基于PLC運(yùn)料系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 PAGE34 / NUMPAGES38摘 要早期運(yùn)料電氣控制系統(tǒng)大多為繼電器-接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、體積大、價(jià)格高等缺陷。無(wú)通信和數(shù)據(jù)處理功能，必須有人工負(fù)責(zé)操作。將PLC應(yīng)用到運(yùn)料電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，PLC運(yùn)料電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單，控制反應(yīng)速度快，可靠性和可維護(hù)性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)料系統(tǒng)不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化。將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。通信和數(shù)據(jù)連接功能選項(xiàng)使得S7-200在體積、通信和特

2、殊功能模塊等重要的應(yīng)用方面非常完美。本設(shè)計(jì)主要包括：分析被控對(duì)象和明確系統(tǒng)控制要求；PLC選型；確定系統(tǒng)的I/O設(shè)備的數(shù)量與種類；控制流程設(shè)計(jì)；控制程序設(shè)計(jì)。PLC在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國(guó)外工程、工廠中得到實(shí)際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，其智能化和自動(dòng)化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣。關(guān)鍵詞 西門子PLC，運(yùn)料控制系統(tǒng)，行程開(kāi)關(guān)ABSTRACTEarly delivery of relay - contactor electric control system composed of a complex system， this system exists long desi

3、gn cycle， large volume， high cost， defects. Countless according to processing and communication function， must have the specialist is responsible for the operation. Applying PLC to haul electric control system， can realize the automation of material handling system control， reduce the system operati

4、on cost， haul of PLC electrical control system has simple wiring， control response speed， good reliability and maintainability， easy to install， repair and modification， etc. Along with the development of the economy， the material handling system expanding to all areas， from manual to automatic， gra

5、dually formed the mechanization， automation and modernization. Applying PLC to haul the car electric control system， which can realize automatic control of the material car， reduce the operation cost of the system. Communications and data connectivity options makes the s7-200 in volume， communicatio

6、n， and special functional modules， and other important applications is very perfect. This design mainly includes: the analysis of controlled object and system control requirements; The PLC type selection; Determine the number of I/O devices and types; Control flow design; Control program design.the

7、application of PLC in the material car control system has practical application in the engineering， factories at home and abroad， has tremendous economic and social value， the intelligent and automation concept after the further research and promotion.Key words Siemens PLC，Material handling control

8、system，Travel switch目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357078324摘要 PAGEREF _Toc357078324 h IHYPERLINK l _Toc357078325ABSTRACT PAGEREF _Toc357078325 h IIHYPERLINK l _Toc3570783261 緒論 PAGEREF _Toc357078326 h 1HYPERLINK l _Toc3570783271.1 PLC控制運(yùn)料系統(tǒng)的意義 PAGEREF _Toc357078327 h 1HYPERLINK l _Toc357078328

9、1.2 運(yùn)料控制系統(tǒng)方案選擇 PAGEREF _Toc357078328 h 2HYPERLINK l _Toc3570783292 PLC與其發(fā)展前景 PAGEREF _Toc357078329 h 3HYPERLINK l _Toc3570783302.1 可編程控制器的由來(lái)、特點(diǎn)、性能等情況 PAGEREF _Toc357078330 h 3HYPERLINK l _Toc3570783312.2 可編程控制器與傳統(tǒng)繼電器的比較 PAGEREF _Toc357078331 h 4HYPERLINK l _Toc3570783322.3 可編程控制器發(fā)展的趨勢(shì) PAGEREF _Toc35

10、7078332 h 4HYPERLINK l _Toc3570783332.4 PLC用在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn) PAGEREF _Toc357078333 h 5HYPERLINK l _Toc3570783343 運(yùn)料系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357078334 h 6HYPERLINK l _Toc3570783353.1 自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)控制工藝要求 PAGEREF _Toc357078335 h 6HYPERLINK l _Toc3570783363.2 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 PAGEREF _Toc357078336 h 7HYPERLINK l _Toc3570783373

11、.3 行程開(kāi)關(guān) PAGEREF _Toc357078337 h 8HYPERLINK l _Toc3570783383.4 電動(dòng)閥 PAGEREF _Toc357078338 h 8HYPERLINK l _Toc3570783393.5 雙速電機(jī) PAGEREF _Toc357078339 h 9HYPERLINK l _Toc3570783403.5.1 行業(yè)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc357078340 h 9HYPERLINK l _Toc3570783413.5.2 變速原理 PAGEREF _Toc357078341 h 10HYPERLINK l _Toc3570783423.

12、6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 PAGEREF _Toc357078342 h 11HYPERLINK l _Toc3570783433.7 可編程序控制器的選型 PAGEREF _Toc357078343 h 14HYPERLINK l _Toc3570783443.7.1 選擇輸入/輸出模塊 PAGEREF _Toc357078344 h 14HYPERLINK l _Toc3570783453.7.2 根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型 PAGEREF _Toc357078345 h 15HYPERLINK l _Toc3570783463.7.3 選擇I / O響應(yīng)時(shí)間 PAGEREF _Toc

13、357078346 h 15HYPERLINK l _Toc3570783473.7.4 選擇的在線和離線編程 PAGEREF _Toc357078347 h 15HYPERLINK l _Toc3570783483.7.5 PLC結(jié)構(gòu)形式選擇 PAGEREF _Toc357078348 h 15HYPERLINK l _Toc3570783493.8 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357078349 h 15HYPERLINK l _Toc3570783503.8.1 數(shù)字量輸入部分 PAGEREF _Toc357078350 h 15HYPERLINK l _Toc35

14、70783513.8.2 數(shù)字量輸出部分 PAGEREF _Toc357078351 h 16HYPERLINK l _Toc3570783523.8.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字量輸出部分 PAGEREF _Toc357078352 h 16HYPERLINK l _Toc3570783533.8.4 閥門電機(jī)主電路圖 PAGEREF _Toc357078353 h 17HYPERLINK l _Toc3570783543.8.5 運(yùn)料小車雙向雙速電機(jī)主電路圖 PAGEREF _Toc357078354 h 18HYPERLINK l _Toc3570783553.8.6 PLC電氣接線圖 PAGERE

