顆粒物包裝系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目錄 第一章 課題設(shè)計(jì)背景與要求1.1課題設(shè)計(jì)背景11.2 顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求2第二章接觸器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1 控制電器圖的設(shè)計(jì)3 2.2 控制原理 4 2.3 控制系統(tǒng)元件明細(xì)表5 2.4簡述系統(tǒng)時(shí)間設(shè)定及系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)72.5 PLC相對于接觸器線路的比較7第三章PLC控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)83.1.1 PLC的型號選擇83.1.2 PLC的外部接線示意圖11 3.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 11 第四章總結(jié)-淺談PLC 4.1 PLC的工作原理18 4.2 PLC的特點(diǎn) 19 4.3 PLC控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的總體比較 23致

2、謝25參考文獻(xiàn)26第一章 課題背景與控制要求1.1設(shè)計(jì)背景 隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)方式由純粹的手工生產(chǎn)，半自動(dòng)生產(chǎn)一直到融合著信息、技術(shù)、CAM/D等多種資源的自動(dòng)化生產(chǎn)，無一不透露著一個(gè)問題。那就是只有不斷 生產(chǎn)方式，整合生產(chǎn)資源，盡可能的減少生產(chǎn)成本，企業(yè)才能在商海的競爭濃潮中立于不敗之地。 在生產(chǎn)實(shí)際過程中，只有從實(shí)體上改變物料的活動(dòng)才能減少成本，增加價(jià)值。而物料的改變實(shí)際上是改變生產(chǎn)資源的設(shè)計(jì)要求及工藝控物過程。考慮到當(dāng)今社會(huì)，生活離不開產(chǎn)品，產(chǎn)品離不開包裝。物料包裝應(yīng)用十分之廣泛，也是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。如何設(shè)計(jì)出一個(gè)，良好的包裝控制系統(tǒng)，從而減少包裝時(shí)間，減少在人力、物力上的

3、投入，對于產(chǎn)品在市場上的競爭優(yōu)勢是非常有利的。因此，我選擇了顆粒物包裝系統(tǒng)，設(shè)計(jì)作為我的設(shè)計(jì)內(nèi)容。1.2顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求一、裝置結(jié)構(gòu)和工藝要求顆粒物包裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,系統(tǒng)由儲(chǔ)料、計(jì)量、裝袋、縫袋與物料傳送及電控柜等組成，其計(jì)量控制和物料給定在時(shí)間繼電器（外購）上完成。當(dāng)準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出啟動(dòng)命令，自動(dòng)打開快加料、慢加料電磁閥YV1、YV2，當(dāng)物料達(dá)到快加給定植時(shí)關(guān)閉YV1，當(dāng)物料達(dá)到慢加給定植時(shí)關(guān)閉YV2，當(dāng)SQ檢測到袋夾好時(shí)打開卸料電磁閥YV3，并啟動(dòng)另一輪加料；關(guān)閉YV3延時(shí)后松開夾袋器，并打開物料袋傳送帶。二、控制要求 1. 本系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式：

4、在自動(dòng)方式下，按下啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)循環(huán)； 在手動(dòng)方式下，可手動(dòng)加、慢加、卸料、松袋。 2. 儲(chǔ)料倉物料超過SL2時(shí)停止物料輸送；低于SL1時(shí)報(bào)警提示；再一次超過SL1時(shí)重新啟動(dòng)自動(dòng)加料。 3. 20秒無物料袋落下時(shí)自動(dòng)停止物料袋輸送帶。 4. 緊急情況下可瞬時(shí)停止一切動(dòng)作。 5. 有物料袋計(jì)數(shù)和指示功能。 6. 面板指示電源和各種運(yùn)行狀態(tài)。 7. 夾袋和縫袋由人工完成?？刂剖疽鈭D如下：第二章電器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1控制系統(tǒng)電器圖的設(shè)計(jì)電器控制面板示意圖如下：QSHL0HL1HL2HL3HL4QSQS1SQQS2SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB0總電源QS1自動(dòng)/手動(dòng)QS2

