畢業(yè)設(shè)計(jì)-----plc在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用

1、<p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用</p><p>　　系 別：汽車與電氣工程系</p><p>　　專 業(yè)：機(jī) 電 一 體 化 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　姓 名： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言………………………………………………………………………………… 1</p><p>　　第1章課題簡(jiǎn)介…………………

3、………………………………………………… 2</p><p>　　§1.1概述………………………………………………………………………… 2 </p><p>　　§1.2本課題的內(nèi)容和工藝要求………………………………………………… 2</p><p>　　第2章 方案比較…………………………………………………………………… 4</p>

4、;<p>　　§2.1繼電器、PLC電路圖電路分析………………………………………………4 </p><p>　　§2.2 PLC與繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)………………………………………………………4</p><p>　　§2.2.1 繼電器的特點(diǎn)……………………………………………………………4</p><p>　　§2.

5、2.2 PLC 的特點(diǎn)………………………………………………………………5</p><p>　　§2.3 PLC的選用…………………………………………………………………….6</p><p>　　第3章 PLC的原理……………………………………………………………………7</p><p>　　§3.1 可編程控制器的等效電路…………………………………

6、…………………7</p><p>　　§3.1.1存儲(chǔ)程序控制與可編程序控制器…………………………………….7</p><p>　　§3.1.2可編程序控制器的等效電路………………………………………….7</p><p>　　§3.2 PLC掃描技術(shù)…………………………………………………………………10</p><

7、;p>　　§3.2.1掃描技術(shù)……………………………………………………………….10</p><p>　　§3.2.2掃描工作過程……………………………………………………..10</p><p>　　§3.2.3掃描周期計(jì)算………………………………………………………11</p><p>　　§3.3 PLC與I/O相

8、應(yīng)時(shí)間………………………………………………………11</p><p>　　§3.3.1改變信息刷新方式………………………………………………… 12</p><p>　　§3.3.2采用集中技術(shù)………………………………………………………12</p><p>　　§3.3.3 調(diào)整輸入濾波器………………………………………………………

9、13</p><p>　　第4章 PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用…………………………………………… 16</p><p>　　§4.1 工藝要求……………………………………………………………… 16</p><p>　　§4.2 控制流程圖………………………………………………………………… 17</p><p>　　

10、67;4.2.1行車自動(dòng)工作控制的過程…………………………………………….17</p><p>　　§4.3 拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………18</p><p>　　§4.4 PLC的選型…………………………………………………………………..18</p><p>　　§4.5 PLC輸入/輸出地址對(duì)照表…

11、……………………………………………….19</p><p>　　§4.6 PLC生產(chǎn)線上的梯形圖………………………………………………… 20</p><p>　　§4.6.1 電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖程序…………………………………….25</p><p>　　§4.6.2 梯形圖程序…………………………………………………………….2

12、8</p><p>　　第5章 小結(jié)…………………………………………………………………………31</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………….32</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段最后一次綜合性設(shè)計(jì)，是大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的綜合

13、題現(xiàn)，是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與技能分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的綜合性訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生畢業(yè)前進(jìn)行的全面綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能解決實(shí)際問題的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校獲得的最后訓(xùn)練機(jī)會(huì)，也是對(duì)學(xué)生在校期間所獲得知識(shí)的檢驗(yàn)。希望通過最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)，能更加鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化自己所學(xué)到的理論知識(shí)和技能，提高自己畢業(yè)設(shè)計(jì)制圖、編寫技術(shù)說明書的能力，學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料，標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)和工具書。并在設(shè)計(jì)中進(jìn)一步提高自己理論聯(lián)系實(shí)際、嚴(yán)肅、

14、認(rèn)真的工作作風(fēng)，為即將走上工作崗位所從事的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。這次設(shè)計(jì)的題目是：PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用設(shè)計(jì)。并繪制出電鍍工藝流程圖、自動(dòng)工作狀態(tài)流程圖、電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖。在這次設(shè)計(jì)中，我明確設(shè)計(jì)目的，并決定好好把握和利用這次踏上工作崗位前的最后一次“演習(xí)”機(jī)會(huì)，通過幾個(gè)月來的仔細(xì)查閱資料，精心設(shè)計(jì)，努力工作，終于完成了這次設(shè)計(jì)任務(wù)，但由于水平和時(shí)間有限，設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤難免，希望老師們批評(píng)指正，從而能得到不斷的進(jìn)步。&l

15、t;/p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過程中，得到了**老師的精心講解和熱情幫助，對(duì)此，特表示衷心的感謝，感謝***老師抽出寶貴的時(shí)間為我講解一些設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的疑問。</p><p><b>　　第1章課題簡(jiǎn)介</b></p><p>　　§1.1 概述 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)

16、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)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少?gòu)U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(huì)效益，電鍍生產(chǎn)線上對(duì)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(tái)行車、三臺(tái)行車和四臺(tái)行車工作，每臺(tái)行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對(duì)于

17、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。</p><p>　　隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，存儲(chǔ)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(yǔ)言的形式存放在存儲(chǔ)器中，通過執(zhí)行存儲(chǔ)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(chǔ)程序控制系

