基于PLC的傳送帶控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 基于PLC的四節(jié)傳送帶控制系統(tǒng)的 畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要介紹了PLC在四節(jié)傳送帶控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，同時(shí)也詳細(xì)地?cái)⑹隽讼到y(tǒng)中相關(guān)控制項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案及具體實(shí)現(xiàn)方法。文中還介紹了基于PLC與單片機(jī)的區(qū)別使我們能更加的清楚認(rèn)識(shí)PLC，對(duì)學(xué)生熟悉PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理以及學(xué)習(xí)梯形圖的編寫都有很大的幫助。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶

2、有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。關(guān)鍵詞：傳送帶 PLC 故診斷控制可編程控制器 控制目錄摘要 . 目錄.II引言.1第一章 可編程控制器的概述.21.1 可編程邏輯控制器（PLC）.21.2 可編程邏輯控制器（PLC）的產(chǎn)生.21.3 可編程邏輯控制器的特點(diǎn).31.4 可編程邏輯控制器的分類.51.5 可編程邏輯控制器的的發(fā)展.6國(guó)外的PLC的發(fā)展.6國(guó)內(nèi)的PLC的發(fā)展.7 PLC的展望.7第二章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和原理.82.1 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu).82.

3、2 可編程控制器的編程語言.9第三章 PLC與繼電器，單片機(jī)的異同123.1 什么是PLC.123.2 PLC與單片機(jī)的區(qū)別.123.3 PLC與繼電器系統(tǒng)的異同.123.4 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì).13 PLC的選型原則.13 可編程順序控制器的設(shè)計(jì)流程.143.5 PLC的自動(dòng)檢測(cè)功能及故障診斷.15 超時(shí)檢測(cè).15 邏輯錯(cuò)誤檢查.16第四章 傳送帶的介紹.17 4.1 傳送帶常見的故障由與維護(hù).17 傳送帶常見的故障.17 傳送帶跑偏.17 4.2 四級(jí)傳送帶的設(shè)計(jì)18 四級(jí)傳送帶的控制要求.18 四級(jí)傳送帶的視圖.19 輸入、輸出分配表.20 電動(dòng)機(jī)接線圖.20 PLC接線圖.21 控制面板

4、.21 程序梯形圖.22總結(jié).27參考文獻(xiàn)1可編程控制器（PLC）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。有著160年歷史的西門子公司，同時(shí)作為自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)的領(lǐng)先者，以最先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，向用戶提供具有先進(jìn)、可靠的解決方案。自從1996年提出嶄新自動(dòng)化理念全集成自動(dòng)化(TIA，Totally Integrated Automation)以來，如何幫助廣大的自動(dòng)化工程師廣泛深入地理解和掌握全集成自動(dòng)化(TIA)的三個(gè)要素，即共同的通信、共同的組態(tài)與編程、共同的數(shù)據(jù)庫。 可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置，被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱之一

5、。人機(jī)界面是操作人員與PLC之間進(jìn)行對(duì)話和相互作用的接口設(shè)備。人機(jī)界面要用專用的組態(tài)軟件組態(tài)，由于人機(jī)界面品種的日益豐富和功能的不斷增強(qiáng)，學(xué)習(xí)和掌握組態(tài)軟件的使用方法需要花費(fèi)大量的時(shí)間，但目前基本上還沒有有關(guān)人機(jī)界面組態(tài)和應(yīng)用的教材和書籍。 可編程控制器與以往那些基于文本的高級(jí)編程語言不同，它采用的是一種全新的梯形圖和助記符編程方式，即用形象的圖行符號(hào)和連線來代替一行一行的文本，這種編程序的方法使用起來比較簡(jiǎn)單方便，特別是對(duì)繼電器控制電路有所了解的技術(shù)人員來說，就更容易使用梯形圖語言。可編程控制器最有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)是軟件開發(fā)環(huán)境，與傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語言不同，這類軟件一般采用強(qiáng)大的圖形化語言編程，面向測(cè)

6、試工程師，而不是面向?qū)I(yè)程序員，編程非常方便，人機(jī)交互界面非常友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力。無疑是最好的選擇。面向?qū)ο笏枷朐诳删幊炭刂破黝I(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，極大地發(fā)展了現(xiàn)代儀器的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。相信不久的將來，開發(fā)大型高度智能化的儀器也會(huì)象“搭積木”一樣簡(jiǎn)單。論文主要介紹了可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域， PLC的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，并就PLC的未來做出展望。談控制要求，PLC的定義，PLC的特點(diǎn)，PLC的編程語言，PLC控制系統(tǒng)的配置，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域，PLC的工作原理， PLC的結(jié)構(gòu)，可編程控制器(PLC)與繼電器控制的區(qū)別，PLC的國(guó)內(nèi)外狀況，PLC未來展望。第一章 可