15、F _Toc357078355 h 18HYPERLINK l _Toc3570783564 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與仿真 PAGEREF _Toc357078356 h 20HYPERLINK l _Toc3570783574.1 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹 PAGEREF _Toc357078357 h 20HYPERLINK l _Toc3570783584.1.1 基本功能 PAGEREF _Toc357078358 h 20HYPERLINK l _Toc3570783594.1.2 其他功能 PAGEREF _Toc357078359 h 20HYPERLINK l _T

16、oc3570783604.2 運(yùn)料系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357078360 h 21HYPERLINK l _Toc3570783614.3 運(yùn)料系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357078361 h 23HYPERLINK l _Toc3570783624.4 系統(tǒng)程序仿真 PAGEREF _Toc357078362 h 26HYPERLINK l _Toc3570783634.4.1 閥門電機(jī)正轉(zhuǎn)起動(dòng)程序仿真 PAGEREF _Toc357078363 h 26HYPERLINK l _Toc3570783644.4.2 閥門電機(jī)反轉(zhuǎn)起動(dòng)程序仿真 PAGEREF

17、 _Toc357078364 h 26HYPERLINK l _Toc3570783654.4.3 小車右電機(jī)M2右快速運(yùn)行程序仿真 PAGEREF _Toc357078365 h 27HYPERLINK l _Toc3570783664.4.4 小車電機(jī)M2右慢速運(yùn)行程序仿真 PAGEREF _Toc357078366 h 27HYPERLINK l _Toc3570783674.4.5 小車電機(jī)M2左快速運(yùn)行程序仿真 PAGEREF _Toc357078367 h 28HYPERLINK l _Toc3570783684.4.6 小車電機(jī)M2左慢速運(yùn)行 PAGEREF _Toc357078

18、368 h 28HYPERLINK l _Toc357078369結(jié)論 PAGEREF _Toc357078369 h 30HYPERLINK l _Toc357078370參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc357078370 h 31HYPERLINK l _Toc357078371致 PAGEREF _Toc357078371 h 32HYPERLINK l _Toc357078372附錄：運(yùn)料系統(tǒng)STL程序 PAGEREF _Toc357078372 h 33緒論P(yáng)LC控制運(yùn)料系統(tǒng)的意義傳統(tǒng)運(yùn)料車是繼電器控制系統(tǒng)，繼電器控制有布線繁多，高故障率的缺點(diǎn)，維護(hù)并不容易。作為目前國(guó)市場(chǎng)上的主流

19、控制器，PLC在市場(chǎng)、技術(shù)和行業(yè)等控制方面起著重要的作用，使用PLC控制代替繼電器控制是大勢(shì)所趨。根據(jù)調(diào)查分析，眾多正在使用的PLC品牌中，西門子、三菱、歐姆龍占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，約60%的用戶使用這些品牌的PLC產(chǎn)品，而羅克韋爾/ab、ge-fanuc和富士品牌也占據(jù)相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程全盤(pán)自動(dòng)化，這就離不開(kāi)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。送料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)的，控

20、制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于送料小車的運(yùn)行。因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。送料小車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。要把提高自主創(chuàng)新能力擺在所有科學(xué)技術(shù)的突出位置。在改革開(kāi)放的條件下促進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，必須認(rèn)真研究和借鑒所有優(yōu)秀的文明成就。30多年來(lái)的改革開(kāi)放，我國(guó)引入了大量的技術(shù)和設(shè)備，對(duì)提高工業(yè)技術(shù)水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的作用。然而，我們必須清醒地看到，僅僅引入而不注重技術(shù)的消化吸收和再創(chuàng)新，勢(shì)必削弱獨(dú)立研發(fā)的能力，擴(kuò)大了與世界先進(jìn)水平的差距。不管怎樣，必須把提高自主創(chuàng)新能力作為國(guó)家戰(zhàn)略，貫徹各個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)方面，貫徹到每個(gè)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)和

21、地區(qū)，大大提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體目標(biāo)是:顯著增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、科技促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和顯著增強(qiáng)國(guó)家安全保障能力，為建設(shè)一個(gè)全面小康社會(huì)提供強(qiáng)有力的支持，基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)研究綜合實(shí)力顯著增強(qiáng)，擁有一批在世界具有重大影響的科學(xué)技術(shù)成果，為進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列，打下扎實(shí)基礎(chǔ)科技的基礎(chǔ)。在世界到本世紀(jì)中葉，形成相對(duì)完善的中國(guó)特色國(guó)家創(chuàng)新體系。企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化，使得生產(chǎn)物料配送成為一個(gè)重要的部分生產(chǎn)物流系統(tǒng)。運(yùn)料車自動(dòng)控制是用來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)生產(chǎn)控制系統(tǒng)。隨著PLC的發(fā)展，國(guó)外生產(chǎn)線上的運(yùn)輸控制系統(tǒng)廣泛的采用PLC控制系統(tǒng)，和一些制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種特殊的邏輯來(lái)處理控制芯片，

22、在我國(guó)大多數(shù)工控企業(yè)運(yùn)料車自動(dòng)控制系統(tǒng)都從國(guó)外引進(jìn)，成本高。為了滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要和循環(huán)，讓PLC技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，充分利用我國(guó)工控企業(yè)生產(chǎn)線，使系統(tǒng)能夠在各種環(huán)境下工作，且成本低，易于控制，安全可靠，效率高。運(yùn)料控制系統(tǒng)方案選擇實(shí)現(xiàn)小車送料系統(tǒng)控制有很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以用單片機(jī)、可編程控制器PLC等元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。但在單片機(jī)控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址。而且單片機(jī)控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時(shí)也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以在此也不易用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而從上述第一節(jié)對(duì)PLC的特

23、點(diǎn)了解可知，PLC具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此我們歸納出：可編程控制器PLC具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在30萬(wàn)小時(shí)以上；安裝，操作和維護(hù)也較容易；編程簡(jiǎn)單，PLC的基本指令不多，編程器使用比較方便，程序設(shè)計(jì)和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。此外PLC部定時(shí)、計(jì)數(shù)資源豐富，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)送料小車的控制。因此，最終我選擇了用可編程控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)送料小車系統(tǒng)的控制，完成本次的設(shè)計(jì)題目。PLC與其發(fā)展前景可編程控制器的由來(lái)、特點(diǎn)、性能等情況隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加強(qiáng)企業(yè)實(shí)力，許多國(guó)企業(yè)加強(qiáng)自身的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)行了企業(yè)改革的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)升級(jí)，在眾多的升級(jí)是最廣泛使用的可編程控制器?？?/p>

