，而且這種變動工作量很大，工期長費用高。在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)和電子邏輯控制系統(tǒng)中，控制任務的完成時通過電器、電子控制線路來實現(xiàn)的。這些控制線路間繼電

8、器、接觸器、電子元件等若干分立器件用導線連接在一起、形成滿足控制對象動作要求的控制程序。這樣的控制系統(tǒng)成為接線程序控制系統(tǒng)。因其程序就固定在接線中，所以又成為接線程序。在接線控制系統(tǒng)中，若要修改控制程序就必須改變接線。設計一個接線程序控制系統(tǒng)，首先需要針對具體的控制對象，分析控制要求，確定所需的用戶輸入輸出設備，設計相應的控制線路，再根據(jù)需要制作針對該控制裝置（如繼電器控制柜或控制臺）。對于較復雜的控制過程，控制線路的設計將非常繁瑣、困難。設計的控制線路也很復雜。由于控制系統(tǒng)器件接線多，使系統(tǒng)的可靠性受到了很大的影響，其平均無故障時間往往較短?？刂葡到y(tǒng)完成以后，如控制任務發(fā)生變化（如生產(chǎn)工藝流

9、程的變化），則必須改變相應接點才能實現(xiàn)；因而容易造成界限程序控制系統(tǒng)的靈活性、通用性較低，故障率高，維修也不方便。 2.2PLC的特點1可靠性高、抗干擾性強PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠程度是使用機械觸點的繼電器所無法比擬的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在其設計和制造過程中采取了一系列硬件或軟件的剛干擾的設施。硬件方面的設施有：（1）隔離PLC的輸入、輸出接口電路一般都采用光點耦合器來傳遞信號，這種光電隔離設施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了點的聯(lián)系，有效地抑制了外部的干擾源對PLC的影響，還可以防止外部強電穿入內(nèi)部CPU

10、。（2）濾波在PLC電路電源和輸入、輸出(I/O)電路中設置了多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號。（3）在PLC內(nèi)部CPU供點電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護等設施，防止干擾信號通過供電源進入PLC內(nèi)部，另外各個輸入輸出（I/O）接口電路的電源彼此獨立，以避免電源之間的相互干擾；（4）內(nèi)部設置連鎖、環(huán)境檢測與診斷等電路，一旦發(fā)生故障就報警；（5）外部采用密封、防塵、抗震的外殼封裝機構，以適應工作的惡劣的環(huán)境。在軟件方面的設施有：（1）設置故障檢測與診斷程序，每次掃描都對系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障進行檢測診斷，發(fā)現(xiàn)錯誤后，立即作自動相應的措施，如報警、保護數(shù)據(jù)和封鎖輸出等。（2）定義用戶程序及

11、動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備，以以保證停電后有關狀態(tài)及信息不會丟失。2編程簡單易學PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語言，它既有繼電器電路的清晰直觀的特點，又充分考慮到電氣工人和技術人員的讀圖習慣，對使用者來說，幾乎不需要專門的計算機知識，因此，易學易懂，程序改變時也容易修改。3功能完善、適應性強目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化，系列化和模塊化，不僅具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術運算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能。它能根據(jù)實際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)，即可控制一臺單機、一條生產(chǎn)線、又可以控制一個機群、多點生產(chǎn)線。既可

12、以現(xiàn)場控制，又可以遠程控制。 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如交流、直流、開關量或模擬量、電流或電壓脈沖或電位、強電或弱電等，PLC都有相應I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器件和設備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便的進行配置，組成使用、緊湊的控制系統(tǒng)。4使用簡單，調(diào)試維修方便PLC的接線極其方便，只需將生產(chǎn)輸入信號的設備（如按鈕、開關等）與PLC的輸入端子連接，將接收輸出型號的被控制設備（接觸器、電磁閥等）與PLC的輸出端子連接，僅用螺絲刀既可完成全部接線工作。PLC的用戶程序可在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用開關來模擬，輸出可以用PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將PLC早現(xiàn)場安裝調(diào)試。調(diào)試工作量要比繼電器控制系