7、編程控制器的概論編程控器（PLC）是以微處理器為核心，將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。目前，PLC已經(jīng)基本代替了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要的控制裝置。PLC英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？?/p>

8、編程控制系統(tǒng)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)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破魇怯?jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動(dòng)控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛

9、應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。可編程控制器(PLC)，是集自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、和通訊技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品。具有可靠性高，功能齊全，使用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。由此可見，用PLC控制的智能型舞臺(tái)藝術(shù)燈比傳統(tǒng)的舞臺(tái)藝術(shù)燈控制優(yōu)越的多。在可編程控器出現(xiàn)之前，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電器自動(dòng)控制系統(tǒng)是繼電器控制系統(tǒng)，其設(shè)備具有體積大、觸點(diǎn)壽命低、可靠性差、接線復(fù)雜、改裝麻煩、維護(hù)和排除故障困難等缺點(diǎn)，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)制造工業(yè)的飛速發(fā)展。20世紀(jì)60年代，世界上第一臺(tái)可編程序邏輯控制器誕生于美國(guó)的汽車制造領(lǐng)域，目的是用來取代繼電器電氣控制系統(tǒng)，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能

10、。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能逐漸擴(kuò)大，不再是原來意義上的以邏輯控制為主，后來把“ 邏輯”二字去掉，稱做可編程控器，曾經(jīng)一度簡(jiǎn)稱為PC，但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱相混淆，現(xiàn)在仍然把可編程控器簡(jiǎn)稱為PLC。提出PLC概念的是美國(guó)通用汽車公司。當(dāng)時(shí)汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的，汽車的每一次改型都是直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期越來越短，這樣，繼電器控制安裝就需要經(jīng)常的重新設(shè)計(jì)和安裝，既費(fèi)時(shí)，費(fèi)工又費(fèi)料。為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在1969年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出如下10項(xiàng)招標(biāo)

11、指標(biāo)：1）編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序。2）維修方便，采用規(guī)?；Y(jié)構(gòu)。3）可靠性高于繼電器控制裝置。4）體積小于繼電器控制裝置。5）可將數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)。6）成本可與繼電器裝置競(jìng)爭(zhēng)。7）可直接用115V交流輸入（美國(guó)市電為115V）.8）輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等。9）控制裝置擴(kuò)展時(shí)很方便。10）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少為4KB。1969年末，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司DEC研制出了世界上第一臺(tái)PLC美國(guó)通用汽車公司自動(dòng)裝配線上試用，并獲得了成功。這種新型的智能化工業(yè)控制裝置很快在美國(guó)其他工業(yè)控制領(lǐng)域推廣應(yīng)用，至1971年，以成功的將PLC用于食品，飲料，冶金，造紙等行業(yè)。P

12、LC的出現(xiàn)受到了世界各國(guó)工業(yè)控制界的高度重視。1971年日本從美國(guó)引進(jìn)這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。1973年西歐國(guó)家也研制出了它們的第一臺(tái)PLC。我國(guó)的PLC研制始于1974年，于1977年開始工業(yè)應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，到20世紀(jì)70年代中期以后，PLC已廣泛的發(fā)展為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用中，大規(guī)模甚至超大規(guī)模集成電路，這時(shí)的PLC已不再是僅有邏輯判斷能力，還同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理，PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。 國(guó)際電工委員會(huì)1987年頒布的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，

13、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程控制器的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等面向用戶的指令，并通過數(shù)字和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?隨著微處理器，計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。PLC之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，PLC還有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠性、通用性、靈活性、使用方便等問題。主要特點(diǎn)如下:（1）可靠性高?？煽啃愿呤荘LC最突出的優(yōu)點(diǎn)

14、之一。PLC具有較高的可靠性是因?yàn)樗捎梦㈦娮蛹夹g(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。（2）在設(shè)計(jì)制造過程中，抗干擾能力強(qiáng)，采用一系列硬件和軟件抗干擾措施。如:硬件方面采用隔離、濾波、精選元器件等。在微處理器與1/0 電路之間采用光電隔離措施，有效地抑制了外部干擾對(duì)PLC的影響，同時(shí)可以防止外部高壓進(jìn)入CPU單元。（3）應(yīng)用靈活。由于PLC己實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)和單