24、編程控制器是一種特殊的計(jì)算機(jī)工業(yè)控制，已廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制系統(tǒng)，它是基于繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，已逐步發(fā)展成為一個(gè)微處理器為核心，自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)集成的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。早期的可編程控制器只能在函數(shù)的邏輯控制，所以稱為可編程序邏輯控制器(可編程邏輯控制器)，以下簡(jiǎn)稱PLC。其控制功能已經(jīng)增加隨著技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器還可以執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，模擬控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入、輸出，控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程。目前，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)有大量的通用設(shè)備，機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代科技的發(fā)展，可以應(yīng)用于微電子技術(shù)改造現(xiàn)有的通用設(shè)備，如數(shù)字顯示，數(shù)控改造，

25、改善通用設(shè)備單機(jī)自動(dòng)化，可編程控制器是用于轉(zhuǎn)換的通用機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床自動(dòng)和半自動(dòng)設(shè)備的生產(chǎn)線，所以，我們可以把電腦的全部功能，靈活的編程和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合這是一個(gè)低成本、高效益、符合中國(guó)國(guó)情的新方法的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。PLC技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備的控制柜正在逐步取代了新一代的智能儀器，對(duì)日益復(fù)雜的控制功能，傳統(tǒng)的控制柜似乎無(wú)能為力，可編程序控制器具有可編程，運(yùn)行時(shí)可以根據(jù)需求，選擇控制算法、適應(yīng)性強(qiáng)、可編程控制器采用軟件代替硬件的方法，可以簡(jiǎn)化電路，使設(shè)備的性能控制價(jià)格上漲。一般來(lái)說(shuō)，可編程控制器是一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，但它

26、比一般的計(jì)算機(jī)連接到工業(yè)過(guò)程界面和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言。所以類似于作文的PLC和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，也就是中央處理單元(CPU)、存、輸入/輸出(I/O)接口、電源等，可編程控制器的發(fā)展分為三個(gè)階段:第一階段(七零年代)的實(shí)際應(yīng)用發(fā)展階段;第二階段(七十年代)進(jìn)入成熟階段，第三階段(九十年代)為加速發(fā)展階段。在此期間，該公司進(jìn)一步改善現(xiàn)有產(chǎn)品，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)分布式控制系統(tǒng)。在軟件方面，可編程控制器不斷發(fā)展的頂部兼容計(jì)算機(jī)。因此，因?yàn)槠渚哂袃?yōu)良的控制性能和快速靈活的體系結(jié)構(gòu)，使PLC今天增長(zhǎng)最快的工業(yè)自動(dòng)化控制設(shè)備。其主要特點(diǎn)如下:可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。高可靠性是最顯

27、著的特征之一的公司，其平均故障間隔時(shí)間可達(dá)數(shù)百數(shù)千小時(shí)。容易學(xué)習(xí)編程。類似與繼電器控制大多采用PLC編程梯形圖的電路。設(shè)計(jì)、安裝方便、調(diào)試周期短，維護(hù)簡(jiǎn)單。PLC實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。設(shè)計(jì)師可在各種規(guī)格、品種齊全，選擇價(jià)格高的產(chǎn)品性能比在PLC。模塊品種豐富、功能強(qiáng)大、通用性好。除了單位小型PLC，大多數(shù)采用模塊化結(jié)構(gòu)，形成大、中、小型系列產(chǎn)品?？删幊炭刂破髋c傳統(tǒng)繼電器的比較控制方式。繼電器控制是實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用硬件布線，它是利用機(jī)械繼電器串聯(lián)或并聯(lián)，滯后時(shí)間延遲繼電器動(dòng)作組合形式控制邏輯。它只能完成邏輯控制、有線和更復(fù)雜的、大體積、功耗大，一旦完成后設(shè)計(jì)和制造，改變是困難的。除了有限

28、數(shù)量的繼電器觸點(diǎn)，其靈活性和可擴(kuò)展性也很可憐的。PLC使用存儲(chǔ)邏輯，通過(guò)改變程序很容易改變控制邏輯。控制速度。繼電器控制邏輯是根據(jù)接觸機(jī)械作用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，其頻率很低，一般在幾毫秒，而且機(jī)械接觸抖動(dòng)現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。而PLC運(yùn)動(dòng)在微秒，嚴(yán)格同步，不會(huì)有搖晃的。延時(shí)控制。繼電器控制系統(tǒng)來(lái)完成的滯后時(shí)間繼電器動(dòng)作延遲時(shí)間。時(shí)間繼電器計(jì)時(shí)精度不高，但是，容易受到環(huán)境的影響，溫度和濕度，PLC定時(shí)器為半導(dǎo)體集成電路、高精度、小和受環(huán)境。其他控制方式。繼電器控制系統(tǒng)一般只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制，沒(méi)有計(jì)數(shù)功能。PLC除了開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還可以控制模擬，而且便于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制。設(shè)計(jì)和施工。繼電器是用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制

29、工程設(shè)計(jì)，施工和調(diào)試必須被執(zhí)行，反過(guò)來(lái)，周期長(zhǎng)，修改困難的項(xiàng)目。而PLC可同時(shí)，十分方便?？煽啃耘c可維護(hù)性。繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械接觸點(diǎn)，連線復(fù)雜。觸點(diǎn)的開(kāi)啟和關(guān)閉會(huì)受到電弧的損壞，以與機(jī)械磨損，使用壽命短、可靠性和可維護(hù)性差。而PLC是極其簡(jiǎn)單的?？删幊炭刂破靼l(fā)展的趨勢(shì)可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)如下:大型網(wǎng)絡(luò)化。PLC具有DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中網(wǎng)絡(luò)控制。模塊多樣化。為了適應(yīng)各種不同的特殊功能需求，各種功能模塊將層出不窮?？煽啃愿?。一些特定的環(huán)境和條件需要自動(dòng)化系統(tǒng)具有高可靠性，因此診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于PLC。兼容性。隨著世界經(jīng)濟(jì)、科技一體化，所以PLC也滿足的程度和發(fā)

