第8章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

第8章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例主要內(nèi)容三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制

十字路口交通信號(hào)燈的PLC控制

液體混合裝置的PLC控制

貨物傳輸帶及機(jī)械手臂控制系統(tǒng)

電鍍專(zhuān)用行車(chē)PLC控制系統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理

1.主電路及控制要求三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制主電路如圖示?？刂埔螅喊聪抡D(zhuǎn)按鈕，KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行，按下反轉(zhuǎn)按鈕，KM2主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。在電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制過(guò)程中，防止主電路的電源相間短路是首要問(wèn)題

8.1三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制引起短路的原因有2個(gè)：其一是控制正、反轉(zhuǎn)的兩個(gè)接觸器同時(shí)通電動(dòng)作；其二是主觸點(diǎn)之間的電弧引起短路，這種情況的發(fā)生是因剛斷開(kāi)的觸點(diǎn)其電弧尚未熄滅，使斷開(kāi)的觸點(diǎn)仍然處于通電狀態(tài)，而另一接觸器已接通，其觸點(diǎn)閉合造成短路。在PLC控制系統(tǒng)中，防止電源相間短路一般應(yīng)在硬件接線(xiàn)和軟件設(shè)計(jì)中均加以考慮，以確保系統(tǒng)安全可靠。2.I/O編址與I/O接線(xiàn)PLC的輸入端一般連接一些主令電器，輸出端一般驅(qū)動(dòng)接觸器和電磁閥等執(zhí)行元件。對(duì)于PLC輸入端或輸出端連接的外部電氣元件，應(yīng)確定其連接到PLC端子上的確切位置，這就是PLC的I/O編址；

1）輸入/輸出信號(hào)及地址分配

在電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中，輸入信號(hào)有：停止按鈕SB1、正轉(zhuǎn)按鈕SB2、反轉(zhuǎn)按鈕SB3，熱繼電器觸點(diǎn)FR。輸出信號(hào)有：正轉(zhuǎn)接觸器KM1、反轉(zhuǎn)接觸器KM2，其I/O地址分配如表8-1

8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制輸

入輸

出名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)停止按鈕SB1I0.0正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.0正轉(zhuǎn)按鈕SB2I0.1反轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1反轉(zhuǎn)按鈕SB3I0.2熱繼電器觸點(diǎn)FRI0.38.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制

表8-1I/O分配表

2）PLC型號(hào)選擇及外部接線(xiàn)將輸入元件和輸出元件按照I/O編址連接于PLC的相應(yīng)端子上，即構(gòu)成PLC的輸入/輸出連接(稱(chēng)I/O接線(xiàn)），也稱(chēng)PLC的外部接線(xiàn)。進(jìn)行PLC與輸入/輸出信號(hào)的外部連接如圖8-2.

在圖中，全部輸入元件都使用其常開(kāi)觸點(diǎn)接入，這樣便于輸入端連線(xiàn)，不易發(fā)生接線(xiàn)錯(cuò)誤。在PLC輸出端，正、反轉(zhuǎn)兩個(gè)接觸器之間采用常閉觸點(diǎn)構(gòu)成互鎖，這種互鎖稱(chēng)為外部硬互鎖。硬互鎖作用：防止正、反轉(zhuǎn)兩個(gè)接觸器同時(shí)通電動(dòng)作，防止電弧引起短路，造成主電路短路。8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制3.梯形圖設(shè)計(jì)在軟件設(shè)計(jì)中，為防止兩個(gè)接觸器同時(shí)通電造成短路，可以在軟件中采取軟互鎖；而電弧造成的短路也需要在軟件加以考慮，因?yàn)镻LC內(nèi)部繼電器的動(dòng)作基本上都是瞬時(shí)完成的，因此在程序設(shè)計(jì)中，應(yīng)利用PLC內(nèi)部的定時(shí)器，強(qiáng)制性地使兩個(gè)輸出繼電器的切換有一個(gè)小的延時(shí)時(shí)間，以消除電弧短路。根據(jù)I/O編址及控制要求設(shè)計(jì)梯形圖如圖8-3所示。8.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制8.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制1.主電路及控制要求三相籠型異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制主電路如圖8-4?？刂埔螅喊聪聠?dòng)按鈕SB2，KM和KMY主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)星形連接啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定的啟動(dòng)時(shí)間后，KMY主觸點(diǎn)斷開(kāi)，KMΔ主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)由星形連接改變?yōu)槿切芜B接，啟動(dòng)結(jié)束，電機(jī)正常運(yùn)行。2.I/O編址與I/O接線(xiàn)1）輸入/輸出信號(hào)及地址分配在電動(dòng)機(jī)星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)控制中，輸入信號(hào)有停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2，熱繼電器觸點(diǎn)FR，輸出信號(hào)有主接觸器KM、星形接觸器KMY、角形接觸器KMΔ，其I/O地址分配如表8-2所示8.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制8.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制輸