18、統(tǒng)。在存儲(chǔ)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(yǔ)言內(nèi)容。</p><p>　　可編程控制器就是一種存儲(chǔ)程序控制器。其輸入設(shè)備和輸出設(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(duì)具體的控制對(duì)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(yǔ)言便指出相應(yīng)

19、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(chǔ)器中。每條程序語(yǔ)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(yǔ)句，對(duì)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(duì)象工作?？删幊炭刂破鲿r(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)。</p><p>　　§1.2、課題的內(nèi)容和工藝要求</p><p><b>　　（

20、1）、內(nèi)容：</b></p><p>　　電鍍生產(chǎn)線上有三個(gè)槽，工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動(dòng)，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(cè)，工人將代加工的零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，專用行車便提升并自動(dòng)逐段進(jìn)行。按工藝要求在需要停留的槽位停下，并自動(dòng)下降，停留一定時(shí)間（各槽停留時(shí)間按事先工藝要求調(diào)定）后自動(dòng)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(dòng)返回原位，卸下處

21、理好的零件，重新裝料發(fā)出信號(hào)進(jìn)入下一加工循環(huán)。</p><p><b>　?。?）、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　工件放入鍍槽中，電鍍280s后提起，停放28s，讓鍍液從工件上流回鍍槽中，然后放人回收液中浸30s，提起后停15s，接著放入清水槽中清洗30s。最后提起停15s后，行車返回原位，一個(gè)工件的電鍍過程結(jié)束。如果在中途斷電，工件將報(bào)廢無需在進(jìn)行下面的工

22、序，所以可以通過點(diǎn)動(dòng)操作返回，取下報(bào)廢品。電鍍工藝流程圖如圖1-1。</p><p><b>　　第2章方案比較</b></p><p>　　§2.1、繼電器、PLC電路圖電路分析</p><p>　?。?）、如圖（a）為繼電器電路圖；圖中SBT為常開按鈕，SBP位常閉按鈕，KM為繼電器線圈。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SBT，繼電器KM的線圈通電

23、，其常開觸點(diǎn)KM閉合，由于常開觸點(diǎn)KM與啟動(dòng)按鈕SBT并聯(lián)，所以即使松開啟動(dòng)按鈕SBT，已經(jīng)閉合的常開觸點(diǎn)KM仍然能使繼電器KM的線圈通電，這個(gè)常開觸點(diǎn)稱作“自鎖”觸點(diǎn)。停止時(shí)按下停止按鈕SBP，繼電器的線圈失電。</p><p>　?。?）、如圖（b）為PLC梯形圖；圖中X0為常開輸入觸點(diǎn)，X1為常閉輸入觸點(diǎn)，Y0表示輸出，其輸出Y0的工作狀態(tài)受X0、X1信號(hào)控制，當(dāng)按下啟動(dòng)輸入繼電器按鈕X0，輸出繼電器Y0的

24、線圈通電，其常開觸點(diǎn)Y0閉合，由于常開觸點(diǎn)Y0與啟動(dòng)輸入繼電器按鈕X0并聯(lián)，所以即使松開啟動(dòng)輸入繼電器按鈕X0，已經(jīng)閉合的常開觸點(diǎn)Y0仍然能使輸出繼電器YO的線圈通電。停止時(shí)按下停止按鈕X1，輸出繼電器的線圈Y0失電，常開觸點(diǎn)Y0斷開。</p><p>　　§2.2、PLC與繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　如圖（a）、（b）對(duì)于同一控制電路，繼電控制原理和梯形圖的輸入、輸出信

25、號(hào)基本相同，控制過程等效。</p><p>　　§2.2.1、繼電器的特點(diǎn) </p><p>　?。?）、功能不易擴(kuò)展；</p><p>　?。?）、繼電器價(jià)格相對(duì)PLC便宜；</p><p>　?。?）、繼電器接線復(fù)雜，一個(gè)產(chǎn)品的工藝改變，要重新接線，布線不易更新；</p><p>　?。?）、繼電控制使用

26、是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器靠硬件連接控制電路；</p><p>　?。?）、可靠性不高，查找和排除故障十分困難；</p><p>　?。?）、當(dāng)產(chǎn)品更新時(shí)繼電器控制系統(tǒng)的元件和接線都要相應(yīng)的變化，而且這種變動(dòng)工作量很大，工期長(zhǎng)費(fèi)用高。</p><p>　　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(wù)的完成時(shí)通過電器、電子控制線路來實(shí)現(xiàn)的。這些控制線路間繼電

27、器、接觸器、電子元件等若干分立器件用導(dǎo)線連接在一起、形成滿足控制對(duì)象動(dòng)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。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)接線程序控制系統(tǒng)，首先需要針對(duì)具體的控制對(duì)象，分析控制要求，確定所需的用戶輸入輸出設(shè)備，設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制線路，再根據(jù)需要制作針對(duì)該控制裝置（如繼電器控制柜或控制臺(tái)）。對(duì)于

28、較復(fù)雜的控制過程，控制線路的設(shè)計(jì)將非常繁瑣、困難。設(shè)計(jì)的控制線路也很復(fù)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(shí)間往往較短?？刂葡到y(tǒng)完成以后，如控制任務(wù)發(fā)生變化（如生產(chǎn)工藝流程的變化），則必須改變相應(yīng)接點(diǎn)才能實(shí)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。