15、元化的軟件設(shè)計(jì)，使得它不僅可以適應(yīng)大小不同、功能復(fù)雜的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場(chǎng)合。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中的大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器及其它專用功能的器件，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。（4） 功能強(qiáng)，通用性好。有豐富的接口模塊。PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)，順序控制等功能，而且還具有A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和通訊聯(lián)網(wǎng)等功能；既可以對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制，也可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制；既可以對(duì)單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，也可以對(duì)一條生產(chǎn)線或全部生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行控制。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可以實(shí)現(xiàn)不同PLC之間聯(lián)網(wǎng)，并可以與計(jì)算機(jī)構(gòu)成分

16、布式控制系統(tǒng)。（5）編程簡(jiǎn)單。大多數(shù)PLC采用梯形圖編程方式。梯形圖與傳統(tǒng)的繼電接觸控制線路圖有許多相似之處，與常用的計(jì)算機(jī)語一言相比更容易被操作者接受并掌握。操作者通過閱讀PLC操作手冊(cè)，可以很快熟悉梯形圖語言，并用來編制一般的用戶程序，這也是PLC獲得迅速普及和推廣的重要原因之一。（6）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC

17、通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。（7）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。（8）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的

18、是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（9）體積小，重量輕，能耗低。以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC按照輸入和輸出即I/O的點(diǎn)數(shù)多少可分為表1所表示的5種類型。表1 可編程控制器規(guī)模分類表類型I/O點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)器容量/KB超小型24以下12小型24-25628中型256-1024816大型1024-81921664超大型大于819264256PLC按結(jié)構(gòu)形式分類可分為廂體式和模塊式兩種。廂體式又稱為單元式或整體式。廂體式PLC將電源

19、，CPU,I/0等都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價(jià)格低。一般超小型PLC都采用這種結(jié)構(gòu)，小型PLC多數(shù)也屬廂體式，它由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU,I/O和電源，擴(kuò)展單元內(nèi)沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC將各部分分成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如電源模塊，CPU模塊，I/O模塊和各種功能模塊。一般大中型PLC都采用模塊式結(jié)構(gòu)。有的小型PLC也采用模塊式結(jié)構(gòu)。有的小型PLC也采用這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟K式結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活，安裝方便，便于擴(kuò)展和維修。1.5.1 國(guó)外的PLC發(fā)展世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(

20、DEC)研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使

21、其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能

22、力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。1.5.2 國(guó)內(nèi)的PLC發(fā)展我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得

23、了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。1.5.3 PLC未來展望21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)

24、際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。第二章 可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和原理PLC實(shí)質(zhì)上是一種專門用于工業(yè)控制的通用計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，主要有中央處理器(CPU)，存儲(chǔ)器(RAM,ROM)，輸入輸出接口電路（I/O接口），電源

25、及編程設(shè)備幾大部分構(gòu)成。一中央處理器（CPU）中央處理器（CPU） 是PLC的控制中樞。PLC的CPU按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)用戶鍵入的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，檢查電源，存儲(chǔ)器，I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，診斷用戶程序的語法錯(cuò)誤。PLC中采用的CPU一般有三大類，一類為通用處理器，如80286，80386等，一類為單片機(jī)芯片，如8301，8096等，另外還有位處理器，如AMD2900,AMD2903等。二存儲(chǔ)器PLC是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了硬件以外，還必須有軟件才能正常工作。PLC的軟件分兩部分：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。

26、RLC常用存儲(chǔ)器的類型：讀寫存儲(chǔ)器（RAM），可擦除的只讀存儲(chǔ)器（EPROM）,電可擦除的只讀存儲(chǔ)器（EPROM）三輸入/ 輸出（I/O）I/O接口有良好的光電隔離和濾波作用。PLC的輸出接口往往始于被控對(duì)象相連接，被控對(duì)象有電磁閥，指示燈，接觸器，小型電動(dòng)機(jī)等。輸入接口各種PLC的輸入電路大都相同，通常有三種輸入類型。一種是直流（1214）輸入，另一種是交流（100120V，200240V）輸入，第三種是交直流輸入。輸出接口PLC的輸出有三種形式：繼電器輸出，晶體管輸出。繼電器輸出型PLC最為常用。當(dāng)CPU有輸出時(shí)，接通輸出電路中繼電器的線圈，繼電器的觸點(diǎn)閉合，通過該觸點(diǎn)控制外部負(fù)載電路的負(fù)