入輸

出名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)停止按鈕SB1I0.0主接觸器KMQ0.0啟動(dòng)按鈕SB2I0.1星形接觸器KMYQ0.1熱繼電器觸點(diǎn)FRI0.2角形接觸器KMΔQ0.2表8-2I/O分配表2）PLC型號(hào)選擇及外部接線(xiàn)8.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制8.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制3.梯形圖設(shè)計(jì)

控制過(guò)程：1）按下啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)星形啟動(dòng)（KM、KMY線(xiàn)圈同時(shí)得電），并延時(shí)10s；2）10s定時(shí)到，斷開(kāi)KMY線(xiàn)圈，星形啟動(dòng)結(jié)束，同時(shí)延時(shí)0.5s；3）0.5s定時(shí)到，接通KMΔ線(xiàn)圈，電動(dòng)機(jī)角形正常運(yùn)行（KM、KMΔ線(xiàn)圈通電）；4）按下停止按鈕SB1，KM、KMY、KMΔ接觸器均失電，電動(dòng)機(jī)停止工作。在圖8-6所示的梯形圖中，定時(shí)器T37延時(shí)10s，為星形啟動(dòng)所需的時(shí)間，定時(shí)器T38延時(shí)0.5s，防止電弧短路現(xiàn)象發(fā)生。在梯形圖中還設(shè)置了Q0.1和Q0.2之間的軟互鎖。8.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)Y/Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制8.2十字路口交通信號(hào)燈的PLC控制1.交通信號(hào)燈設(shè)置8.2.1控制要求2,控制要求信號(hào)燈受選擇開(kāi)關(guān)控制。當(dāng)按下選擇開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作。

3.交通信號(hào)燈控制時(shí)序8.2.2PLC的選型及外部接線(xiàn)1.輸入/輸出信號(hào)及I/O編址根據(jù)十字路口交通信號(hào)燈示意圖和控制要求可知，該系統(tǒng)輸入信號(hào)有2個(gè)：選擇開(kāi)關(guān)SA的常開(kāi)點(diǎn)和常閉點(diǎn)；系統(tǒng)共有12個(gè)信號(hào)燈需要控制，將南北向綠燈HL1、HL2；南北向黃燈HL3、HL4；南北向紅燈HL5、HL6；東西向綠燈HL7、HL8；東西向黃燈HL9、HL10；東西向紅燈HL11、HL12均并聯(lián)后共用一個(gè)輸出點(diǎn)，這樣系統(tǒng)的輸出信號(hào)僅需6個(gè).其I/O地址分配如表8-3所示。表8-3I/O分配表輸

入輸

出名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)名

稱(chēng)符號(hào)地址編號(hào)選擇開(kāi)關(guān)

SA-1I0.0南、北綠燈

HL1、HL2Q0.0選擇開(kāi)關(guān)