5、控制電路電源SQ物料袋夾緊SB0自動(dòng)快/慢加料SB1手動(dòng)物料輸送SB2手動(dòng)物料袋輸送SB3手動(dòng)停止物料輸送SB4手動(dòng)停止物料袋輸送SB5手動(dòng)快加料SB6手動(dòng)慢加料SB7手動(dòng)卸料2.2控制電路原理分析一 自動(dòng)控制：在電器安裝完畢后，按下總電源開關(guān)QS，接通總電源。（電源指示燈HL0亮）將單刀開關(guān)打上，再將雙聯(lián)開關(guān)QS1撥到自動(dòng)檔。若物料低于SL1時(shí)（料位指示燈HL4亮），將自動(dòng)啟動(dòng)物料輸送電動(dòng)機(jī)M1，輸送物料。此后，若物料再次低于，還是會(huì)自動(dòng)完成物料輸送。若是物料高于SL2位時(shí)，料位傳感器的常閉觸頭將斷開，使得電動(dòng)機(jī)M1控制線圈KM1斷電，停止物料輸送。低于SL2位后，又自動(dòng)接通KM1線圈，開始

6、物料輸送。 自動(dòng)加料過程：當(dāng)觀察到HL4不亮?xí)r，則可以按下自動(dòng)快加/慢加料按鈕SB0。此時(shí)中間繼電器KA1，電磁閥YV1、YV2，通電延時(shí)繼電器KT1、KT2 接通。接通后，中間繼電器KA1的常開觸點(diǎn)KA1閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖；YV1、YV2的閥門吸合后，開始快加料，慢加料；KT1、KT2開始延時(shí)。當(dāng)KT1延時(shí)到S1秒后，KT1延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)斷開，電磁閥YV1線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。當(dāng)KT2延時(shí)S2秒后，KT2延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)斷開，電磁閥線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。到此，已完成自動(dòng)快/慢加料；與KA1線圈串聯(lián)的延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)KT2斷開，KA1線圈失電，常閉觸點(diǎn)KA1解除自鎖。卸料過程

7、：當(dāng)工作人員將物料袋上位后，按下物料夾緊裝置的點(diǎn)動(dòng)開關(guān)SQ后，物料袋夾緊（物料袋夾緊指示燈HL3亮）。按下SQ松開后，中間繼電器KA2線圈，電磁閥YV3線圈，通電延時(shí)繼電器KT3、KT4的線圈同時(shí)得電。KA2的線圈得電，它的常開觸點(diǎn)KA2閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖；YV3的閥門吸合，開始卸料；時(shí)間繼電器KT3、KT4延時(shí)開始。當(dāng)KT3延時(shí)到S3秒后，延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)KT3斷開，使得YV3線圈斷電，YV3閥門閉合，停止卸料，同時(shí)時(shí)間繼電器KT3的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)KT3閉合，啟動(dòng)新一輪加料，此效果等同于自動(dòng)快/慢加料過程。當(dāng)時(shí)間繼電器KT4延時(shí)S4秒后，時(shí)間繼電器KT4也在此時(shí)閉合，使物料袋輸送電動(dòng)機(jī)控制KM

8、2線圈接通，開始物料袋輸送（物料袋輸送指示燈HL2亮）。輔助常開觸點(diǎn)KM2閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖。二 手動(dòng)控制1 按下接通總電源，控制電源后，將雙聯(lián)開關(guān)QS1撥向手動(dòng)檔。2 按下SB5按鈕后松開，時(shí)間繼電器KT5接通，KT5的立即觸點(diǎn)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)自鎖，YV1電磁閥接通，開始快加料。當(dāng)延時(shí)S5秒后，延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)KT5斷開，時(shí)間繼電器KT5線圈失電，自鎖解除，YV1斷開停止快加料。此動(dòng)作完成一個(gè)S6秒的慢加料過程。3 按下SB6按鈕松開，此原理類似手動(dòng)快加料控制過程，但是完成一個(gè)S6秒的慢加料過程。4 按下SB7按鈕松開，時(shí)間繼電器KT7接通，KT7的立即觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，YV3接通開始卸料，當(dāng)延時(shí)S7