29、 </p><p>　　§2.2.2、PLC的特點(diǎn)</p><p>　　1、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)</p><p>　　PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)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(shè)計(jì)和制造過程中采取了一系列硬件或軟件的剛干擾的設(shè)施。&

30、lt;/p><p><b>　　硬件方面的設(shè)施有：</b></p><p>　?。?）隔離~~PLC的輸入、輸出接口電路一般都采用光點(diǎn)耦合器來傳遞信號(hào)，這種光電隔離設(shè)施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了點(diǎn)的聯(lián)系，有效地抑制了外部的干擾源對(duì)PLC的影響，還可以防止外部強(qiáng)電穿入內(nèi)部CPU。</p><p>　?。?）濾波~~在PLC電路電源和輸入、輸

31、出(I/O)電路中設(shè)置了多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。</p><p>　?。?）在PLC內(nèi)部CPU供點(diǎn)電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等設(shè)施，防止干擾信號(hào)通過供電源進(jìn)入PLC內(nèi)部，另外各個(gè)輸入\輸出（I/O）接口電路的電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的相互干擾；</p><p>　　（4）內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)境檢測(cè)與診斷等電路，一旦發(fā)生故障就報(bào)警；</p><p>　?。?/p>

32、5）外部采用密封、防塵、抗震的外殼封裝機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)工作的惡劣的環(huán)境。</p><p>　　在軟件方面的設(shè)施有：</p><p>　?。?）設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序，每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障進(jìn)行檢測(cè)診斷，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，立即作自動(dòng)相應(yīng)的措施，如報(bào)警、保護(hù)數(shù)據(jù)和封鎖輸出等。</p><p>　?。?）定義用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備，以以保證停電后有關(guān)

33、狀態(tài)及信息不會(huì)丟失。</p><p><b>　　2 、編程簡(jiǎn)單易學(xué)</b></p><p>　　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(yǔ)言，它既有繼電器電路的清晰直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)使用者來說，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此，易學(xué)易懂，程序改變時(shí)也容易修改。</p><p>　　3、功能完善

34、、適應(yīng)性強(qiáng)</p><p>　　目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和模塊化，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)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(shí)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(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、又可以控制一個(gè)機(jī)群、多點(diǎn)生產(chǎn)線。既可以現(xiàn)場(chǎng)控制，又可以遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

35、信號(hào)，如交流、直流、開關(guān)量或模擬量、電流或電壓脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，PLC都有相應(yīng)I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便的進(jìn)行配置，組成使用、緊湊的控制系統(tǒng)。</p><p>　　4、使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便</p><p>　　PLC的接線極其方便，只需將生產(chǎn)輸入信號(hào)的設(shè)備（如按鈕、開關(guān)等）與PLC的輸入端子連接，將接收輸出型號(hào)的被控制設(shè)備（接觸器、電磁閥

36、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。</p><p>　　PLC的用戶程序可在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用開關(guān)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(chǎng)安裝調(diào)試。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。</p><p>　　PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過PLC機(jī)上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，

37、排除故障。</p><p>　　5、體積小、重量輕、功耗低</p><p>　　由于PLC采用了半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路，因此正規(guī)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功耗低，所以PLC很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想的控制設(shè)備</p><p>　　§2.3 PLC的選用</p><p>　　通過以上對(duì)比，我們很容易看出PLC的

38、功能強(qiáng)大和它適用性，更為人性化的操作。隨著21世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，PLC技術(shù)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(tái)工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，價(jià)格比繼電器昂貴，但比繼電器簡(jiǎn)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(yùn)行故障，排除故障。</p><p><b>　　第3章PLC的原理</b

39、></p><p>　　可編程控制器都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實(shí)現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持。實(shí)際上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。</p><p>　　§3.1 可編程控制器的等效電路</p><p>　　§3.1.1 存儲(chǔ)程序控制與可編程序控制器</p><p>　　隨著集成電路和計(jì)

40、算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，存儲(chǔ)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(yǔ)言的形式存放在存儲(chǔ)器中，通過執(zhí)行存儲(chǔ)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(chǔ)程序控制系統(tǒng)。在存儲(chǔ)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(yǔ)言內(nèi)容。</p><p>　　可編程控制器就是一種存儲(chǔ)程序控制器。其輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與繼電器控制系統(tǒng)相

41、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(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(duì)具體的控制對(duì)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(yǔ)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(chǔ)器中。每條程序語(yǔ)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(yǔ)句，對(duì)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(duì)象工作?？删幊炭刂破鲿r(shí)通過軟件

42、實(shí)現(xiàn)控制邏輯的，能夠使用不同控制人物的需要，通用性強(qiáng)，使用靈活，可靠性強(qiáng)。</p><p>　　§3.1.2 可編程序控制器的等效電路</p><p>　　圖3-1 PLC構(gòu)成的存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)</p><p>　　由圖3-1可知，可編程控制器構(gòu)成的存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)。由如下三個(gè)部分組成。</p><p>　　輸入設(shè)備：連接到可