SA-2

I0.1南、北黃燈HL3、HL4Q0.1南、北紅燈HL5、HL6Q0.2東、西綠燈HL7、HL8Q0.3東、西黃燈HL9、HL10Q0.4東、西紅燈HL11、HL12Q0.58.2.2PLC的選型及外部接線(xiàn)

2.PLC型號(hào)選擇及外部接線(xiàn)8.2.3控制程序設(shè)計(jì)8.2.3控制程序設(shè)計(jì)依時(shí)序圖，利用定時(shí)器指令和比較指令進(jìn)行編程8.3液體混合裝置的PLC控制8.3.1控制要求1.液體混合裝置簡(jiǎn)介1）系統(tǒng)從初始狀態(tài)（容器放空）開(kāi)始工作，按啟動(dòng)按鈕SB1后，電磁閥YV1通電打開(kāi)，液體A流入容器中；2）當(dāng)液位高度到達(dá)I處時(shí)，液位傳感器SL2接通，YV1閥斷電關(guān)閉，同時(shí)YV2通電打開(kāi)，液體B流入容器；3）當(dāng)液位高度到達(dá)H處時(shí)，液位傳感器SL1接通，YV2閥斷電關(guān)閉，停止液體流入；4）加熱器FH開(kāi)始工作，對(duì)液體進(jìn)行加熱，當(dāng)液體到達(dá)指定溫度時(shí)，溫度繼電器KTP動(dòng)作，停止加熱，同時(shí)啟動(dòng)攪拌電機(jī)M攪拌；2.控制要求

2.控制要求

5）2分鐘后，電機(jī)M停止攪拌，電磁閥YV3通電打開(kāi)，將加熱并混合好的液體放出到下一道工序；6）當(dāng)液位高度下降到低于L時(shí)，再延時(shí)10S，YV3閥斷電關(guān)閉。此時(shí)容器內(nèi)液體已放空，電磁閥YV1通電打開(kāi)，液體A流入容器，自動(dòng)開(kāi)始下一周期循環(huán)。

7）按下停止按鈕SB2時(shí)，要求不要立即停止工作，而是將停機(jī)信號(hào)記憶下來(lái)，直到完成一個(gè)工作循環(huán)后才停止工作，返到初始狀態(tài)上。

8.3.2PLC選型及外部接線(xiàn)系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：?jiǎn)?dòng)、停止按鈕各1個(gè)，液位傳感器3個(gè)，溫度繼電器開(kāi)關(guān)1個(gè)，共6個(gè)輸入信；系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：電磁閥3個(gè)，攪拌電機(jī)接觸器1個(gè)，加熱器接觸器1個(gè)，共5個(gè)輸出點(diǎn)；考慮到留有15%的備用點(diǎn)，選用S7-200CPU224可以滿(mǎn)足本例的要求。PLC的輸入/輸出信號(hào)及地址分配如表8-4。8.3.2PLC選型及外部接線(xiàn)輸

入輸

出名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)啟動(dòng)按鈕

SB1I0.0電機(jī)接觸器

KM1Q0.0停止按鈕

SB2I0.1A液體電磁閥

YV1Q0.1H處液位傳感器

SL1I0.2B液體電磁閥

YV2Q0.2I處液位傳感器

SL2I0.3C液體電磁閥

YV3Q0.3L處液位傳感器

SL3I0.4加熱器接觸器

KM2Q0.4溫度繼電器開(kāi)關(guān)

KTPI0.5表8-4I/O地址分配表

8.3.2PLC選型及外部接線(xiàn)8.3.3PLC控制程序設(shè)計(jì)1.控制流程圖及功能圖設(shè)計(jì)