9、秒后，延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)KT7斷開，KT7線圈失電，立即觸點(diǎn)斷開，解除自鎖，YV3斷開，停止卸料，此動(dòng)作完成一個(gè)S7秒的卸料過程。2.3顆粒物包裝系統(tǒng)元件明細(xì)表：元件代號元件名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注QS電源開關(guān)HZ1-25/3 5A1三極M1三相交流電動(dòng)機(jī)YEJ80-2 1400r/min1功率0.75-4kW 380V 50HZM21FU1FU2熔斷器RL1-60/252配熔體25AFU3FU4L1-15/22配熔體2AFR1熱繼電器JR10-10 熱元件編號101整定電流2.71AFR21TC控制變壓器BK-200 380V/135V 110V 24V 6V1SB0SB7按鈕H25-218KM

10、1KM2交流接觸器KMC-50S 線圈電壓110V 50HZ2SL1SL2料位傳感器ELN-032KA1KA2中間繼電器DZ-30C1 線圈電壓110V2YV1YV3電磁閥2CLF 線圈電壓110V3KT1KT7時(shí)間繼電器KTL-8A 線圈電壓110-240VAC750/60HZQS1單刀雙擲開關(guān)NLAS52231最大的靜態(tài)電流為±1A（25）QS2閘刀開關(guān)UTF-81HL0HL4指示燈XD1型 6V5SQ組合開關(guān)HZ4-221板后接線定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定：對于顆粒物包裝控制系統(tǒng)，延時(shí)控制在整個(gè)控制的比例相對較大。各個(gè)時(shí)間繼電器對應(yīng)延時(shí)時(shí)間表如圖（2.3.1）所示，由于對于不同的包裝量，

11、時(shí)間設(shè)定值不同。因此時(shí)間設(shè)定由投入使用時(shí)，由工作人員根據(jù)流量及包裝量設(shè)定實(shí)際時(shí)間。但為滿足控制要求需滿足（S1S2，S3S4）。時(shí)間繼電器時(shí)間/s實(shí)際時(shí)間/sKT1S1KT2S2KT3S3KT4S4KT5S5KT6S6KT7S7圖2.3.12.4顆粒物包裝系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 該系統(tǒng)在物料裝袋過程中,擁有一定的自動(dòng)性.因此裝袋過程只需少量的工作人員即可完成。計(jì)量過程也不需使用傳統(tǒng)的計(jì)量器，只需按照流量配之以一定的時(shí)間比例關(guān)系就可以達(dá)到計(jì)量要求。不過,這也是該系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一，因?yàn)榱髁烤哂幸欢ǖ淖兓蛩?，從而直接影響到?jì)量。因此對于工作人員的經(jīng)驗(yàn)要求有一定的依賴性。其次從電氣控制原理圖可發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)使

12、用了大量的繼電接觸器和時(shí)間繼電器，在使用過程中可能有競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，同時(shí)也使使系統(tǒng)的硬件體積增大,同時(shí)也增加了一定的生產(chǎn)成本。2.5 PLC相對于接觸器線路的比較PLC相對與接觸器線路的比較主要有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢：1、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比?？善绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。2、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的

13、功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。3、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)

14、備之一。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。5、編程方法簡單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語

15、言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。6、維修工作量少，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障7、體積小，能耗低對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，

16、小型PLC的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，可以減少大量費(fèi)用。學(xué)得辛苦，做得舒服第三章PLC控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 PLC的硬件選擇一、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)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎氤鳇c(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

17、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)。二、輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊,應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出，模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較常等特點(diǎn)；可控制輸出模塊適應(yīng)與開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)荷場合，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本?？紤]是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架

18、等。三、電源的選擇PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。四、存儲(chǔ)器的選擇由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。五、冗余功能的選擇2. 控制單元的冗

19、余(1) 重要的過程單元:CPU(包括存儲(chǔ)器)及電源均應(yīng)1B1冗余(2) 在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。2I/O接口單元的冗余（1）控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。（2）重要檢測點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。六、經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加帶某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容

20、量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對CPU選用、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。.綜合以上所述及輸入輸出點(diǎn)數(shù)選擇S7-200CPU,主要性能指標(biāo)如下：模塊名稱和I/O點(diǎn)數(shù)尺寸/(mm/mm/mm)質(zhì)量/g功耗/w供電能力/mA+5V DC+24V DCCPU226AC/DC/Relay24輸入/16繼電器輸出196*80*62660171000400PLC編程元件明細(xì)表：元件代號名稱型號數(shù)量QS開關(guān)HZ1-25/3 5A1QS2但級開關(guān)UTF-81QS1雙聯(lián)開關(guān)NLAS52231SQ按鈕H25-211SB0SB7按鈕H25-