13、統(tǒng)少得多。PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過PLC機上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。5.體積小、重量輕、功耗低 由于PLC采用了半導體大規(guī)模集成電路，因此正規(guī)產(chǎn)品機構緊湊、體積小、重量輕、功耗低，所以PLC很容易裝入機械設備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想的控制設備2.3 PLC的選用通過以上對比，我們很容易看出PLC的功能強大和它適用性，更為人性化的操作。隨著21世紀工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場競爭越來越激烈，PLC技術得到了迅猛的發(fā)展，PLC的發(fā)展越來越智能化，功能越來越完善化，PLC的優(yōu)越是繼電器無法比擬的。PLC是一臺工業(yè)控制

14、的計算機，價格比繼電器昂貴，但比繼電器簡單，易于操作，工藝的變化只需重編寫程序，調(diào)試比繼電器少的多，可以自我診斷運行故障，排除故障。第3章PLC的原理3.1 可編程控制器的等效電路3.1.1 存儲程序控制與可編程序控制器 隨著集成電路和計算機技術的迅猛發(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，而只需通過編程器中的某些程序語言內(nèi)容。 可編程控制器就是一種存儲程序控制器。其輸

15、入設備和輸出設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。如圖3-1所示。在可編程控制器構成的控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)一個控制任務，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備，然后運行相應的程序語言便指出相應的程序，利用編程器和其他設備寫入可編程控制器的存儲器中。每條程序語言確定一個順序，運行時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)行結果用以輸出設備，兩支被控制對象工作?？删幊炭刂破鲿r通過軟件實現(xiàn)控制邏輯的，能夠使用不同控制人物的需要，通用性強，使用靈活，可靠性強。3.1.2 可編程序控制器的等效電路輸入設備（開關、

16、傳感器）輸出設備（接觸器、電磁閥）PLC內(nèi)部控制電路控制對象（電動機等）PLC構成的存儲程序控制系統(tǒng) 由圖可知，可編程控制器構成的存儲程序控制系統(tǒng)。由如下三個部分組成。 輸入設備：連接到可編程控制器的輸入端，它們直接接收來自操作臺命令或來自被控制對象的各種狀態(tài)信息，產(chǎn)生輸入控制信號送入可編程控制器。常用的輸入設備包括控制開關和傳感器。控制開關可以是按鈕開關、限位開關、行程開關。光電開關、繼電器和接觸器的接點等。傳感器包括各種數(shù)字式模擬式傳感器，如光柵位移式傳感器、磁尺、熱電阻。熱電偶等。 可編程控制器內(nèi)部控制電路：采用大規(guī)模集成電路制作的微處理和存儲器，執(zhí)行按照被控制對象的實際要求編制并存入程

17、序存儲器中的程序，完成控制任務。 輸出設備：與可編程控制器的輸出端相連。它們用來將可編程控制器的輸出控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動被控制對象的工作信號。常用的輸出設備包括電磁開關、電磁閥、電磁繼電器、電磁離合器、狀態(tài)指示部件等。 輸入部分采集輸入信號，輸出部分就是系統(tǒng)的執(zhí)行部分，這兩部分與繼電器控制系統(tǒng)相同。PLC內(nèi)部控制電路是由編程實現(xiàn)的邏輯電路，用軟件編程代替繼電器等功能。對于使用者來說，在編制應用程序時，可以不考慮微處理器和存儲器復雜構成及使用的計算機語言，而把PLC看成內(nèi)部由許多“軟繼電器”組成的控制器，用近似繼電器控制電路圖的編程語言進行編程。這樣從功能上講就可以把PLC的控制部分看做是由許多“