30、展水平的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化。小型化和低成本。小型PLC的基本特征是低價(jià)格，便于機(jī)電一體化。編程語(yǔ)言高級(jí)化。除了梯形圖、語(yǔ)句表、流程圖外，一些PLC還增添了VB、C等編程語(yǔ)言。PLC用在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)PLC的運(yùn)料控制系統(tǒng)中具有以下優(yōu)點(diǎn)：PLC控制單元控制器是基于工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的，有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性高。PLC梯形圖語(yǔ)言是最常用的編程語(yǔ)言，形象、直觀、編程簡(jiǎn)單、易于掌握。PLC控制系統(tǒng)的體積小、重量輕、安裝方便、易于維護(hù)。PLC自動(dòng)診斷、故障報(bào)警和故障顯示功能，可以方便的用于監(jiān)控操作?，F(xiàn)代PLC遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、交換、控制和監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)通信功能。運(yùn)料系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)用于各種類型的PLC，有的

31、是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和所有電氣設(shè)備，其中的大多數(shù)都是由高電壓電路和高壓設(shè)備在惡劣的電磁環(huán)境。硬件設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)主要是指硬件選擇。近年來(lái)，國(guó)外眾多廠家提供各種系列，不同功能的PLC產(chǎn)品，有數(shù)十種系列，數(shù)以百計(jì)的模型。PLC品種，其結(jié)構(gòu)、性能、I/O點(diǎn)，用戶程序存儲(chǔ)器容量、計(jì)算速度和指揮系統(tǒng)、編程方法和價(jià)格是不同的，使用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理的選擇、PLC、PLC控制系統(tǒng)來(lái)提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和控制系統(tǒng)起著重要的作用。PLC提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一方面，要求生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力，另一方面要求在工程設(shè)計(jì)、安裝、施工與應(yīng)用部門引起高度重視使用和維護(hù)，完善多黨合作解

32、決問(wèn)題，有效地提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)控制工藝要求自動(dòng)上料系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于PLC控制系統(tǒng)，每一步的操作控制系統(tǒng)直接影響電機(jī)驅(qū)動(dòng)的操作材料。因此，送料小車汽車性能的好壞，控制系統(tǒng)的性能的好壞直接關(guān)系。運(yùn)料小車可以正常運(yùn)行和效率的高低和控制系統(tǒng)密不可分。運(yùn)料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上，我結(jié)合了大米加工廠的實(shí)際工藝流程。常見(jiàn)的自動(dòng)上料系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要以下基本設(shè)備：三臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)，一個(gè)料倉(cāng)，兩個(gè)電動(dòng)閥，一個(gè)運(yùn)料車，八個(gè)行程開(kāi)關(guān)，一個(gè)啟動(dòng)按鈕，一個(gè)緊急停止按鈕。工藝流程如圖3-1。設(shè)計(jì)的電路必須標(biāo)準(zhǔn)化、合理、安全的設(shè)計(jì)，確保生命和財(cái)產(chǎn)安全的員工在操作過(guò)程。軟件采用西門子S7 - 200系

33、列PLC，外部連接部分比較簡(jiǎn)單，控制對(duì)象的控制功能是反映在PLC程序。因此，設(shè)計(jì)的PLC程序是好還是壞，直接影響控制系統(tǒng)的性能。所以在項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照程序設(shè)計(jì)步驟，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工作，熟悉控制對(duì)象，提高編程的質(zhì)量。工藝流程圖工藝流程如下，首先運(yùn)料小車復(fù)位停在SQ3處，按下啟動(dòng)按鈕SB1，放料電動(dòng)閥門K1電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，碰到SQ2電機(jī)停止，放料閥門打開(kāi)，延時(shí)30S后，電機(jī)M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，碰到SQ1停止，料倉(cāng)閥門關(guān)閉。此時(shí)延時(shí)5S后啟動(dòng)小車電機(jī)M2向右快行，碰到SQ4時(shí)小車變?yōu)橛衣龠\(yùn)行，當(dāng)碰到SQ5時(shí)， 小車停止右行。此時(shí)卸料閥門K2電機(jī)M3正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，碰到SQ8，電機(jī)停止，卸料閥門打開(kāi)，延時(shí)卸料30S后

34、，電機(jī)M3反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，碰到SQ7電機(jī)停止，閥門關(guān)閉。此時(shí)延時(shí)5S后啟動(dòng)小車電機(jī)M2向左快速運(yùn)行，碰到SQ6，小車變?yōu)樽舐傩旭?，碰到SQ3時(shí)，小車左行停止。此時(shí)放料閥門電機(jī)又開(kāi)始運(yùn)作，工藝流程以此循環(huán)。當(dāng)按下急停按鈕SB2是，小車立即停止。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制自動(dòng)控制是最常用的功能，生產(chǎn)機(jī)械電氣自動(dòng)原理是一種最簡(jiǎn)單的形式，在位置控制的電氣自動(dòng)化線，或終端開(kāi)關(guān)動(dòng)作由行程開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的工作狀態(tài)。如果電動(dòng)機(jī)需要停止在預(yù)定位置，開(kāi)關(guān)將旅行的常閉觸點(diǎn)串接在相應(yīng)的控制電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置所以開(kāi)關(guān)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)相應(yīng)的控制電路，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)是停止。如果需要停止后立即反向運(yùn)動(dòng)，它應(yīng)該是常開(kāi)觸點(diǎn)行

35、程開(kāi)關(guān)的和在一個(gè)控制電路的啟動(dòng)按鈕，這樣行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)積極運(yùn)動(dòng)控制電路，常開(kāi)觸點(diǎn)和連接在同一時(shí)間反向運(yùn)動(dòng)的控制電路。改變電機(jī)的相序即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。為了實(shí)現(xiàn)延遲應(yīng)該使用線圈KT，然后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲(左右各一個(gè))，KT延遲常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使交流繼電器得電，實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)向右移動(dòng)，反之一樣。行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)也叫限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程和極限保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)、行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)安裝在生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件模塊影響行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。行程開(kāi)關(guān)，因此，是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置開(kāi)關(guān)電路，它的作用原理是類似于按鈕。行程開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)床和起重機(jī)械，