43、編程控制器的輸入端，它們直接接收來自操作臺(tái)命令或來自被控制對(duì)象的各種狀態(tài)信息，產(chǎn)生輸入控制信號(hào)送入可編程控制器。常用的輸入設(shè)備包括控制開關(guān)和傳感器?？刂崎_關(guān)可以是按鈕開關(guān)、限位開關(guān)、行程開關(guān)。光電開關(guān)、繼電器和接觸器的接點(diǎn)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。</p><p>　　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(chǔ)器，執(zhí)行按照被控制對(duì)象的實(shí)際

44、要求編制并存入程序存儲(chǔ)器中的程序，完成控制任務(wù)。</p><p>　　輸出設(shè)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(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)被控制對(duì)象的工作信號(hào)。常用的輸出設(shè)備包括電磁開關(guān)、電磁閥、電磁繼電器、電磁離合器、狀態(tài)指示部件等。</p><p>　　輸入部分采集輸入信號(hào)，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(shí)現(xiàn)的邏輯電

45、路，用軟件編程代替繼電器等功能。對(duì)于使用者來說，在編制應(yīng)用程序時(shí)，可以不考慮微處理器和存儲(chǔ)器復(fù)雜構(gòu)成及使用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)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(yǔ)言進(jìn)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“軟繼電器”組成的等效電路，這些“軟繼電器”的線圈、常開接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)一般用圖3-2符號(hào)表示，PLC的等效電路如圖3-3所示。</p><p>　　線圈

46、 常開接點(diǎn) 常閉接點(diǎn)</p><p>　　圖3-2“軟繼電器”的線圈和接點(diǎn)</p><p>　　下面對(duì)PLC等效電路的各組部分作簡(jiǎn)要分析。</p><p>　　圖3-3 PLC等效電路</p><p><b>　　1.輸入回路</b></p&g

47、t;<p>　　這一部分由外部輸入電路、PLC輸入接線端子和輸入繼電器組成。外部輸入信號(hào)經(jīng)PLC輸入接線端子驅(qū)動(dòng)輸入繼電器。一個(gè)輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)等效電路中的輸入繼電器，它可提供任意個(gè)常開和而常閉接點(diǎn)，供PLC內(nèi)部控制接通即表示傳送給PLC一個(gè)接通的輸入信號(hào)，因此習(xí)慣上經(jīng)常將兩者等價(jià)使用。輸入回路的電源可用PLC電源部件提供的直流電壓，也可由獨(dú)立的交流電源供電。</p><p><b>　　2.

48、內(nèi)部控制電路</b></p><p>　　這部分電路是由用戶程序形成的。它的作用是按照規(guī)定的邏輯關(guān)系，對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算、處理和判斷，然后得到相應(yīng)的輸出。用戶程序通常采用梯形圖編寫，梯形圖在形式上類似與繼電器控制原理圖，兩者在電路結(jié)構(gòu)及線圈與節(jié)點(diǎn)的控制關(guān)系上大致相同。</p><p><b>　　3.輸出回路</b></p>

49、<p>　　輸出部分由于內(nèi)部控制電路隔離的輸出繼電器的外部常開觸點(diǎn)、輸出接線端子和外部電路組成，用來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。</p><p>　　PLC內(nèi)部控制電路中有許多輸出繼電器。每個(gè)輸出繼電器除了有內(nèi)部控制電路提供編程用的常開、常閉節(jié)點(diǎn)外，還為輸出電路提供一個(gè)常開節(jié)點(diǎn)與輸出接線端相連。驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的電源由用戶提供。在PLC的輸出端子排上，由接輸出電源用的公共端。</p><p>　　

50、需要注意的是，PLC等效電路中的繼電器并不是實(shí)際的物理繼電器，它實(shí)際上是存儲(chǔ)器針對(duì)每一位觸發(fā)器。該觸發(fā)器為“1”態(tài)，則相當(dāng)與繼電器接通；該觸發(fā)器為“0”態(tài)，則相當(dāng)于繼電器斷開。在PLC提供的所有繼電器中，輸入繼電器用來反應(yīng)輸入設(shè)備的狀態(tài)，也可以將其他看成是輸入信號(hào)本身；輸出繼電器用來直接驅(qū)動(dòng)用戶輸出設(shè)備，而其他幾電氣與用戶設(shè)備沒有聯(lián)系，在控制程序中僅起傳導(dǎo)中將信號(hào)的作用，因此統(tǒng)稱為內(nèi)部繼電器，如輔助繼電器、頁(yè)數(shù)繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。

51、PLC的所有繼電器統(tǒng)稱PLC的元素。</p><p>　　§3.2 PLC的掃描技術(shù)</p><p>　　§3.2.1掃描工作方式</p><p>　　PLC靠執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制要求。為了便于程序執(zhí)行，在存儲(chǔ)器中設(shè)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(gè)輸入狀態(tài)和執(zhí)行過程這個(gè)結(jié)果的狀態(tài)。PLC對(duì)用

52、戶程序的執(zhí)行是以喜歡掃描方式進(jìn)行的。所謂掃描，只不過是一種現(xiàn)象的說法，用戶描述CPU對(duì)程序順序、分時(shí)操作的過程。掃描從第0號(hào)存儲(chǔ)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(chǔ)地址號(hào)遞增的方向順序逐條掃描用戶程序，也就是順序執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束，即完成一個(gè)掃描周期，然后再?gòu)念^開始執(zhí)行用戶程序，并周而復(fù)始的重復(fù)。由于CPU的運(yùn)算處理速度很高，使得從外觀上看，用戶程序幾乎是同時(shí)執(zhí)行的。</p><p&