21、218SL1料位傳感器ELN-031SL2料位傳感器ELN-031KM1接觸器YEJ80-21KM2接觸器YEJ80-21YV1YV3電磁閥2CLF 110V4KA1KA2中間繼電器DZ-30C1 110V2HL0HL4指示燈XD型 110V5PLC內(nèi)部軟器件T33定時(shí)器快加料控制預(yù)置值：5001T34慢加料控制預(yù)置值：7001T35自動(dòng)卸料控制預(yù)置值：8001T36物料袋輸送控制預(yù)置值：10001T97手動(dòng)快加料控制預(yù)置值：5001T98手動(dòng)慢加料控制預(yù)置值：7001T99手動(dòng)卸料控制預(yù)置值：8001PLC 外部接線示意圖如下所示：I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0

22、.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.624V24VQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2 Q1.3KM1KM2YV1YV2YV3KA1KA1HL0HL1HL2HL3HL4110VQSQS2QS1自動(dòng)SL1SL2SB7SB6SB5SB4SB3SB2SB1SB0SQQS1手動(dòng)PLC3.2PLC的軟件設(shè)計(jì)PLC I/O分配：輸入：I0.0 QS 總電源I0.1 QS2控制電路電源I0.2 QS1自動(dòng)I0.3 QS2手動(dòng)I0.4 SQ 物料袋夾緊按鈕I0.5 SB0 自動(dòng)快/慢加料I0.6 SB1 手動(dòng)物料輸送I0.7 SB2 手

23、動(dòng)物料袋輸送I1.0 SB5 手動(dòng)快加料 I1.1 SB6 手動(dòng)慢加料 I1.2 SB7 手動(dòng)卸料 I1.3 SB3 手動(dòng)停止物料輸送 I1.4 SB4 手動(dòng)停止物料袋輸送I1.5 SL1 料位傳感常閉觸點(diǎn)I1.6 SL2 料位傳感常閉觸點(diǎn)輸出Q0.0 KM1 物料輸送接觸器Q0.1 KM2 物料袋輸送接觸器Q0.2 YV1 快加料電磁閥Q0.3 YV2 慢加料電磁閥Q0.4 YV3 卸料電磁閥Q0.5 KA1 中間繼電器Q0.6 KA2 中間繼電器Q0.7 HL0 電源指示燈Q1.0 HL3 物料袋夾緊指示燈Q1.1 HL4 料位低于SL1時(shí)指示燈Q1.2 HL1 物料輸送指示燈Q1.3 H

24、L2 物料袋輸送指示燈PLC控制系統(tǒng)梯形圖：PLC控制語句表：Network 1 LD I0.0A I0.1A I0.2= M0.0Network 2 LD M0.0LDN T34LD I0.5O Q0.5ALDLD T35AN Q0.5OLDALDLPSTON T33, 500TON T34, 700= Q0.5AN T33= Q0.2LPPAN T34= Q0.3Network 3 LD M0.0LD I0.4O Q0.6ALDAN T36TON T35, 800TON T36, 800= Q0.4= Q0.6Network 4 LD M0.0AN I1.6LD T36O Q0.1O I0

25、.7ALD= Q0.1Network 5 LD M0.0AN I1.5AN I1.4LDN I1.3O I0.6O Q0.0ALD= Q0.0Network 6 LD M0.0AN I0.1A I0.3= M0.1Network 7 LD M0.1LD I1.0O M0.2ALDAN T97TON T97, 500= Q0.2= M0.2Network 8 LD M0.1LD I1.1O M0.3ALDAN T98TON T98, 700= Q0.2= M0.3Network 9 LD M0.1LD I1.2O M0.4ALDAN T99TON T99, 800= Q0.4= M0.4Netw

26、ork 10 LD I0.0= Q0.7Network 11 LD Q0.1= Q1.2Network 12 LD Q0.2= Q1.3Network 13 LD Q0.6= Q1.0Network 14 LDN I0.3= Q1.1第四章 總結(jié) -淺談PLC4.1PLC工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采