36、用于控制進(jìn)度，對(duì)于終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路，并使用開(kāi)關(guān)來(lái)控制轎門、自動(dòng)門、上下門的限位保護(hù)。行程開(kāi)關(guān)根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾輪式、微動(dòng)式和組合式。直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)原理：它的作用原理和按鈕開(kāi)關(guān)是一樣的。速度取決于生產(chǎn)機(jī)械操作速度，速度不應(yīng)該小于0.4 m / min的場(chǎng)合。直動(dòng)式的行程開(kāi)關(guān):推桿、彈簧、動(dòng)態(tài)接觸和滑動(dòng)接觸。滾筒式行程開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)原理：當(dāng)被控機(jī)械碰撞塊撞擊滾子的撞桿，桿向右，驅(qū)動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，頂下推桿，使微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)迅速動(dòng)作。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械返回，在復(fù)位彈簧的作用下，各部分復(fù)位動(dòng)作。滾輪式行程開(kāi)關(guān)的組成:滾輪、上轉(zhuǎn)臂、彈簧、套架、滑輪、壓板、觸點(diǎn)、橫板。滾輪式行程開(kāi)關(guān)又分為單滾輪

37、自動(dòng)復(fù)位式，和雙滾輪非自動(dòng)復(fù)位式。雙滾輪行程開(kāi)關(guān)有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的位置，有“記憶”效應(yīng)，在某些情況下可以簡(jiǎn)化電路。微動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的組成：微動(dòng)開(kāi)關(guān)類型常用的是ZXL系列產(chǎn)品:推桿、彈簧、壓縮彈簧、動(dòng)斷觸點(diǎn)和動(dòng)合觸點(diǎn)。電動(dòng)閥電動(dòng)閥僅僅是使用控制閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)閥門的開(kāi)閉。它可以分為上下兩部分，上半部分為電動(dòng)執(zhí)行器、閥門的下部。電動(dòng)閥分為兩種：一種為角行程電動(dòng)閥，由角的角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合閥門適用，實(shí)現(xiàn)閥門在90度旋轉(zhuǎn)控制管道流體開(kāi)閉；另一種是直行程電動(dòng)閥:由直行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直行閥，實(shí)現(xiàn)閥板運(yùn)動(dòng)控制管道流體的開(kāi)啟和關(guān)閉，如圖3-2所示。通常在高程度的自動(dòng)化設(shè)備上配套使用。電動(dòng)閥工作原理：

38、電動(dòng)閥通常是聯(lián)系在一起的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門，在安裝和調(diào)試作為電動(dòng)閥。電動(dòng)閥使用電能作為動(dòng)力來(lái)打開(kāi)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)閥門的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)作用。從而達(dá)到對(duì)管道介質(zhì)的開(kāi)關(guān)或控制的目的。電動(dòng)閘門原理圖當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)閘板的前進(jìn)和后退。啟動(dòng)按鈕SB1，電機(jī)閘門驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，當(dāng)閘板碰到行程開(kāi)關(guān)SQ2時(shí)，電機(jī)停止，表示閘門打開(kāi)。當(dāng)延時(shí)后電機(jī)M1反轉(zhuǎn)，當(dāng)閘板碰到行程開(kāi)關(guān)SQ1時(shí)，電機(jī)停止，表示閘門關(guān)閉。雙速電機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀雙速電動(dòng)機(jī)主要用于煤炭、石油和天然氣、化工等行業(yè)。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥和其他部門也已被廣泛使用。雙速電動(dòng)機(jī)作為主要的動(dòng)力設(shè)備，通常用于

39、驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和其他機(jī)械傳動(dòng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)，危險(xiǎn)的區(qū)域也在不斷增加。例如食用油生產(chǎn)在過(guò)去，是使用傳統(tǒng)的擠壓過(guò)程。自1970年代以來(lái)，中國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的油浸出工藝流程，但是這個(gè)過(guò)程中使用化學(xué)溶劑含有乙烯、乙烷是易燃易爆物質(zhì)，所以油浸出車間成為爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所，需要使用雙速電動(dòng)機(jī)和其他防爆電氣產(chǎn)品。另一個(gè)例子是，高速公路在我國(guó)已經(jīng)迅速發(fā)展近年來(lái)，大量的燃料加油站，還提供了一個(gè)新的雙速電動(dòng)機(jī)市場(chǎng)。雙速電機(jī)只有簡(jiǎn)單的兩種速度，可以簡(jiǎn)單方便的切換。雙速電機(jī)控制原理圖變速原理一、原理雙速電動(dòng)機(jī)屬于極調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)變體，是通過(guò)改變定子繞組的連接方法來(lái)改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁極數(shù)，從而改變電機(jī)的

40、速度。根據(jù)公式：N= 60f/p數(shù)據(jù)表明，雙速異步電動(dòng)機(jī)與磁極對(duì)數(shù)成反比的極雙對(duì)數(shù)，同步轉(zhuǎn)速N降到原來(lái)的一半速度，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速N將下降大約一半，因此對(duì)數(shù)變化也可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這個(gè)方法的速度控制是有極的，不能平滑調(diào)速，僅適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)。圖3-4介紹的是最常見(jiàn)的單繞組雙速電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速比等于磁極倍數(shù)反比，如2極/4極、4級(jí)/8極，從定子繞組接法變?yōu)閅Y接法，磁極對(duì)數(shù)從2p=2變?yōu)?p=1，速度比率=1/2。二、電路分析合上空氣開(kāi)關(guān)QF引入三相電源按下起動(dòng)按鈕，交流接觸器KM1線圈回路通電并自鎖，KM1主觸頭閉合，為電動(dòng)機(jī)引進(jìn)三相電源，L1接U1、L2接V1、L3接W1；U2、V2

41、、W2懸空。電動(dòng)機(jī)在接法下運(yùn)行，此時(shí)電動(dòng)機(jī)p=2、n11500轉(zhuǎn)分。如果想變?yōu)楦咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)，按下快速按鈕，接觸器線圈的KM1斷電，KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)使U1、V1、W1與三相電源L1、L2、L3脫離。輔助常閉觸頭恢復(fù)為閉合，為KM2線圈回路通電準(zhǔn)備。同時(shí)接觸器KM2線圈回路通電并自鎖，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，將定子繞組三個(gè)首端U1、V1、W1連在一起，并把三相電源L1、L2、L3引入接U2、V2、W2，此時(shí)電動(dòng)機(jī)在YY接法下運(yùn)行，這時(shí)電動(dòng)機(jī)p=1，n13000轉(zhuǎn)分。KM2的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，防止KM1誤動(dòng)。FR為電機(jī)三角形和雙星形運(yùn)行的過(guò)載保護(hù)裝置。此控制回路中SB2的常開(kāi)觸點(diǎn)與KM1線圈串聯(lián)，SB2的常閉觸