18、軟繼電器”組成的等效電路，這些“軟繼電器”的線圈、常開接點、常閉接點一般用圖所示。 線圈 常開接點 常閉接點圖 “軟繼電器”的線圈和接點3.2 PLC的掃描技術3.2.1掃描工作方式PLC靠執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制要求。為了便于程序執(zhí)行，在存儲器中設置輸入映象寄存器區(qū)和輸出映像寄存器區(qū)（或統(tǒng)稱I/O映像區(qū)），分別存放執(zhí)行程序之前的個輸入狀態(tài)和執(zhí)行過程這個結果的狀態(tài)。PLC對用戶程序的執(zhí)行是以喜歡掃描方式進行的。所謂掃描，只不過是一種現(xiàn)象的說法，用戶描述CPU對程序順序、分時操作的過程。掃描從第0號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序逐條掃描用

19、戶程序，也就是順序執(zhí)行程序，直到程序結束，即完成一個掃描周期，然后再從頭開始執(zhí)行用戶程序，并周而復始的重復。由于CPU的運算處理速度很高，使得從外觀上看，用戶程序幾乎是同時執(zhí)行的。 PLC的掃描工作方式同傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)明顯不同。繼電器控制裝置采用硬邏輯并行的方式；在執(zhí)行過程中，如果一個繼電器的線圈通電，哪么該機電器的所有常開和常閉觸點，無論處在控制線路的什么位置，都會立即動作：其常開觸點閉合，常閉觸點打開。而PLC采用循環(huán)掃描控制程序的工作方式；在PLC的工作過程中，如果某個軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開和常閉接點，并不一定都會立即動作，只有CPU掃描到該節(jié)點時才會動作：其常開接點

20、閉合，常閉接點打開。3.2.2 掃描工作過程PLC開始運作時，首先清除I/O映像的內(nèi)容，然后進行自診斷，自檢CPU及I/O組件，確定正常后開始循環(huán)掃描。每個掃描過程分為三個階段進行，即輸入采樣、重新執(zhí)行、輸出刷新。PLC重復執(zhí)行上述三個階段，每重復一次的時間就是一個工作周期（或掃描周期），如圖所示：輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新 圖 PLC工作周期的三個階段1.輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎胄盘枲顟B(tài)（“0”或“1”，表現(xiàn)在接線端上是否承受外加電壓）讀入輸入映像寄存器區(qū)。這個過程成為對輸入信號的采樣，或稱輸入刷新，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在輸入采樣階段結束后，即時

21、輸入信號狀態(tài)發(fā)生改變，輸入映像寄存器區(qū)中的狀態(tài)也不會發(fā)生改變。2.程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，在PLC對程序按順序進行掃描，又稱程序處理階段。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下，先左后右的順序?qū)τ晒?jié)點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算結果，刷新輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM區(qū)對應位的狀態(tài)。在程序執(zhí)行階段，只有輸入映像寄存器區(qū)存放的輸入采樣值不會發(fā)生改變，其他各種元素在輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲器內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時發(fā)生改變。值得注意的是，在程序的執(zhí)行過程中，排在上面的邏輯行被刷新后的邏輯線圈狀態(tài)或數(shù)據(jù)，會對排在下面的凡是用到這些邏輯線圈的接點或數(shù)據(jù)的邏輯

22、行起作用，而排在下面的邏輯行，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，只有等到下一個掃描周期才可以會對排在上面的邏輯行起作用。起原因就是因為掃描是從上到下順序進行的，前面執(zhí)行的結果可能改變前面的掃描結果，只有到了下一個掃描周期再次掃描前面程序的時候才有可能起作用。如果程序中兩個操作相互用不到對方的操作結果，哪么這兩個操作的程序在整個用戶程序中的相對位置是無關緊要的。3.輸出刷新階段當程序執(zhí)行后，進入輸出刷新階段。此時，將輸出映像寄存器區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再通過輸出端驅(qū)動用戶輸出設備（負載），這就是PLC的實際輸出。3.2.3掃描周期的計算 嚴格的來說，在PLC的實際工作過程中，