根據(jù)該液體混合裝置的控制要求，并考慮到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的條件，畫(huà)出液體混合裝置的控制流程圖如圖8-13所示。由圖可以看出，這是一種典型的步進(jìn)控制，設(shè)計(jì)液體混合裝置的步進(jìn)功能圖如圖8-14所示。根據(jù)步進(jìn)功能圖8-14，使用順序控制指令實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制，其編程如圖8-15。根據(jù)控制流程圖8-13，也可以用邏輯控制編程，如圖8-16。8.3.3PLC控制程序設(shè)計(jì)控制流程圖8-138.3.3PLC控制程序設(shè)計(jì)步進(jìn)功能圖如8-14

2.控制程序設(shè)計(jì)（使用步進(jìn)指令）2.控制程序設(shè)計(jì)（使用步進(jìn)指令）2.控制程序設(shè)計(jì)（使用步進(jìn)指令）

2.控制程序設(shè)計(jì)（使用基本指令）2.控制程序設(shè)計(jì)（使用基本指令）8.4貨物傳輸帶及機(jī)械手臂控制系統(tǒng)1.控制裝置簡(jiǎn)介8.4.1控制要求1）機(jī)械手臂的原點(diǎn)位置：機(jī)械手臂回到最右端、最上端、抓手為放開(kāi)狀態(tài)。2）當(dāng)人工將工件放置在D點(diǎn)時(shí)，SP0動(dòng)作→YV4得電并帶動(dòng)機(jī)械手臂下降，直到SQ4動(dòng)作→YV4斷電停止下降，YV5得電將工件抓緊，然后延時(shí)2s→YV3得電并帶動(dòng)機(jī)械手臂上升，直到SQ3動(dòng)作→YV3斷電停止上升，若傳送帶E點(diǎn)無(wú)工件（SP1未動(dòng)作）→YV1得電并帶動(dòng)機(jī)械手臂左移，直到SQ1動(dòng)作→YV1斷電停止左移，YV4得電并帶動(dòng)機(jī)械手臂下降，直到SQ4動(dòng)作→YV4斷電停止下降，若傳送帶電機(jī)停止→YV5斷電放開(kāi)工件（放置在E點(diǎn)），延時(shí)2s→YV3得電并帶動(dòng)機(jī)械手臂上升，直到SQ3動(dòng)作→YV3斷電停止上升，YV2得電并帶動(dòng)機(jī)械手臂右移，直到SQ2動(dòng)作→YV2斷電停止右移，返回到原點(diǎn)3）當(dāng)E點(diǎn)有工件（SP1動(dòng)作）且機(jī)械手臂已上升到最上方（SQ3動(dòng)作）時(shí)，傳送帶電機(jī)MC轉(zhuǎn)動(dòng)以運(yùn)走工件，經(jīng)過(guò)4s后傳送帶電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止。2.控制要求

8.4.2PLC選型及外部接線(xiàn)傳輸帶和機(jī)械手臂控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：?jiǎn)?dòng)、停止按鈕各1個(gè)，工件到位光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)2個(gè)，限位開(kāi)關(guān)4個(gè)，共8個(gè)輸入信號(hào);系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：電磁閥5個(gè)，電動(dòng)機(jī)接觸器1個(gè)，共6個(gè)輸出點(diǎn);考慮到留有10%的備用點(diǎn)，選用S7-200CPU224可以滿(mǎn)足本例的要求。PLC的輸入/輸出信號(hào)及地址分配如表8-5。輸

入輸

出名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)名

稱(chēng)符

號(hào)地址編號(hào)啟動(dòng)按鈕

SB1I0.0

左移電磁閥

YV1Q0.0停止按鈕

SB2I0.1右移電磁閥

YV2Q0.1D點(diǎn)工件到位光電開(kāi)關(guān)

SP0I0.2上升電磁閥

YV3Q0.2左限位開(kāi)關(guān)

SQ1I0.3下降電磁閥

YV4Q0.3右限位開(kāi)關(guān)

SQ2I0.4抓手電磁閥

YV5Q0.4上限位開(kāi)關(guān)

SQ3I0.5

傳輸帶電機(jī)

接觸器

KMQ0.5下限位開(kāi)關(guān)