42、點(diǎn)與KM2線圈串聯(lián)，同樣SB3按鈕的常閉觸點(diǎn)與KM1線圈串聯(lián)，SB3的常開(kāi)于KM2線圈串聯(lián)，這種控制就是按鈕的互鎖控制，保證與YY兩種接法不可能同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)KM2輔助常閉觸點(diǎn)接入KM1線圈回路，KM1輔助常閉觸點(diǎn)接入KM2線圈回路，也形成互鎖控制。三、高低速定子繞組接線圖如圖3-4。三角形以與雙星形繞組接線圖PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟深入了解和分析工藝條件和控制要求的控制對(duì)象。如控制機(jī)械、機(jī)電設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。確定I/O設(shè)備根據(jù)控制對(duì)象功能的PLC控制系統(tǒng)，確定用戶輸入、輸出設(shè)備系統(tǒng)所需的。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電

43、磁閥等。選擇合適類型的PLC根據(jù)識(shí)別用戶的I/O設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)點(diǎn)，選擇合適的PLC類型，包括選擇模型，選擇能力，I/O模塊的選擇，選擇電源模塊等，本設(shè)計(jì)選擇西門子S7-200的CPU為224的PLC。分布的I/O點(diǎn)分配的PLC輸入和輸出點(diǎn)，編譯輸入/輸出分布列表或畫(huà)出輸入/輸出端子接線圖。然后可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，控制柜可以同時(shí)進(jìn)行的，工作崗位設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。梯形圖程序設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)工作職能圖或狀態(tài)流程圖和設(shè)計(jì)梯形圖編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用程序的核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，也是一個(gè)困難的步驟，設(shè)計(jì)良好的梯形圖，非常熟悉控制要求，首先在同一時(shí)間也有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的電氣設(shè)計(jì)。將被輸入到P

44、LC程序當(dāng)使用一個(gè)簡(jiǎn)單的編程器將程序輸入到PLC程序，您將需要轉(zhuǎn)換成梯形圖指令助記符以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程，通過(guò)上下位機(jī)連接電纜下載到PLC中去。軟件測(cè)試輸入后的PLC后，應(yīng)該測(cè)試程序。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)的過(guò)程中，難免會(huì)有疏漏。所以在連接PLC現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，需要軟件測(cè)試，消除錯(cuò)誤的程序。同時(shí)，它為調(diào)試提供了一個(gè)基礎(chǔ)，縮短總體調(diào)試期。整體調(diào)試應(yīng)用程序系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的PLC硬件設(shè)計(jì)和控制柜與施工完成后，就可以進(jìn)行在線調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)該首先局部調(diào)試，然后進(jìn)行總體調(diào)試。如果程序繁多，可以進(jìn)行分段調(diào)試。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，逐一排查，直到調(diào)試成功。編寫(xiě)技術(shù)文檔系統(tǒng)技術(shù)文檔包括規(guī)、電氣

45、原理圖、電氣布局、進(jìn)度的電器元件，PLC梯形圖?？刂葡到y(tǒng)基本設(shè)計(jì)步驟如圖3-5所示。 開(kāi)始PLC選型PLC硬件系統(tǒng)配置分配I/O點(diǎn)YN分配I/O點(diǎn)繪制流程圖設(shè)計(jì)梯形圖程序輸入PLC軟件測(cè)試測(cè)試正常？ 結(jié)束 修改程序 分析控制工藝NY控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本步驟可編程序控制器的選型運(yùn)料小車的運(yùn)行是根據(jù)工作站臺(tái)的啟停信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制的。因此，系統(tǒng)應(yīng)采用邏輯控制。即以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車基本的控制方案，以與小車的相應(yīng)狀態(tài)實(shí)時(shí)的控制小車的運(yùn)行。此外，基于汽車是實(shí)用的汽車控制系統(tǒng)提出以下要求：運(yùn)料車的位置是由行程開(kāi)關(guān)確定的，并由PLC進(jìn)行分析、計(jì)算和控制。為了提高小車的運(yùn)行效率和停在站臺(tái)的精度，系統(tǒng)要

46、求PLC能對(duì)小車的加、減速以與制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。所以我們選擇PLC代替繼電器控制運(yùn)料車運(yùn)行。選擇輸入/輸出模塊I/O模塊電源：在選擇交流模塊，宜采用隔離變壓器的電源。它可以防止外部電路故障影響模塊。電源線使用雙絞線電纜。隔離變壓器容量根據(jù)PLC電源組件容量的1.52倍選擇。直流模塊的電源轉(zhuǎn)換器，紋波值應(yīng)該滿足模塊需求；如果直流模擬模塊，穩(wěn)壓電源是必要的。電壓等級(jí)：選擇I角模塊時(shí)，電壓等級(jí)是一個(gè)重要的參數(shù)，它應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和模塊之間的距離來(lái)選擇。當(dāng)外部線很長(zhǎng)，可以選擇AC220V模塊；當(dāng)外線短和控制相對(duì)集中時(shí)可以選擇最優(yōu)24V模塊。輸出電路：PLC模塊輸出的方法一般有三種，晶體管輸出輸、繼電

47、器輸出、雙向可控硅輸出。負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出負(fù)載進(jìn)行確定是交流型還是直流型，是大電流還是小電流，以與PLC輸出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)頻率等，從而以確定輸出終端采用繼電器輸出，晶體管輸出和可控硅輸出。選擇不同的負(fù)載輸出方式不同，它對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行很關(guān)鍵。每個(gè)輸出點(diǎn)，每個(gè)輸出模塊不得超過(guò)額定負(fù)荷的供電電流。一個(gè)繼電器輸出模塊的負(fù)載電流不能太接近額定電流，當(dāng)接近額定電流，最好先來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)小的中繼器，然后通過(guò)中繼器來(lái)擴(kuò)展繼電器輸出模塊輸出能力。使用雙向可控硅輸出模塊，負(fù)載電流必須大于雙向晶閘管維持電流，否則應(yīng)在負(fù)載并聯(lián)電阻。對(duì)于頻繁的動(dòng)作和電感性或功率因數(shù)低的負(fù)載，不宜選擇繼電器輸出模塊，應(yīng)該采用晶體管輸出模塊。如果