23、每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設（如編程器、上位計算機）通信等處理。即一個掃描周期還應包含自診斷及外設通信等時間。一般來說，同型號的PLC，其自診斷所需的時間相同，如三菱FX2系列機自診斷時間為0.96MS。通信時間的長度與鏈接等外設多少有關系，如果沒有連接外設，則通信時間為0.輸入采樣與輸出刷新時間取決于其I/O點數(shù)，而掃描用戶程序所程序所用的時間則與掃描速度及用戶程序長短有關。對于基本邏輯指令組成用戶程序，二者的乘積即為掃描時間。如果程序中包含用戶特殊指令，則還必須根據(jù)用戶手冊查表計算執(zhí)行這些特殊功能指令的時間。3.3 PLC的I/O

24、響應時間 掃描操作是最基本的PLC操作，也是PLC區(qū)別與其他控制系統(tǒng)的典型的特征之一。它提供固定的邏輯判定順序，按指令的次序求解邏輯運算，而且每個運算的結果，顆粒機用于后面的邏輯運算，消除了復雜電路的內(nèi)部競爭，使用戶在編輯的時候，看不考慮繼電器動作延時，也用不著考慮這些繼電器的觸點數(shù)量。但PLC采用集中I/O刷新方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會改變，不會映像本次掃描的結果；導致輸出信號變化滯后與輸入信號變化，這就產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應滯后現(xiàn)象；最大滯后時間為2-3個掃描周期。 產(chǎn)生輸入輸出響應滯后現(xiàn)象的原因除了PLC的掃描工作方式外，還與

25、輸入濾波器的滯后作用有關。為了提高PLC的抗干擾能力，在每個開關量的輸入端都采用光電隔離和R-C濾波電路等技術，其中，R-C濾波電路的濾波常數(shù)一般為10-20ms。若PLC采用繼電器輸出方式，輸出電路中的繼電器觸點的機械滯后作用，也是引起輸入輸出響應滯后現(xiàn)象的一個原因。PLC的這種滯后響應，在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)是完全允許的，但不能適應要求I/O響應速度快的實時控制場合。為此，近期的大、中、小型PLC除了加快掃描速度，還在軟硬件上采取一些措施，以提高I/O的響應速度。在硬件方面，可選用快速響應模塊、高速計數(shù)模塊等。3.3.1 改變信息刷新方式1、I/O立即刷新 一般來說，在輸入采樣階段進行輸入刷

26、新，在輸除刷新階段刷新輸出鎖存電路；在程序執(zhí)行節(jié)端，既不刷新輸入，又不刷新輸出。這種處理方式是導致輸入輸出滯后響應的主要原因。20世紀80年代中期以來，幾乎所有的PLC都增加一種新的刷新方式：I/O立即刷新。這種新的刷新方式是通過在程序中增加I/O立即刷新指令完成的。用戶可在程序的不同位置插入I/O立即刷新指令。這樣，在PLC投入運行后，除了在輸入采樣和輸出刷新階段集中進行I/O立即刷新外，還在掃描到I/O時立即刷新新指令位置，對指令規(guī)定的輸入輸出范圍，立即進行一次刷新：將指令規(guī)定的輸入狀態(tài)讀入輸入映像寄存器區(qū)，將指令規(guī)定的輸出按輸出映像寄存器區(qū)中的狀態(tài)刷新輸出鎖存電路。2、I/O直接刷新方式

27、 為進一步提高I/O響應速度，有些PLC采用一種特殊的工作方式-I/O直接刷新方式（DIRECT MODE）與一般PLC不同，采用I/O直接刷新方式輸入和刷新輸出。由于不進行集中I/O刷新，其I/O響應時間縮短。3.3.2 采用中斷技術通過在用戶程序中多處插入I/O立即刷新指令，使PLC可以讀取脈沖寬度小于一個掃描周期的輸入信號；輸入信號脈沖寬度越窄，要求I/O立即刷新指令的間隔越小，這給用戶編輯帶來了方便。處理窄脈沖輸入信號更有效、簡便的方法是采用診中斷技術。 近期的PLC都有中斷功能。PLC的中斷系統(tǒng)包括多個中斷請求源（簡稱中斷源）和相關的中斷指令。中斷操作流程圖如圖：中斷服務子程序執(zhí)行主