27、載。晶體管輸出型PLC是通過光耦合器是晶體管截至或?qū)ㄒ钥刂仆獠控?fù)載電路，并同時(shí)PLC內(nèi)部電路和晶體管輸出電路進(jìn)行電氣隔離。四電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。模塊的PLC，是獨(dú)立的電源模塊；整體式PLC電源集成在廂體內(nèi)。PLC的電源多為高精度的開關(guān)電源；掉電保護(hù)電路供電的后備電源多為鋰電池。五編程器編程器是PLC的重要外圍設(shè)備。編程器的主要任務(wù)是輸入程序，編輯程序，調(diào)試程序，監(jiān)控程序，還可以在線測(cè)試PLC工作狀態(tài)和參數(shù)與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話?？删幊绦蚩刂破骺刹捎玫木幊陶Z言大致可分為以下兒種:梯形圖(LAD)編程語言、功能塊圖(FBD)編程語言，指令語句編程語言和邏輯表達(dá)式編程語言

28、。（1）梯形圖(LAD)編程語言梯形圖(LAD)是與電氣控制電路圖相呼應(yīng)的圖形語言。它沿用了繼電器、觸電、串并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號(hào)，并簡(jiǎn)化了符號(hào)，還增加了一些功能性的指令。梯形圖格式中的繼電器不是物理繼電器，而是軟繼電器。軟繼電器各觸電均為存儲(chǔ)器中的一位，表示軟繼相應(yīng)位為“”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，它的常開觸點(diǎn)閉合或常閉觸點(diǎn)斷開；表示軟繼相應(yīng)位為“”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，他的常開觸點(diǎn)斷開或常閉觸點(diǎn)閉合；（2）功能塊圖(FBD)功能塊圖，是圖形化的高級(jí)編程語言，通過軟連接的方法把所需的功能塊圖連接起來，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制。功能塊圖的表示格式有利于程序流的跟蹤。功能塊圖與梯形圖可以互

29、相轉(zhuǎn)換。（3）語句表(STL)語句表是用助記符來表達(dá)PLC的各種控制功能的，它類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言，但比匯編語言直觀易懂，編程簡(jiǎn)單。（4） 順序功能圖（SFC）順序功能圖屬于圖形語言，用它經(jīng)常編制順序控制類程序。順序功能圖編程法可將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)，對(duì)這些小狀態(tài)的功能分別處理后在再把這些小狀態(tài)依一定的順序要求連接組合成整體的控制程序。（5） 結(jié)構(gòu)化文本（ST）ST被稱為與PASCAL 和C語言一樣的高級(jí)編程語言。ST不是采用低級(jí)的，面向機(jī)器的操作符而是以高度壓縮的方式提供大量描述復(fù)雜功能的抽象語句。與語句指令表IL相比，ST語言的優(yōu)點(diǎn)是明顯的：編程任務(wù)高度壓縮化的表達(dá)

30、格式，在語句塊中有清晰的程序結(jié)構(gòu)?？删幊绦蚩刂破鞯墓ぷ髟鞵LC實(shí)際上是一種專門用于工業(yè)控制的通用計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，主要有中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出接口電路（I/O接口）、電源及編程設(shè)備幾大部分構(gòu)成。1. 掃描工作原理當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作，它只能按分時(shí)操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個(gè)操作，按順序逐個(gè)執(zhí)行。由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時(shí)（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。用

31、掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時(shí)，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。 2. PLC掃描工作過程 PLC的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作。如圖2-11所示，整個(gè)掃描工作過程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)階段。整個(gè)過程掃描執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1100ms。在內(nèi)部處理階段，進(jìn)行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器（WDT）復(fù)位以

32、及完成其它一些內(nèi)部處理工作。在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。PLC的掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，便于程序的設(shè)計(jì)，并為可靠運(yùn)行提供了保障。當(dāng)PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用， 而且還可通過CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。3 .PLC用戶程序的循環(huán)掃描過程PLC執(zhí)行程序

33、的過程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。a)在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。b)在程序執(zhí)行階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存