SQ4I0.6E點(diǎn)工件到位光電開(kāi)關(guān)

SP1I0.7表8-5I/O地址分配表PLC與輸入/輸出信號(hào)的外部連接圖

8.4.3順序控制功能圖設(shè)計(jì)整個(gè)控制程序的順序功能圖如圖8-19所示。由機(jī)械手臂控制（S0.1~S1.2)、傳輸帶控制（S2.0~S2.2)2個(gè)并行的順序功能圖組成。8.4.4控制梯形圖設(shè)計(jì)在初始狀態(tài)下，當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB1后，同時(shí)激活S0.1和S2.0，S2.0是傳輸帶處于待命狀態(tài)，S0.1是機(jī)械手臂處于原點(diǎn)（SQ2和SQ4動(dòng)作）待命狀態(tài)；圖8-20傳輸帶和機(jī)械手臂控制梯形圖8.5電鍍專(zhuān)用行車(chē)PLC控制系統(tǒng)8.5.1控制要求 1.電鍍專(zhuān)用行車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介2.電鍍專(zhuān)用行車(chē)的工作流程 1）在電鍍生產(chǎn)線(xiàn)一側(cè)，工人將待加工的零件裝入吊籃，并發(fā)出控制信號(hào)，行車(chē)自動(dòng)上升并逐段前進(jìn)，根據(jù)工藝要求在需要停留的槽位停止。 2）行車(chē)停留在某個(gè)槽位上面后，自動(dòng)下降，停留一定的時(shí)間（各槽停留的時(shí)間根據(jù)工藝要求預(yù)先設(shè)定），再自動(dòng)上升并繼續(xù)前進(jìn)。 3）如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產(chǎn)線(xiàn)的末端；自動(dòng)返回原位，由工人卸下處理好的零件。 至此，一次循環(huán)加工完成。3.對(duì)電鍍專(zhuān)用行車(chē)的控制要求 ●首先要滿(mǎn)足工作流程的控制需要。 ●控制系統(tǒng)具有程序預(yù)選功能，可按電鍍工藝要求確定需要停留的工位，一旦程序選定，除裝卸工件外，整個(gè)電鍍工藝過(guò)程能自動(dòng)完成。 ●前后運(yùn)動(dòng)、升降運(yùn)動(dòng)要求準(zhǔn)確停位，前后與升降運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有聯(lián)鎖作用。 ●應(yīng)有極限位置保護(hù)和其他必要的電氣保護(hù)措施。8.5.2電鍍行車(chē)電動(dòng)機(jī)主電路設(shè)計(jì)1) 行車(chē)的前進(jìn)和后退由電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，上升和下降由電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)。2) 由接觸器KM1、KM2及KM3、KM4分別控制電動(dòng)機(jī)M1、M2的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。3) M1、M2由熱繼電器FR1、FR2實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)；由FU1實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，并由隔離開(kāi)關(guān)QS作為電源控制。4) 為保證準(zhǔn)確停車(chē)，行車(chē)的前后和升降運(yùn)動(dòng)均采用能耗制動(dòng)，考慮到M1和M2不會(huì)同時(shí)制動(dòng)工作，所以停車(chē)時(shí)，采用同一個(gè)直流電源實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。5) 升降運(yùn)動(dòng)吊有一定的重量，在行車(chē)前后平移過(guò)程中，升降電機(jī)M2采用電磁抱閘制動(dòng)（失電制動(dòng)型）。

三相電磁鐵YA與M2并聯(lián)，當(dāng)M2得電時(shí)，YA工作，松開(kāi)剎車(chē)允許升降運(yùn)動(dòng)；M2失電時(shí)，YA釋放，抱閘剎車(chē)，使吊籃穩(wěn)定停留在空中，保證行車(chē)能安全地前后平移。根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，繪制出行車(chē)控制電動(dòng)機(jī)主電路8.5.3PLC選型及外部接線(xiàn)