28、程序繼續(xù)執(zhí)行主程序中斷操作流程圖3.3.3 調(diào)整輸入濾波器無論采用I/O立即刷新指令，還是采用中斷技術，R-C濾波時間常數(shù)大都是影響I/O響應速度提高的主要因素。設濾波常數(shù)為10ms，為使x10-x17共8個輸入狀態(tài)的變化及時用立即刷新指令REF讀入，則在掃描到該程序之前，變化后的輸入狀態(tài)至需要持續(xù)10ms，才能被讀入I/O映像區(qū)。為了進一步提高PLC的I/O響應速度，某些近期的PLC提供帶有可調(diào)濾波器的高速開關量輸入端。這些輸入端采用常數(shù)很小的R-C濾波器和可用指令修改的數(shù)字式濾波器。如FX2系列PLC就提供X7共8個這樣的高速輸入端，其R-C濾波器時間常數(shù)僅為50us，另外再加上指令修改的

29、數(shù)字式濾波器。3.4梯形圖語言特點（1） 每個梯形圖由多個梯級組成。（2） 梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當某一梯級的邏輯運算結果為“1”時，有假想的電流通過。 （3） 繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次。 （4） 每一梯級的運算結果，立即被后面的梯級所利用。 （5） 輸入繼電器受外部信號控制。只出現(xiàn)觸點，不出現(xiàn)線圈。第4章PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應用設計4.1工藝要求電鍍生產(chǎn)有三個槽（實際應用還會多些），工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動，經(jīng)過電鍍、鍍液回收、清洗等工序，完成工件的電鍍?nèi)^程。工藝要求為：工件放入電鍍槽中，電鍍250s后提起，停放25s，讓鍍液從

30、工件上流回鍍槽，然后放入回收液槽中浸25s，提起后停20s，接著放入清水槽中清洗20s，最后提起停15s后，行車返回原位，一個工件的電鍍過程結束。電鍍生產(chǎn)線的工藝流程如圖所示。250s清水槽回收液槽鍍槽15s20s25s25s原位SQ6SQ5SQ4SQ3SQ2SQ120s電鍍工藝流程圖4.2控制流程電鍍生產(chǎn)線除裝卸工件外，要求整個生產(chǎn)過程能自動進行，這主要體現(xiàn)在行車控制上，同時還要求行車和吊鉤的正反向運動均能實現(xiàn)電動控制，以便對設備進行調(diào)整和檢修。電鍍生產(chǎn)線的自動工作狀態(tài)流程圖如下：M0M1 M2M3M4M5M6M7M8M9原位指示吊鉤升行車進吊鉤降電鍍吊鉤升滴液行車退吊鉤降浸回收液M10M1

31、1M12M13M14M15M16M17M18M19吊鉤升滴液行車退吊鉤降洗清水吊鉤升滴液行車退吊鉤降復位啟動SB1定位SQ1上限SQ5下限SQ6T0(250s)上限SQ5T1(25s)定位SQ2下限SQ6T2（25s）下限SQ6定位SQ4T3（15s）上限SQ5T2（20s）下限SQ6定位SQ3T3（20s）上限SQ5下限SQ6定位SQ44.2.1行車自動工作控制過程如下 行車在原位，吊鉤下降到最下方，限位開關SQ4、SQ6被壓下，操作人員將要電鍍的工件放在掛具上，即可開始電鍍工作。（1）吊鉤上升 按下啟動按鈕SB1，吊鉤上升，當碰到上限開關SQ5后，吊鉤上升停止。（2）行車前進 在吊鉤停止的