53、gt;　　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(gè)繼電器的線圈通電，哪么該機(jī)電器的所有常開和常閉觸點(diǎn)，無論處在控制線路的什么位置，都會(huì)立即動(dòng)作：其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)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(gè)軟繼電器的線圈接通，該線圈的所有常開和常閉接點(diǎn)，并不一定都會(huì)立即動(dòng)作，只有CPU掃描到該節(jié)點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作：其常開接點(diǎn)閉合，常閉接

54、點(diǎn)打開。</p><p>　　§3.2.2 掃描工作過程</p><p>　　PLC開始運(yùn)作時(shí)，首先清除I/O映像的內(nèi)容，然后進(jìn)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(gè)掃描過程分為三個(gè)階段進(jìn)行，即輸入采樣、重新執(zhí)行、輸出刷新。PLC重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段，每重復(fù)一次的時(shí)間就是一個(gè)工作周期（或掃描周期），</p><p><b&g

55、t;　　如圖3-4所示：</b></p><p>　　圖3-4 PLC工作周期的三個(gè)階段</p><p><b>　　1.輸入采樣階段</b></p><p>　　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?hào)狀態(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(gè)過程成為對(duì)輸入信號(hào)的采樣，

56、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(jié)束后，即時(shí)輸入信號(hào)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(huì)發(fā)生改變。</p><p><b>　　2.程序執(zhí)行階段</b></p><p>　　在程序執(zhí)行階段，在PLC對(duì)程序按順序進(jìn)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(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算

57、結(jié)果，刷新輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM區(qū)對(duì)應(yīng)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(huì)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(chǔ)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(shí)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(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些邏輯線圈的接點(diǎn)或數(shù)據(jù)的邏輯行起作用，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(gè)掃描周期才可以

58、會(huì)對(duì)排在上面的邏輯行起作用。起原因就是因?yàn)閽呙枋菑纳系较马樞蜻M(jìn)行的，前面執(zhí)行的結(jié)果可能改變前面的掃描結(jié)果，只有到了下一個(gè)掃描周期再次掃描前面程序的時(shí)候才有可能起作用。如果程序中兩個(gè)操作相互用不到對(duì)方的操作結(jié)果，哪么這兩個(gè)操作的程序在整個(gè)用戶程序中的相對(duì)位置是無關(guān)緊要的。</p><p><b>　　3.輸出刷新階段</b></p><p>　　當(dāng)程序執(zhí)行后，進(jìn)入輸出刷

59、新階段。此時(shí)，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(dòng)用戶輸出設(shè)備（負(fù)載），這就是PLC的實(shí)際輸出。</p><p>　　§3.2.3掃描周期的計(jì)算</p><p>　　嚴(yán)格的來說，在PLC的實(shí)際工作過程中，每個(gè)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(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期

60、還應(yīng)包含自診斷及外設(shè)通信等時(shí)間。一般來說，同型號(hào)的PLC，其自診斷所需的時(shí)間相同，如三菱FX2系列機(jī)自診斷時(shí)間為0.96MS。通信時(shí)間的長(zhǎng)度與鏈接等外設(shè)多少有關(guān)系，如果沒有連接外設(shè)，則通信時(shí)間為0.輸入采樣與輸出刷新時(shí)間取決于其I/O點(diǎn)數(shù)，而掃描用戶程序所程序所用的時(shí)間則與掃描速度及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)。對(duì)于基本邏輯指令組成用戶程序，二者的乘積即為掃描時(shí)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(cè)查表計(jì)算執(zhí)行這些特殊功能指令的時(shí)間。

61、</p><p>　　§3.3 PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間</p><p>　　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(yùn)算，而且每個(gè)運(yùn)算的結(jié)果，顆粒機(jī)用于后面的邏輯運(yùn)算，消除了復(fù)雜電路的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)，使用戶在編輯的時(shí)候，看不考慮繼電器動(dòng)作延時(shí)，也用不著考慮這些繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量。但PLC采用集中I/O刷新

62、方式，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，不會(huì)映像本次掃描的結(jié)果；導(dǎo)致輸出信號(hào)變化滯后與輸入信號(hào)變化，這就產(chǎn)生了PLC的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象；最大滯后時(shí)間為2-3個(gè)掃描周期。</p><p>　　產(chǎn)生輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象的原因除了PLC的掃描工作方式外，還與輸入濾波器的滯后作用有關(guān)。為了提高PLC的抗干擾能力，在每個(gè)開關(guān)量的輸入端都采用光電隔離和R-C濾波電路等技術(shù)

63、，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(diǎn)的機(jī)械滯后作用，也是引起輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象的一個(gè)原因。</p><p>　　PLC的這種滯后響應(yīng)，在一般的工業(yè)控制系統(tǒng)是完全允許的，但不能適應(yīng)要求I/O響應(yīng)速度快的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)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(yīng)速度。在硬件方面，可選用快速響應(yīng)模塊、高