本系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：?jiǎn)?dòng)按鈕、停止按鈕各1個(gè)，行車(chē)前進(jìn)點(diǎn)動(dòng)、后退點(diǎn)動(dòng)、上升點(diǎn)動(dòng)、下降點(diǎn)動(dòng)的調(diào)整按鈕4個(gè)，行車(chē)前進(jìn)到極限、后退到極限、上升到極限、下降到極限的極限行程開(kāi)關(guān)4個(gè)，4個(gè)槽的槽位行程開(kāi)關(guān)4個(gè)，4個(gè)槽的槽位選擇開(kāi)關(guān)4個(gè)，熱繼電器FR1和FR2的常閉觸點(diǎn)2個(gè)，共計(jì)20點(diǎn)輸入；系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：行車(chē)前進(jìn)、后退控制接觸器2個(gè)，行車(chē)上升、下降控制接觸器2個(gè)，行車(chē)前進(jìn)、后退制動(dòng)控制接觸器2個(gè)，行車(chē)上升、下降制動(dòng)控制接觸器2個(gè)，共8個(gè)輸出點(diǎn).考慮到留有10%的備用點(diǎn)，選用S7-200CPU226可以滿(mǎn)足電鍍行車(chē)的控制要求。PLC與輸入/輸出信號(hào)的外部連接圖8.5.4電鍍行車(chē)PLC控制程序設(shè)計(jì)在程序設(shè)計(jì)中，需要使用定時(shí)器對(duì)零件在各槽停留的時(shí)間和能耗制動(dòng)時(shí)間進(jìn)行控制.程序中使用接通延時(shí)定時(shí)器（TON)T37~T44共8個(gè)，其中T37~T40分別作零件在第1槽、第2槽、第3槽、第4槽中的停留時(shí)間定時(shí)器，該停留時(shí)間根據(jù)工藝要求可預(yù)先設(shè)定，設(shè)定值保存在VW10、VW12、VW14、VW16儲(chǔ)存單元中（在配置有人機(jī)界面的控制系統(tǒng)中，設(shè)定值應(yīng)由人機(jī)界面現(xiàn)場(chǎng)寫(xiě)入）；T41~T44分別作行車(chē)前進(jìn)、后退、上升、下降制動(dòng)時(shí)間定時(shí)器。電鍍行車(chē)PLC控制的梯形圖程序見(jiàn)下圖程序中設(shè)計(jì)了上升、下降、前進(jìn)、后退4個(gè)環(huán)節(jié)之間的互鎖，上升與上升制動(dòng)、下降與下降制動(dòng)、前進(jìn)與前進(jìn)制動(dòng)、后退與后退制動(dòng)之間的互鎖等，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。8.6溫度監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理 在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制中，經(jīng)常需要對(duì)溫度、壓力、流量、速度等一些重要的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和顯示，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的控制。本例以溫室大棚中溫度和濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與顯示為例，說(shuō)明PLC在模擬量信號(hào)檢測(cè)與處理中的應(yīng)用問(wèn)題。8.6.1控制要求及系統(tǒng)構(gòu)成1.控制要求1）溫室大棚的溫度要求在25~30℃之間，濕度在60%~70%之間。2）每隔30s定時(shí)采集溫室內(nèi)的溫度和濕度，并循環(huán)顯示溫室內(nèi)的溫度和濕度。3）當(dāng)溫、濕度值在要求范圍內(nèi)，綠燈亮，表示溫、濕度正常；當(dāng)溫度值低于下限25℃或高于上限30℃時(shí)，黃燈亮；當(dāng)濕度值低于下限60%或高于上限70%時(shí)，紅燈亮；黃燈或紅燈亮的同時(shí)進(jìn)行蜂鳴報(bào)警，表示溫度或濕度超出了要求范圍。4)可根據(jù)需要實(shí)時(shí)設(shè)置溫室大棚內(nèi)溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)值。2.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