32、同時，M2接通，行車前進。（3）吊鉤下降 行車前進至壓下限位開關SQ1，行車停止前進；同時M3接通，吊鉤下降。（4）定時電鍍 吊鉤下降至下線開關SQ6時，掉過停止下降。同時T0開始計時，定時電鍍250s。（5）吊鉤上升 T0定時到，使M5接通，吊鉤上升。（6）定時滴液 吊鉤上升至壓下SQ5時，吊鉤停止上升，同時T1開始計時，工件停留25s滴液。（7）行車后退 T1定時到，使M7接通，行車后退。轉(zhuǎn)入下道工序。 后面各工序的動作過程，以此類推。最后行車退到原為上方，吊鉤下放，機構回到原位。如果再按下啟動按鈕SB1，則開始下一個工作循環(huán)。4.3 拖動系統(tǒng)設計 KM4FU1M13M

33、23FU2UFU3KM1KM2KM3 專用行車的前后和升降運動由三相交流異步電動機拖動，根據(jù)電鍍行車的起吊重量，選用兩臺電動機進行拖動。主電路拖動控制 系統(tǒng)如圖所示，其中，行車的前進和后退，吊鉤的上T升和下降控制分別通過兩臺電動機M1、M2的正、反轉(zhuǎn)來控制。本圖沒有給三相異步電動機加熱繼電保護器，是因為三相異步電動機工作時間是以秒計算的，工作時間較短；根本不會造成三相異步電動機發(fā)熱而損壞。所以本圖可以不用熱繼電保護器。4.4 PLC的選型由于PLC組成的控制系統(tǒng)輸入信號14個，均為開關量。其中按鈕開關6個，行程開關6個，選擇開關1個。 該系統(tǒng)中有輸出信號5個，其中2個用于吊鉤升降電動機正反饋至

34、接觸器KM1和KM2，2個用于行車前進后退電動機正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM3和KM4，1個用于原位指示。24VX000X001X002X003X004X005X007Y002Y001Y003X006X011X012X014X015X016X013Y004COMCOMSB1SB2SB3SB4SB5SB6SASASQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6KM1KM2 KM3KM4220VFX2N - 32MRY000HLFUPLC控制系統(tǒng)I/O端口接線圖控制系統(tǒng)確定選用FX2N-32MR，輸入/輸出點數(shù)均為16點，滿足控制要求，而且還有一定的余量。4.5 PLC輸入/輸出地址對照表將輸入信號14個，輸出信號5

35、個按各自功能分類，安排輸入/輸出端地址。列出外部輸入/輸出信號與PLC輸入/輸出地址編號對照表。如下表。電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的PLC輸入接口功能表序號工位名稱文字符號輸入口1啟動按鈕SB1X0002停止按鈕SB2X0013吊鉤提升SB3X0024吊鉤下降SB4X0035行車前進SB5X0046行車后退SB6X0057選擇開關（點動）SAX0068選擇開關（自動）SAX0079前進限位開關SQ1X01110后退限位開關（至回收液槽）SQ2X01211后退限位開關（至清水槽）SQ3X01312行至原位限位開關SQ4X01413上限位開關SQ5X01514下限位開關SQ6X016電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的P

36、LC輸出接口功能表序號工位名稱文字符號輸入口1控制吊鉤上行的接觸器KM1Y0012控制吊鉤下行的接觸器KM2Y0023控制行車前進的接觸器KM3Y0034控制行車后退的接觸器KM4Y0045原位指示燈HLY0004.6 電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖P0A點動控制CJP1CJP0Y004Y003Y002Y001MOV(P)K0K5M0M80SFL(P)M80M0K20K1X015X007M8002222M19X001X016X000X015X011X016T0M80M1M2M3M4X014原位時M80置1M020置零X004X011Y004X005X002X003X014X015X016Y001Y