64、速計(jì)數(shù)模塊等。</p><p>　　§3.3.1 改變信息刷新方式</p><p><b>　　1、I/O立即刷新</b></p><p>　　一般來說，在輸入采樣階段進(jìn)行輸入刷新，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(dǎo)致輸入輸出滯后響應(yīng)的主要原因。20世紀(jì)80年代中期以來，幾乎

65、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(yùn)行后，除了在輸入采樣和輸出刷新階段集中進(jìn)行I/O立即刷新外，還在掃描到I/O時(shí)立即刷新新指令位置，對(duì)指令規(guī)定的輸入輸出范圍，立即進(jìn)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。</p>

66、;<p>　　2、I/O直接刷新方式</p><p>　　為進(jìn)一步提高I/O響應(yīng)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(jìn)行集中I/O刷新，其I/O響應(yīng)時(shí)間縮短。</p><p>　　§3.3.2 采用中斷技術(shù)</p><p>　　

67、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(gè)掃描周期的輸入信號(hào)；輸入信號(hào)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(hào)更有效、簡(jiǎn)便的方法是采用診中斷技術(shù)。</p><p>　　近期的PLC都有中斷功能。PLC的中斷系統(tǒng)包括多個(gè)中斷請(qǐng)求源（簡(jiǎn)稱中斷源）和相關(guān)的中斷指令。中斷操作流程圖如圖：</p><p><b

68、>　　中斷操作流程圖</b></p><p>　　§3.3.3 調(diào)整輸入濾波器</p><p>　　無論采用I/O立即刷新指令，還是采用中斷技術(shù)，R-C濾波時(shí)間常數(shù)大都是影響I/O響應(yīng)速度提高的主要因素。設(shè)濾波常數(shù)為10ms，為使x10-x17共8個(gè)輸入狀態(tài)的變化及時(shí)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

69、I/O映像區(qū)。為了進(jìn)一步提高PLC的I/O響應(yīng)速度，某些近期的PLC提供帶有可調(diào)濾波器的高速開關(guān)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(gè)這樣的高速輸入端，其R-C濾波器時(shí)間常數(shù)僅為50us，另外再加上指令修改的數(shù)字式濾波器。</p><p>　　§3.4 PLC的硬件系統(tǒng)</p><p>　　PLC的硬件系統(tǒng)

70、由基本單元、I/O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備完成，如下圖為PLC的硬件系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)框架圖:</p><p>　?。≒LC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖）</p><p>　　1、微處理器（CPU）</p><p>　　與通用計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心部件，在PLC控制系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，整個(gè)PLC工作過程都是在CPU的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行的。它的主要功能有以下幾

71、點(diǎn)：</p><p>　?。?）接受從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；</p><p>　?。?）用掃描方式接受輸入設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)（輸入映像寄存器）；</p><p>　?。?）監(jiān)測(cè)和診斷電源，PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和用戶程序編程過程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤；</p><p>　?。?）執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的運(yùn)算、傳

72、遞和存儲(chǔ)等功能；</p><p>　?。?）根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，刷新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器表的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。</p><p><b>　　2、存儲(chǔ)器 </b></p><p>　　PLC配有兩種存儲(chǔ)器：系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序，用戶存儲(chǔ)器用來存放用戶編織出來控制程序。</p

73、><p>　　系統(tǒng)程序用來管理PLC系統(tǒng)，不能由用戶直接存取，所以，PLC產(chǎn)品樣本或說明書中所列的存儲(chǔ)器類型及其容量，系指用戶程序存儲(chǔ)器而言。如FX2-24M的存儲(chǔ)器容量為4K步，即指用用戶程序存儲(chǔ)器的容量。</p><p>　　PLC所配的用戶存儲(chǔ)器的容量 大小差別很大，通常中小型PLC的用戶存儲(chǔ)容量在8K步以下，大型PLC的存儲(chǔ)了容量可達(dá)到或超過256K步。</p><

74、p>　　3、輸入\輸出(I/O)部件</p><p>　　如上圖1-1所示中的輸入部件和輸出部件也成為輸入/輸出單元或輸入/輸出模塊。實(shí)際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的輸入信號(hào)多種多樣信號(hào)電平各不相同，而PLC所能處理的信號(hào)只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，因此必須通過輸入模塊將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接受和處理的標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)。同樣外部執(zhí)行元件如電磁閥、接觸器、繼電器等所需要的控制信號(hào)電平也千差萬別，亦必須通過輸出模塊將CPU輸出的標(biāo)準(zhǔn)電

75、平信號(hào)轉(zhuǎn)換成這些執(zhí)行元件所能接收的控制的信號(hào)。所以，輸入/輸出模塊實(shí)際上是CPU與現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出設(shè)備之間的連接部件，起著PLC與被控制對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的作用。</p><p>　　PLC輸入/輸出模塊的電路框圖1-2所示。</p><p><b>　　（a）輸入接口</b></p><p><b>　　(b)輸出接口</b&

76、gt;</p><p>　　為提高抗干擾能力，一般的輸入/輸出模塊都有光電隔離裝置。在數(shù)字量I/O模塊中廣泛采用由發(fā)光二接管和光電三接管組成的光電耦合器，在模擬量I/O模塊中通常采用隔離放大器。</p><p>　　來自工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)經(jīng)輸入模塊進(jìn)入PLC。這些信號(hào)有的是數(shù)字量，有的是模擬量；有的是直流信號(hào)，有的是交流信號(hào)。使用時(shí)要根據(jù)輸入信號(hào)的類型選擇何時(shí)得輸入模塊。</p&