34、器中讀出，根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來說，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過程而變化。c)當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。因此，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。第三章 PLC與繼電器、單片機(jī)的異同3.1 什么是PLCPLC是什呢

35、？PLC的全稱是Programmable Logic Controller（可編程序控制器）,剛引入國(guó)內(nèi)時(shí)，曾簡(jiǎn)稱為PC。后來，IBM-PC獲得廣泛應(yīng)用，PC成了個(gè)人電腦的代名詞，才改為PLC。PLC還有另外的一個(gè)意思是Power Line Carrier(電力線載波)。3.2 PLC與單片機(jī)的區(qū)別1. PLC是建立在單片機(jī)之上的產(chǎn)品，單片機(jī)是一種集成電路，兩者不具有可比性。 2. 單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。 3. 不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。

36、這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。 最后，從工程的角度，談?wù)凱LC與單片機(jī)系統(tǒng)的選用； 4. 對(duì)單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本較高。 5. 對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入PLC的功能，這樣可大大簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間，性能得到保障，效益也就有保證。3.3 PLC與繼電器系統(tǒng)的異同繼電器接觸器是以電磁開關(guān)為主體的低壓電器元件

37、，其構(gòu)成的系統(tǒng)是用導(dǎo)線依一定的規(guī)律將它們連接起來，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。從邏輯控制看，PLC與繼電器系統(tǒng)的區(qū)別主要是:（一） 組成器件不同（二） 觸點(diǎn)數(shù)量不同（三） 實(shí)時(shí)控制的方法不同（四） 工作方式不同3.4 PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.4.1 PLC的選型原則 1、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 2、存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單

38、元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量?？刂乒δ艿倪x擇：該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇3、對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求響應(yīng)速度即響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。PLC一

39、般以順序掃描工作方式進(jìn)行工作，對(duì)小于掃描時(shí)間的輸入信號(hào)，有可能造成接收信號(hào)不可靠。因此，對(duì)有維持很短時(shí)間的輸入信號(hào)來講，需要選取掃描速度高的PLC。一般機(jī)器對(duì)掃描時(shí)間的限定值為100200ms，而實(shí)際上執(zhí)行一千條指令僅需時(shí)間110ms ,對(duì)一般規(guī)模的PLC程序，則輸入信號(hào)能維持在10ms左右就完全能安全地被接收到，但對(duì)模擬量輸入則需要考慮與PLC的響應(yīng)時(shí)間的配合問題。4、系統(tǒng)可靠性根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境及工藝要求，應(yīng)采用功能完善可靠性適宜的PLC。對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。5、編程器與外圍設(shè)備小型PLC控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器；如果系統(tǒng)較大或多臺(tái)PLC共

40、用，可以選用功能強(qiáng)，編程方便的圖形編輯器；如果有現(xiàn)成的個(gè)人計(jì)算機(jī)，可選用能在計(jì)算機(jī)上使用的編程軟件。3.4.2 可編程順序控制器的設(shè)計(jì)流程PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖如圖3.1步驟：1、熟悉控制對(duì)象確定控制范圍根據(jù)生產(chǎn)和工藝過程分析控制要求，確定控制對(duì)象及控制范圍，確定控制系統(tǒng)的工作方式，例如全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、單機(jī)運(yùn)行、多機(jī)聯(lián)合運(yùn)行等。還要確定系統(tǒng)應(yīng)有的其它功能，例如故障檢測(cè)、診斷與顯示報(bào)警、緊急情況的處理、管理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能等。2、可同時(shí)進(jìn)行PLC的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)指電氣線路設(shè)計(jì)，包括主電路及PLC外部控制電路，PLC輸入輸出接線圖，設(shè)備供電系統(tǒng)圖，電氣控制柜結(jié)構(gòu)及電器設(shè)備

41、安裝圖等。軟件設(shè)計(jì)包括狀態(tài)表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、梯形圖、指令表等，控制程序設(shè)計(jì)是PLC系統(tǒng)應(yīng)用中最關(guān)鍵的問題，也是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。3、PLC調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試硬件部分的模擬調(diào)試主要是對(duì)控制柜或操作臺(tái)的接線進(jìn)行測(cè)試?？稍诓僮髋_(tái)的接線端子上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入信號(hào)，或操作按鈕的指令開關(guān)，觀察對(duì)應(yīng)PLC輸入點(diǎn)的狀態(tài)。用編程軟件將輸出點(diǎn)強(qiáng)制ON/OFF，觀察對(duì)應(yīng)的控制柜內(nèi)PLC負(fù)載（指示燈、接觸器等）的動(dòng)作是否正常，或?qū)?yīng)的接線端子上的輸出信號(hào)的狀態(tài)變化是否正確。聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，把編制好的程序下載到現(xiàn)場(chǎng)的PLC中。調(diào)試時(shí)，主電路一定要斷電，只對(duì)控制電路進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。通過現(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，還會(huì)發(fā)