采用PLC作控制器，選用溫濕度傳感器及變送器和A/D轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)溫、濕度檢測(cè)和轉(zhuǎn)換。

在溫室大棚內(nèi)設(shè)置2個(gè)溫、濕度檢測(cè)點(diǎn)，溫度和濕度信號(hào)經(jīng)溫濕度傳感器和變送器轉(zhuǎn)換成4~20mA電流信號(hào)，送入模擬量輸入模塊。PLC采用定時(shí)中斷定時(shí)30s，通過(guò)模擬量輸入通道讀取2路溫度和濕度的檢測(cè)值，再計(jì)算平均值作為溫室大棚內(nèi)的實(shí)際溫度值和濕度值。在系統(tǒng)中，設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕來(lái)啟動(dòng)和停止檢測(cè)系統(tǒng)，設(shè)置紅、黃、綠3個(gè)指示燈來(lái)指示溫、濕度狀態(tài)，設(shè)置一個(gè)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)溫、濕度超限報(bào)警。選擇文本顯示器（也可選觸摸屏）MD204L進(jìn)行大棚內(nèi)溫、濕度的實(shí)時(shí)顯示和溫、濕度標(biāo)準(zhǔn)值的設(shè)置。8.6.2PLC選型及外部接線(xiàn)

系統(tǒng)輸入信號(hào)有：

停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2； 系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：

3個(gè)指示燈，一個(gè)蜂鳴器，共4個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出.考慮到文本顯示器需要與PLC實(shí)時(shí)通信，故選擇帶有通信接口的S7-200CPU224以滿(mǎn)足系統(tǒng)的需求。

系統(tǒng)需要檢測(cè)2路溫度和2路濕度，故選擇集成溫濕度傳感器和模擬量輸入模塊EM231AI4×12位 I/O地址分配表輸入輸出名稱(chēng)符號(hào)地址編號(hào)名稱(chēng)符號(hào)地址編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0綠色指示燈HL1Q0.0停止按鈕SB2I0.1黃色指示燈HL2Q0.11#溫度檢測(cè)ST1AIW0紅色指示燈HL3Q0.21#濕度檢測(cè)AIW2蜂鳴器HZQ0.32#溫度檢測(cè)ST2AIW42#濕度檢測(cè)AIW6溫濕度測(cè)量選用溫濕度傳感器、變送器一體化的高性能的傳感器,測(cè)溫范圍0～50℃，測(cè)濕范圍0%RH～100%RH，輸出信號(hào)4～20mA， A/D轉(zhuǎn)換模塊EM231選擇電流輸入、單極性輸出方式，即輸入0-20mA電流信號(hào)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出為0～32000。EM231采用二線(xiàn)制-電流接法。 根據(jù)I/O地址分配表，進(jìn)行CPU224與開(kāi)關(guān)量輸入/輸出信號(hào)的外部連接及溫濕度變送器與EM231的連接如圖8-25所示。8.6.3PLC程序設(shè)計(jì)圖8-26程序的流程圖表8-8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)V寄存器地址分配V寄存器地址存放數(shù)據(jù)VW1101號(hào)溫度采集數(shù)據(jù)（數(shù)字量）VW1122號(hào)溫度采集數(shù)據(jù)（數(shù)字量）VW114采集溫度平均值（數(shù)字量）VD116標(biāo)度變換后的平均溫度值（文本顯示用）VD2101號(hào)溫度采集標(biāo)度變換后的溫度值（文本顯示用）VD2142號(hào)溫度采集標(biāo)度變換后的溫度值（文本顯示用）VW1201號(hào)濕度采集數(shù)據(jù)（數(shù)字量）VW1222號(hào)濕度采集數(shù)據(jù)（數(shù)字量）續(xù)表8-8VW124采集濕度平均值（數(shù)字量）VD126標(biāo)度變換后的平均濕度值（文本顯示用）VD2201號(hào)濕度采集標(biāo)度變換后的濕度值（文本顯示用）VD2242號(hào)濕度采集標(biāo)度變換后的濕度值（文本顯示用）VD410設(shè)定的溫度上限數(shù)值VD414設(shè)定的溫度下限數(shù)值VD420設(shè)定的濕度上限數(shù)值VD424設(shè)定的濕度下限數(shù)值1.系統(tǒng)主程序圖8-27主程序2.定時(shí)采集數(shù)據(jù)中斷程序3.計(jì)算平均值子程序