77、gt;<p>　　由PLC產(chǎn)生的輸出控制信號(hào)經(jīng)過輸出模塊去驅(qū)動(dòng)負(fù)載，如電鍍上的升降電動(dòng)機(jī)的起停和正反轉(zhuǎn)、閥門的開閉、設(shè)比的移動(dòng)、升降等。和輸入模塊相同，與輸出模塊相接的負(fù)載所需的控制信號(hào)有的是屬質(zhì)量，有的模擬量；有的交流，有的是直流。因此，同樣需要根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇合適的輸出模塊。PLC具有多種模塊，常見的有屬質(zhì)量I/O模塊和模擬量I/O模塊，以及快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、通信接口模塊、溫度控制模塊、中斷控制模塊、PID控

78、制模塊和位置控制模塊等多種。I/O模塊的類型、品種與規(guī)格越多，PLC系統(tǒng)的靈活性越好；I/O模塊的I/O容量越大，PLC系統(tǒng)的適應(yīng)性越強(qiáng)。</p><p><b>　　4、電源部件</b></p><p>　　PLC配有開關(guān)式穩(wěn)定電源的電源模塊，用來將外部供電電源轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等電路工作所需要的直流電源。PLC的電源部件有很好哦的穩(wěn)壓設(shè)施

79、，因此對(duì)外部電源的穩(wěn)定性要求不高，一般允許外部電源電壓的額定值在+10%~-15%范圍內(nèi)波動(dòng)。小型PLC的電源往往和CPU單元合為一體，大中型PLC都有專用電源部件。為了防止在外部電源發(fā)生故障的情況下，PLC內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)等重要信息的丟失，PLC還帶有鋰電池作為后備電源。</p><p>　　第4章PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用設(shè)計(jì)</p><p>　　一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍

80、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)得到嚴(yán)格的保證，有效的減少?gòu)U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(huì)效益，電鍍生產(chǎn)線上對(duì)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(tái)行車、三臺(tái)行車和四臺(tái)行車工作，每

81、臺(tái)行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對(duì)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。</p><p><b>　　§4.1工藝要求</b></p><p>　　電鍍生產(chǎn)有三個(gè)槽（實(shí)際應(yīng)用還會(huì)多些），工件由裝有可升降吊鉤的行車帶動(dòng)，經(jīng)過電鍍

82、、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280s后提起，停放28s，讓鍍液從工件上流回鍍槽，然后放入回收液槽中浸30s，提起后停15s，接著放入清水槽中清洗30s，最后提起停15s后，行車返回原位，一個(gè)工件的電鍍過程結(jié)束。電鍍生產(chǎn)線的工藝流程如圖所示。</p><p><b>　　電鍍工藝流程圖</b></p><p><

83、b>　　§4.2控制流程</b></p><p>　　電鍍生產(chǎn)線除裝卸工件外，要求整個(gè)生產(chǎn)過程能自動(dòng)進(jìn)行，這主要體現(xiàn)在行車控制上，同時(shí)還要求行車和吊鉤的正反向運(yùn)動(dòng)均能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修。電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)工作狀態(tài)流程圖如下：</p><p>　　§4.2.1行車自動(dòng)工作控制過程如下</p><p>　　行車在原

84、位，吊鉤下降到最下方，限位開關(guān)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。</p><p>　?。?）吊鉤上升 按下啟動(dòng)按鈕SB1，吊鉤上升，當(dāng)碰到上限開關(guān)SQ5后，吊鉤上升停止。</p><p>　?。?）行車前進(jìn) 在吊鉤停止的同時(shí)，M2接通，行車前進(jìn)。</p><p>　?。?）吊鉤下降 行車前進(jìn)至壓下限位開關(guān)SQ1，行車停止

85、前進(jìn)；同時(shí)M3接通，吊鉤下降。</p><p>　　（4）定時(shí)電鍍 吊鉤下降至下線開關(guān)SQ6時(shí)，掉過停止下降。同時(shí)T0開始計(jì)時(shí)，定時(shí)電鍍280s。</p><p>　　（5）吊鉤上升 T0定時(shí)到，使M5接通，吊鉤上升。</p><p>　?。?）定時(shí)滴液 吊鉤上升至壓下SQ5時(shí)，吊鉤停止上升，同時(shí)T1開始計(jì)時(shí)，工件停留28s滴液。</p><

86、p>　　（7）行車后退 T1定時(shí)到，使M7接通，行車后退。轉(zhuǎn)入下道工序。</p><p>　　后面各工序的動(dòng)作過程，以此類推。最后行車退到原為上方，吊鉤下放，機(jī)構(gòu)回到原位。如果再按下啟動(dòng)按鈕SB1，則開始下一個(gè)工作循環(huán)。</p><p>　　§4.3 拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　專用行車的前后和升降運(yùn)動(dòng)由三相交流異步電動(dòng)

87、機(jī)拖動(dòng)，根據(jù)電鍍行車的起吊重量，選用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)。主電路拖動(dòng)控制 </p><p>　　系統(tǒng)如圖所示，其中，行車的前進(jìn)和后退，吊鉤的上T升和下降控制分別通過兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1、M2的正、反轉(zhuǎn)來控制。</p><p>