42、現(xiàn)新的問題或?qū)δ承┛刂乒δ艿母倪M(jìn)。4、PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。圖3.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程圖3.5 PLC的自動(dòng)檢測(cè)功能及故障診斷PLC具有很完善的自診斷功能，如出現(xiàn)故障，借助自診斷程序可以方便的找到出現(xiàn)故障的部件，

43、更換后就可以恢復(fù)正常工作。故障處理的方法可參看S7-200系統(tǒng)手冊(cè)的故障處理指南。實(shí)踐證明，外部設(shè)備的故障率遠(yuǎn)高于PLC，而這些設(shè)備故障時(shí)，PLC不會(huì)自動(dòng)停機(jī)，可使故障范圍擴(kuò)大。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，可用梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)故障的自診斷和自處理。3.5.1 超時(shí)檢測(cè) 機(jī)械設(shè)備在各工步的所需的時(shí)間基本不變，因此可以用時(shí)間為參考，在可編程控制器發(fā)出信號(hào)，相應(yīng)的外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作時(shí)起動(dòng)一個(gè)定時(shí)器開始定計(jì)時(shí)，定時(shí)器的設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)20%左右。如某執(zhí)行機(jī)構(gòu)在正常情況下運(yùn)行10s后，使限位開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出動(dòng)作結(jié)束的信號(hào)。在該執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作時(shí)起動(dòng)設(shè)定值為12s的定時(shí)器定時(shí)，若12s后還沒有收到

44、動(dòng)作結(jié)束的信號(hào)，由定時(shí)器的常開觸點(diǎn)發(fā)出故障信號(hào)，該信號(hào)停止正常的程序，起動(dòng)報(bào)警和故障顯示程序，使操作人員和維修人員能迅速判別故障的種類，及時(shí)采取排除故障的措施。3.5.2 邏輯錯(cuò)誤檢查在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，PLC的輸入、輸出信號(hào)和內(nèi)部的信號(hào)（如存儲(chǔ)器為的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯信號(hào)，則說明出了故障。因此可以編制一些常見故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為ON狀態(tài)，就應(yīng)按故障處理。如機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中先后有兩個(gè)限位開關(guān)動(dòng)作，這兩個(gè)信號(hào)不會(huì)同時(shí)接通。若它們同時(shí)接通，說明至少有一個(gè)限位開關(guān)被卡死，應(yīng)停機(jī)進(jìn)行處理。在梯形圖中，用這兩個(gè)限位開關(guān)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器的位的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，來驅(qū)動(dòng)一個(gè)

45、表示限位開關(guān)故障的存儲(chǔ)器的位就可以進(jìn)行檢測(cè)。第四章 傳送帶的介紹 傳送帶是傳送帶用來輸送元件，PCB和其他器件，材料一般為塑料，纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機(jī)器其他部分傳來的器件，那么它應(yīng)該采用耗散性材料。當(dāng)傳送帶表面電阻率為1106歐時(shí)，它會(huì)使帶電器件放電速度太快，對(duì)器件造成損害；當(dāng)表面電阻在106109歐時(shí)，只要傳送帶通過轉(zhuǎn)輪滑輪和機(jī)架良好接地，傳送帶上就不會(huì)帶電。4.1 傳送帶常見的故障與維護(hù)4.1.1傳送帶常見故障a)傳送帶打滑 傳送帶與皮帶輪之間打滑為將這種打滑現(xiàn)象減到最低限度，建議驅(qū)動(dòng)輪和被動(dòng)輪都使用合適的防滑套。解決打滑問題可采取以下幾點(diǎn)措施：（1）繃緊上下傳送帶；（2）檢