4.標(biāo)度變換子程序 對(duì)于溫度變送器輸出的4-20mA模擬量（對(duì)應(yīng)0～50℃）對(duì)應(yīng)于數(shù)字量為6400～32000，即0～50℃對(duì)應(yīng)于數(shù)字量6400～32000。當(dāng)讀取EM231的通道數(shù)據(jù)為數(shù)字量N(本例N值存放在VW110或VW112中)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度值T計(jì)算公式為：T=

（N-6400）℃

=

（N-6400）℃

采集濕度變送器的數(shù)據(jù)，假如讀取的通道數(shù)據(jù)為數(shù)字量M(本例M值存放在VW120或VW122中)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的實(shí)際濕度值計(jì)算公式為：φ=

（M-6400）RH=

（M-6400）RH標(biāo)度變換子程序如下在參數(shù)設(shè)定界面，可以選擇設(shè)定溫度或設(shè)定濕度功能，當(dāng)按下①按鍵時(shí)，則進(jìn)入溫度設(shè)定界面，當(dāng)按下②按鍵時(shí)，則進(jìn)入濕度設(shè)定界面，如圖示。在溫度設(shè)定界面，設(shè)定的溫度上限將被存入到PLC中的VW410中，設(shè)定的溫度下限將被存入到PLC中的VW414中。在濕度設(shè)定界面，設(shè)定的濕度上限將被存入到PLC中的VW420中，設(shè)定的濕度下限將被存入到PLC中的VW424中。5.比較輸出子程序8.6.4文本顯示界面設(shè)計(jì)文本顯示器MD204L有數(shù)值輸入小鍵盤(pán)和10個(gè)按鍵，它們可被定義成各種特殊功能按鍵，具有直接完成畫(huà)面跳轉(zhuǎn)、開(kāi)關(guān)量設(shè)定等功能。通過(guò)文本顯示器編輯的界面，操作人員可方便地完成對(duì)PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)視、參數(shù)設(shè)定、開(kāi)關(guān)控制、報(bào)警列表監(jiān)視等操作。溫室大棚監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主界面如圖所示。

在主界面，可以選擇參數(shù)設(shè)定或數(shù)據(jù)顯示功能，當(dāng)按下SET按鍵時(shí)，則進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定界面，如圖示。在參數(shù)設(shè)定界面，可以選擇設(shè)定溫度或設(shè)定濕度功能，當(dāng)按下①按鍵時(shí)，則進(jìn)入溫度設(shè)定界面，當(dāng)按下②按鍵時(shí)，則進(jìn)入濕度設(shè)定界面，如圖示

設(shè)定的溫度上限將被存入到PLC中的VW410中，設(shè)定的溫度下限將被存入到PLC中的VW414中。

設(shè)定的濕度上限將被存入到PLC中的VW420中，設(shè)定的濕度下限將被存入到PLC中的VW424中。在主界面，按下ENT按鍵時(shí)，則進(jìn)入數(shù)據(jù)顯示界面

在數(shù)據(jù)顯示界面，可以選擇顯示溫度或顯示濕度功能，當(dāng)按下①按鍵時(shí)，則進(jìn)入溫度顯示界面，當(dāng)按下②按鍵時(shí)，則進(jìn)入濕度顯示界面，如圖示。 在溫度顯示界面，文本顯示器將讀取PLC中的VD210、V