88、　　本圖沒有給三相異步電動(dòng)機(jī)加熱繼電保護(hù)器，是因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)工作時(shí)間是以秒計(jì)算的，工作時(shí)間較短；根本不會(huì)造成三相異步電動(dòng)機(jī)發(fā)熱而損壞。所以本圖可以不用熱繼電保護(hù)器。</p><p>　　§4.4 PLC的選型</p><p>　　由于PLC組成的控制系統(tǒng)輸入信號(hào)14個(gè)，均為開關(guān)量。其中按鈕開關(guān)6個(gè)，行程開關(guān)6個(gè)，選擇開關(guān)1個(gè)。</p><p>　　該

89、系統(tǒng)中有輸出信號(hào)5個(gè)，其中2個(gè)用于吊鉤升降電動(dòng)機(jī)正反饋至接觸器KM1和KM2，2個(gè)用于行車前進(jìn)后退電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制接觸器KM3和KM4，1個(gè)用于原位指示。</p><p>　　控制系統(tǒng)確定選用FX2N-32MR，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)均為16點(diǎn)，滿足控制要求，而且還有一定的余量。</p><p>　　§4.5 PLC輸入/輸出地址對(duì)照表</p><p>　　將輸

90、入信號(hào)14個(gè)，輸出信號(hào)5個(gè)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(hào)與PLC輸入/輸出地址編號(hào)對(duì)照表。如下表。</p><p>　　外部信號(hào)與PLC地址編號(hào)對(duì)照?qǐng)D</p><p>　　§4.6 電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖</p><p>　　§4.6.1電鍍生產(chǎn)線PLC控制梯形圖程序</p><p>　

91、　§4.6.2梯形圖程序</p><p>　　電鍍生產(chǎn)線的PLC控制程序，包括點(diǎn)動(dòng)操作和自動(dòng)控制部分。</p><p>　?。?）點(diǎn)動(dòng)控制 設(shè)有行車的前進(jìn)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(biāo)號(hào)P0邏輯行間程序段為點(diǎn)動(dòng)控制梯形圖。</p><p>　?。?）自動(dòng)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(gòu)

92、成，采用移位指令來實(shí)現(xiàn)控制要求會(huì)更方便。由于急?；蚣蓖：螅赏ㄟ^點(diǎn)動(dòng)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(shí)器也采用了常規(guī)定時(shí)器。電鍍生產(chǎn)線的PLC控制梯形圖，如圖所示，圖中標(biāo)號(hào)P0到標(biāo)號(hào)P1程序結(jié)束段為自動(dòng)控制程序。</p><p>　　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(dāng)然急停后必須通過點(diǎn)動(dòng)操作返回原位。本例中，當(dāng)行車從原位前進(jìn)至

93、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(hào)和相關(guān)輔助繼電器接點(diǎn)串聯(lián)的緣故，所以只有行車后退壓下SQ2或SQ3，并且相應(yīng)的輔助繼電器為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)才會(huì)停。</p><p><b>　　第5章小結(jié)</b></p><p>　　兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間就到了掃尾階段，在這兩個(gè)月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中，我取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題PL

94、C在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用設(shè)計(jì)，這是一個(gè)我以前所沒有接觸的。經(jīng)過指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助指導(dǎo)以及對(duì)參考資料的解讀，我已經(jīng)順利完成了這次設(shè)計(jì)。</p><p>　　PLC是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域適用范圍最廣泛的一種新型自動(dòng)控制裝置，在這次設(shè)計(jì)中深入地了解了PLC，通過這次設(shè)計(jì)，提高了我分析和解決問題的能力，擴(kuò)寬和深化了學(xué)過的知識(shí)，在以前的課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上學(xué)到了不少東西。進(jìn)一步掌握了設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法，同時(shí)也對(duì)我們的獨(dú)立思考能力

95、也有了很大的考驗(yàn)，培養(yǎng)我們認(rèn)真分析問題，多動(dòng)手、動(dòng)腦的能力。通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我的大學(xué)三年的知識(shí)也是一個(gè)很好的總結(jié)，總之，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中學(xué)到的認(rèn)識(shí)到的，為我們以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。</p><p>　　在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中感謝母校xx給了我一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍。同時(shí)也忠心感謝我的指導(dǎo)老師，非常感謝老師在設(shè)計(jì)過程中的教導(dǎo)以及對(duì)有關(guān)問題上指點(diǎn)和幫助。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)可以

96、說是對(duì)未來工作的一種模擬；通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)將來及現(xiàn)在所從事的工作充滿了信心！</p><p>　　本設(shè)計(jì)中難免有不足之處，敬望各位老師多多諒解指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、王也仿主編，《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》。 機(jī)械工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2

97、001</b></p><p>　　2、孫振強(qiáng)主編，《PLC原理及應(yīng)用》。 清華大學(xué)出版社，</p><p><b>　　2006</b></p><p>　　3、方承遠(yuǎn)、張振國(guó)主編， 《工廠電氣控制技術(shù)》。 機(jī)械工業(yè)出</p><p><b>　　版社，2006</b>