46、查緊帶裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是否需要加以緊固；（3）更換或磨粗現(xiàn)有的防滑套表面；（4）檢查驅(qū)動(dòng)齒輪的磨損情況。b)傳送帶與紙板之間打滑 傳送帶與紙板之間打滑的主要原因是掛面紙板與熱板之間產(chǎn)生的磨擦過大c) 其他故障 (1)過度的張力(2)傳送帶表面變光滑(3)切割刀的控制4.1.2 傳送帶跑偏傳送帶的跑偏問題一般是對(duì)機(jī)器本身狀態(tài)的一種反作用?；w傳送帶對(duì)機(jī)器各種不同設(shè)置狀態(tài)的反應(yīng)一般要比傳統(tǒng)帆布傳送帶敏感。1.傳送帶邊緣開線如果使用帆布傳送帶時(shí)出現(xiàn)開線問題，表明可能有跑偏的問題。這時(shí)應(yīng)對(duì)機(jī)器做一些微小的調(diào)整，例如調(diào)整壓力輥和惰輪，以及調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪(根據(jù)需要使其與被動(dòng)輪平行或不平行)等。2.傳送帶邊緣彎曲

47、這可能會(huì)被誤解為傳送帶在擺動(dòng)。簡(jiǎn)單的檢查方法是用一支鉛筆在帶邊內(nèi)約6英寸15cm處劃線，然后測(cè)量該線的橫向移動(dòng)量。任何情況下，傳送帶的橫向移動(dòng)量應(yīng)在±14英寸(0.6cm)之內(nèi)。3.傳送帶斜行一般每臺(tái)機(jī)器都會(huì)有一定的對(duì)角線偏斜。這可能會(huì)影響紙板的運(yùn)行軌跡，導(dǎo)致進(jìn)紙時(shí)偏心，以使得出紙時(shí)切刀對(duì)準(zhǔn)中心?？赏ㄟ^調(diào)整壓力輥來補(bǔ)償機(jī)器的這種對(duì)角偏斜。4.傳送帶的就位如果傳送帶有微小的橫向移動(dòng)，需給以一定的時(shí)間使其穩(wěn)定下來。這通常需要兩三個(gè)星期的時(shí)間。如果按照前面所講將兩個(gè)皮帶輪都加了防滑套，且保持拉緊傳送帶，橫向的擺動(dòng)就會(huì)減小到可以忽略。5.啟動(dòng)對(duì)于剛啟動(dòng)機(jī)器時(shí)，傳送帶可能會(huì)有不規(guī)則的偏軌問題，

48、有以下兩種解釋：一是蒸汽的熱度不均勻，二是在停機(jī)過程中因傳送帶的張力減少而變松馳，并直接暴露給熱源。如果有這種情況發(fā)生，每天最初幾小時(shí)可能會(huì)有不規(guī)則的跑偏現(xiàn)象，但會(huì)逐漸消失，所以應(yīng)常保持傳送帶的張力。6.傳送帶變形如果傳送帶在松馳狀態(tài)下直接接觸熱板，傳送帶可能會(huì)發(fā)生變形。所以，無論在什么時(shí)候都必須保持傳送帶有一定的張力。如果機(jī)器使用液壓張緊裝置，則建議在活塞上安裝一個(gè)軸套或阻擋機(jī)構(gòu)以防止其完全放松。如傳送帶需要重新對(duì)接，應(yīng)確保熱板是冷卻的或是與傳送帶隔離的。7.經(jīng)過緊帶機(jī)構(gòu)時(shí)跑偏這顯然是由于傳送帶在經(jīng)過緊帶機(jī)構(gòu)時(shí)各軸內(nèi)在的扭曲引起的，不是嚴(yán)重問題?？梢酝ㄟ^在活塞機(jī)構(gòu)的另一端安裝一個(gè)松緊螺旋扣來解決，這樣可調(diào)整消除軸的扭曲。有些機(jī)器，調(diào)整緊帶機(jī)構(gòu)前部的惰輪會(huì)有助于消除這一問題。一般較新的機(jī)器都裝有調(diào)整機(jī)構(gòu)來糾正。下傳送帶的緊帶機(jī)構(gòu)各軸應(yīng)保持平行和水平，有跑偏問題存在，可能需要將一個(gè)軸(最好是可移動(dòng)的)的平行和(或)水平度做微小調(diào)整。這樣做，傳送帶會(huì)向其先接觸的軸的端部移動(dòng)，但應(yīng)避免移動(dòng)太大，否則會(huì)導(dǎo)致拉伸傳送帶的一個(gè)邊。4.2 四級(jí)傳送帶的設(shè)計(jì) 四級(jí)傳送帶控制要求用四條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)，分別用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，