37、002Y003移位指令移位指令BX006X015M5X012X016T2X015X013T3X016T2X015T3X014X016M6M7M8M9M10M12M11M13M14M15M16M17M18T1移位指令ABDK280K15M0M5M10M15M2M8M3M13M18M4M60M63M1M60Y000Y001Y003Y002M60T0T3T0EDM6M61M7M12M17M14M9M62M62M11M63M61M16M61T1T1Y004M62M63T2ENDEK30K28P1T2T34.6.1電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖程序 步 序指 令 1LDI X0062CJ P06LD X01

38、57MPS8ANDX0049ANI X01110ANI Y00411OUT Y00312MPP13AND X00514ANIX01415ANI Y00316OUTY00417LDX00218ANI X01519ANI Y002 20OUT Y00121LD X00322ANI X01623ANI Y00124OUT Y00225P026LDI X00727CJ P131LDM800232ORM1933ORX00134MOV(P)K0K5M040LDX01641AND X01442OUTM8043LDX00044AND M8045LDX01546ANDM147ORB步序指令48LDX01149A

39、NDM250ORB51LDX01652ANDM353ORB54LDT055ANDM456ORB57LDX01558ANDM559ORB60LDT161ANDM662ORB63LDX01264ANDM765ORB66LDX01667ANDM868ORB69LDT270ANDM971ORB72LDX01573ANDM1074ORB75LDT376ANDM1177ORB78LDX01379ANDM1280ORB81LDX01682ANDM1383ORB84LDT285ANDM1486ORB87LDX01588ANDM1589ORB90LDT3步序 指令91ANDM1692ORB93LDX01494A

40、NDM1795ORB96LDX01697ANDM1898ORB99SFL(P) M80 M0 K20 K1108LDM0109OUTY000110LDM1111ORM5112ORM10113ORM15114OUTY001115LDM2116OUTY003117LDM3118ORM8119ORM13120ORM18121OUTY002122LDM4123ORM60124ANIT0125OUTM60126LDM60127OUTT0 K280128LDM63129OUTT3 K15130LDM6131ORM61132ANIT1133OUTM61134LDM61135OUTT1 K28136LDM71

41、37ORM12138ORM17139OUTY004140LDM9141ORM14142ORM62143ANIT2144OUTM62145LDM62146OUTT2 K30147LDM11148ORM16149ORM63150ANIT3151OUTM63152P1153END4.6.2梯形圖程序電鍍生產(chǎn)線的PLC控制程序，包括點動操作和自動控制部分。（1）點動控制 設有行車的前進和后退操作，吊鉤的上升和下降操作。如圖所示，圖中從程序開始到標號P0邏輯行間程序段為點動控制梯形圖。（2）自動控制 通過狀態(tài)流程圖，可以看到生產(chǎn)線是典型的順序控制，主要由單序列構成，采用移位指令來實現(xiàn)控制要求會更方便。由

42、于急?；蚣蓖：?，可通過點動操作完成剩下的工序或者返回原位因此輔助繼電器采用了無斷電保持的通用輔助繼電器，定時器也采用了常規(guī)定時器。電鍍生產(chǎn)線的PLC控制梯形圖，如圖所示，圖中標號P0到標號P1程序結束段為自動控制程序。 通過梯形圖可以看到，停止按鈕即可作為正常的停車按鈕，又可以作為及停按鈕，當然急停后必須通過點動操作返回原位。本例中，當行車從原位前進至SQ1的過程中，雖然壓過SQ3和SQ2，但行車并不停止，這是由于移位條件采用輸入信號和相關輔助繼電器接點串聯(lián)的緣故，所以只有行車后退壓下SQ2或SQ3，并且相應的輔助繼電器為導通狀態(tài)時才會停。第5章 不足與改進近幾年來，雖然我國的電鍍工業(yè)有不錯的發(fā)展，但是，與發(fā)達國家相比還是存在很大的差異，必須奮起直追，才能趕上