48、PLC輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電后會(huì)對(duì)PLC的輸出造成電流沖擊。因此，直流感性負(fù)載應(yīng)在其側(cè)并接繼續(xù)流二極管，對(duì)交流感性感性負(fù)載應(yīng)該并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)PLC。當(dāng)頻率低于10次/分鐘時(shí)，繼電器輸出可以兩種方式來(lái)使用，可以由PLC輸出中間繼電器和固態(tài)繼電器(SSR)，然后驅(qū)動(dòng)負(fù)載。因?yàn)閮蓚€(gè)重要的輸出不僅在PLC互鎖，建議在外面的PLC硬件也形成互鎖，加強(qiáng)了PLC系統(tǒng)的安全性、可靠性。輸入電路：PLC輸入電路電源一般應(yīng)當(dāng)使用DC24V，它對(duì)供電安全性和PLC安全至關(guān)重要。它的負(fù)載(接近開(kāi)關(guān)等)應(yīng)注意容量，同時(shí)做好防短路措施(因?yàn)檫^(guò)載或短路的電源將會(huì)影響運(yùn)行的PLC)，建議電源的容量為輸入電路功

49、率的兩倍，PLC輸入電路電源支路加裝適宜熔絲，防止短路，以直流輸入模板為例。根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型繼電器輸出型的PLC導(dǎo)通壓降小、隔離效果好、價(jià)格相對(duì)便宜、承受暫態(tài)過(guò)電壓和過(guò)電流能力強(qiáng)、負(fù)載電壓靈活、電壓等級(jí)圍大等等。因此動(dòng)作不頻繁的交流、直流負(fù)載一般選擇繼電器輸出類型。選擇I/O響應(yīng)時(shí)間PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間包括延時(shí)輸入電路、輸出電路延遲和掃描方式引起的時(shí)間延遲(通常是在兩個(gè)或三個(gè)掃描周期)。對(duì)開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間通常可以滿足實(shí)際工程的要求，可以不用考慮I/O響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)于模擬控制系統(tǒng)，尤其是閉環(huán)控制系統(tǒng)將會(huì)考慮這個(gè)問(wèn)題。選擇的在線和離線編程離線編程是指主機(jī)和編程器使用同

50、一個(gè)CPU，通過(guò)編程器選擇開(kāi)關(guān)選擇PLC編程模式、監(jiān)控和運(yùn)行狀態(tài)。CPU為編程服務(wù)，沒(méi)有進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，專用特殊編程器屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器分別有一個(gè)CPU，主機(jī)的CPU用來(lái)完成控制現(xiàn)場(chǎng)，在每一個(gè)掃描周期與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)處理，主機(jī)接下來(lái)的掃描周期將根據(jù)新項(xiàng)目來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)和配置軟件編程。不改變產(chǎn)品、工藝流程系統(tǒng)可以選擇離線編程，以減少設(shè)備的投資成本。PLC結(jié)構(gòu)形式選擇在形同功能和一樣I/O點(diǎn)數(shù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低，但模塊式具有擴(kuò)展靈活、維修方便，容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。綜合以上考慮，我們采用西門子S7-200、CPU22

51、4可編程序控制器作為運(yùn)料系統(tǒng)的控制器，其輸出為繼電器輸出方式。14輸入10輸出，并留有一定裕量，方便擴(kuò)展。通過(guò)主機(jī)配有RS232接口，可以實(shí)現(xiàn)PLC與PC通信，用STEP7-Micro / WIN32編程軟件可以直接在電腦上使用梯形圖編程調(diào)試操作，也可手持編程器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)編程。運(yùn)料小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)字量輸入部分?jǐn)?shù)字量輸入由兩個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)按鈕以與6個(gè)行程開(kāi)關(guān)組成，具體分配如表3-1。數(shù)字量輸出部分 這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)。閥門電機(jī)有輸出地址分配正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)有兩種速度狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器以與慢速快速繼電器，所以輸出點(diǎn)有8個(gè)。具體如

52、表3-2所示。輸出地址分配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)字量輸出部分運(yùn)料小車的PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要硬件包括:可編程控制器PLC、行程開(kāi)關(guān)、手動(dòng)按鈕、電機(jī)繼電器、三相電動(dòng)機(jī)與其他電氣元件等。運(yùn)料小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)閥門電機(jī)主電路圖閥門電機(jī)主電路圖運(yùn)料小車雙向雙速電機(jī)主電路圖 如圖3-8所示：運(yùn)料小車主電路圖PLC電氣接線圖如圖3-9所示：PLC接線示意圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與仿真STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹西門子STEP7-Micro / WIN32是專門為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研發(fā)的編程軟件。這是基于Windows平臺(tái)的應(yīng)用程序軟件，功能強(qiáng)大，可用于開(kāi)發(fā)用戶程序和實(shí)時(shí)監(jiān)

53、控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。下面將介紹軟件基本功能以與如何應(yīng)用程序編程軟件編程、調(diào)試和運(yùn)行監(jiān)控等。基本功能STEP7-Micro/ WIN32編程軟件是協(xié)助用戶完成基本功能的應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能。在脫機(jī)(離線)方式下來(lái)創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原始用戶程序。在離線模式下，計(jì)算機(jī)和PLC連接，可以在這個(gè)時(shí)間完成最基本的功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)配置等，但所有的程序和參數(shù)只存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)磁盤(pán)。在聯(lián)機(jī)(在線)模式下建立通信關(guān)系與PLC直接各種操作。如上載、下載用戶程序和配置組態(tài)數(shù)據(jù)等。編輯程序的過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型的錯(cuò)誤。語(yǔ)法檢查后，梯形圖的錯(cuò)誤處會(huì)自動(dòng)加上紅色波

54、浪線，語(yǔ)句表錯(cuò)誤行前自動(dòng)加紅色*，在錯(cuò)誤的地方用紅色波浪線標(biāo)示。對(duì)用戶程序進(jìn)行文檔管理以與加密等。設(shè)置PLC的參數(shù)、工作方式以與運(yùn)行監(jiān)控等。其他功能運(yùn)動(dòng)控制S7-200提供了開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)控制的三種方法：脈沖寬度調(diào)制(PWM)存于S7-200，控制速度、位置或占空比。脈沖序列輸出(PTO)置在S7-200，用于速度和位置控制。位置控制模塊（EM253）用于速度和位置控制的附加模塊。為了簡(jiǎn)化使用位控功能在應(yīng)用程序中的使用，STEP7-Micro/ WIN32提供控制指南，可以幫助您在幾分鐘完成PTO、PWM或位置控制器模塊的組態(tài)配置。向?qū)?lái)生成位控指令，您可以在您的應(yīng)用程序中使用這些指令對(duì)速度和位置進(jìn)

55、行動(dòng)態(tài)控制。對(duì)于一個(gè)控制模塊，STEP7-Micro/ WIN32還提供了一個(gè)控制面板，你可以控制、監(jiān)控和測(cè)試你的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)性能。創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序使用EM241調(diào)制解調(diào)模塊可以直接連接S7-200在一個(gè)模擬線路上，并支持S7-2000和STEP7-Micro/WIN32的通訊。該調(diào)制解調(diào)模塊還支持Modbus從站RTU協(xié)議，該模塊與S7-200通過(guò)擴(kuò)展I/O總線實(shí)現(xiàn)通訊。SEP7-Micro/WIN32提供一個(gè)調(diào)制解調(diào)擴(kuò)展向?qū)?，它可以幫助你建立遠(yuǎn)端的一個(gè)調(diào)制解調(diào)器或?qū)7 200連接到遠(yuǎn)程設(shè)備的調(diào)制解調(diào)器模塊。USS協(xié)議庫(kù)是STEP7-Micro / WIN32的指令庫(kù)，指令庫(kù)包含事先配置好

56、的子程序和中斷程序，這些子程序和中斷程序都是專門為通過(guò)USS協(xié)議與驅(qū)動(dòng)通訊而設(shè)計(jì)的。通過(guò)USS指令，您可以控制這個(gè)物理驅(qū)動(dòng)，并讀/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)參數(shù)。使用配方。STEP7-Micro / WIN32軟件中提供了配方向?qū)С绦騺?lái)幫助您組織配方和定義配方。配方不存在PLC中，而存在記憶卡中。STEP 7-Micro/WIN軟件和S7-200 PLC已經(jīng)支持配方功能。STEP 7-Micro/Win軟件中提供了配方向?qū)С绦騺?lái)幫助您組織配方和定義配方。所有配方存在存儲(chǔ)卡中。因此，為了使用配方功能，必須要在PLC中插入一塊64K或者256K的存儲(chǔ)卡。要查閱關(guān)于存儲(chǔ)卡的更多信息。使用數(shù)據(jù)檔案STEP7-Micro/

57、Win提供數(shù)據(jù)歸檔向?qū)?，將過(guò)程測(cè)量數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)卡中。將過(guò)程數(shù)據(jù)移入存儲(chǔ)卡可以節(jié)省V存儲(chǔ)區(qū)的地址空間，否則這些數(shù)據(jù)將儲(chǔ)存在V存儲(chǔ)區(qū)中。自校正和PID設(shè)置控制面板S7-200PLC已經(jīng)支持PID自整定功能，STEP 7-Micro/WIN中也添加了PID整定控制面板。這就大大增強(qiáng)了S7-200PLC的功能，并且使這一功能的使用變得更加容易。運(yùn)料系統(tǒng)程序流程圖設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求，系統(tǒng)流程如圖4-1所示系統(tǒng)程序流程圖運(yùn)料系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)放料閥門電機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，按下啟動(dòng)按鈕SB1，常開(kāi)觸點(diǎn)I0.0閉合，線圈Q0.0得電，閥門電機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，并形成自鎖。當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)I0.3，電機(jī)M

58、1停止，放料閥門打開(kāi)，開(kāi)始放料。梯形圖程序如圖4-2所示：電機(jī)M1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序電機(jī)M1延時(shí)反轉(zhuǎn)起動(dòng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到形成開(kāi)關(guān)常閉觸點(diǎn)I0.7時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I0.7閉合，計(jì)時(shí)器T37開(kāi)始計(jì)時(shí)60S，而后線圈Q0.1得電，電機(jī)M1反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)I0.6時(shí)，電機(jī)停止，表示放料閥門關(guān)閉。程序如圖4-3所示：電機(jī)M1延時(shí)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序運(yùn)料小車電機(jī)右M2右快速運(yùn)行程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)常閉觸點(diǎn)I0.6時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I0.6閉合，線圈Q0.2閉合，電機(jī)M2右快速運(yùn)行。程序如圖4-4所示：電機(jī)M2右快速運(yùn)行程序運(yùn)料小車電機(jī)M2右慢速運(yùn)行程序設(shè)計(jì)根

59、據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)I0.5時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I0.2閉合，線圈Q0.3得電，小車右慢速運(yùn)行。程序如圖4-5所示：電機(jī)M2右慢速運(yùn)行程序卸料閥門電機(jī)M3正轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)I0.6時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I0.6閉合，線圈Q0.6得電，卸料閥門電機(jī)M3正轉(zhuǎn)啟動(dòng)運(yùn)行，碰到行程開(kāi)關(guān)I1.1，電機(jī)M3停止，閥門打開(kāi)卸料。程序如圖4-6所示：電機(jī)M3正轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序卸料閥門電機(jī)M3延時(shí)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)I1.1時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I1.1閉合，T38計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)60S后，線圈Q0.7得電，閥門電機(jī)M3

60、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，碰到行程開(kāi)關(guān)I1.0，閥門關(guān)閉。程序如圖4-7所示：電機(jī)M3延時(shí)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)程序運(yùn)料小車電機(jī)M2左快速運(yùn)行程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)I1.0時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I1.0閉合，線圈Q0.4得電，小車左快速運(yùn)行。程序如圖4-8所示：電機(jī)M2左快速運(yùn)行程序運(yùn)料小車電機(jī)M2左慢速運(yùn)行程序設(shè)計(jì)根據(jù)I/O接線圖，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)I0.7時(shí)，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)I0.7閉合，線圈Q0.5得電，小車左慢速運(yùn)行。當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān)I0.4時(shí)，電機(jī)M2停止，此時(shí)放料閥門電機(jī)又正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，以此循環(huán)工藝流程。整個(gè)程序中，急停按鈕I0.1是控制運(yùn)料小車的停止。程序如圖4-9所示：電機(jī)