27、樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備

28、工作。4.2 PLC的基本特點(diǎn)從PLC的工作原理知，PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系是靠運(yùn)行存儲(chǔ)于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關(guān)，不是靠物理過程，不是用線路；而是靠信息過程，用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是用好信息。信息不同于物質(zhì)與能量，有自身的規(guī)律。信息便于處理，便于傳遞，便于存儲(chǔ)；信息還可重用，等等。正是由于信息的這些特點(diǎn)，決定了PLC的基本特點(diǎn)。下面介紹PLC的四個(gè)特點(diǎn)：1.功能豐富PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲(chǔ)信息的內(nèi)部器件有關(guān)。它的指令多達(dá)幾十條、幾百條，可進(jìn)行各式各樣的邏輯問題的處理，還可進(jìn)行各種類型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。凡普通計(jì)算機(jī)能做

29、到的，它也都可作到。它的內(nèi)部器件，即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，種類繁多，容量宏大。I/O繼電器，可以用以存儲(chǔ)入、出點(diǎn)信息的，少的幾十、幾百，多的可達(dá)幾千、幾萬，以至10幾萬。這意味著它可進(jìn)行這么多I/O點(diǎn)的入出信息變換，進(jìn)行這么大規(guī)模的控制。它的內(nèi)部種種繼電器，相當(dāng)于中間繼電器，數(shù)量更多。內(nèi)存中一個(gè)位就可作為一個(gè)中間繼電器，怎么不多！它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰脙?nèi)存中的一個(gè)字，再加一些標(biāo)志位，即可成為定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，所以才那么多。而且，這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。以滿

30、足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)還可用以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。PLC還有豐富的外部設(shè)備，可建立友好的人機(jī)界面，以進(jìn)行信息交換。可送入程序，送入數(shù)據(jù)，可讀出程序，讀出數(shù)據(jù)。而且讀、寫時(shí)可在圖文并茂的畫面上進(jìn)行。數(shù)據(jù)讀出后，可轉(zhuǎn)儲(chǔ)，可打印。數(shù)據(jù)送入可鍵入，可以讀卡入，等等。PLC還具有通訊接口，可與計(jì)算機(jī)鏈接或聯(lián)網(wǎng)，與計(jì)算機(jī)交換信息。自身也可聯(lián)網(wǎng)，以形成單機(jī)所不能有的更大的、地域更廣的控制系統(tǒng)。PLC還有強(qiáng)大的自檢功能，可進(jìn)行自診斷。其結(jié)果可自動(dòng)記錄。這為它的維修增加了透明度，提供了方便。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供

31、了可能；同時(shí)，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。像PLC這樣集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的；更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。2.使用方便用PLC實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因?yàn)椋菏紫萈LC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當(dāng)然要方便得多！其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊，PLC廠家多有現(xiàn)貨供應(yīng)，市場上即可購得。所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。正因如此，用可編程序控制器才有這個(gè)"可"字。對軟件講

32、，它的程序可編，也不難編。對硬件講，它的配置可變，而且也易于變。具體地講，PLC有五個(gè)方面的方便：（1）配置方便：可接控制系統(tǒng)的需要確定要使用哪家的PLC，那種類型的，用什么模塊，要多少模塊，確定后，到市場上定貨購買即可。（2）安裝方便：PLC硬件安裝簡單，組裝容易。外部接線有接線器，接線簡單，而且一次接好后，更換模塊時(shí)，把接線器安裝到新模塊上即可，都不必再接線。內(nèi)部什么線都不要接，只要作些必要的DIP開關(guān)設(shè)定或軟件設(shè)定，以及編制好用戶程序就可工作。（3）編程方便：PLC內(nèi)部雖然沒有什么實(shí)際的繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器，但它通過程序（軟件）與系統(tǒng)內(nèi)存，這些器件卻實(shí)實(shí)在在地存在著。其數(shù)量之多是繼

33、電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的PLC，內(nèi)部繼電器數(shù)都可以千計(jì)，時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)也以百計(jì)。而且，這些繼電器的接點(diǎn)可無限次地使用。PLC內(nèi)部邏輯器件之多，用戶用起來已不感到有什么限制。唯一考慮的只是入出點(diǎn)。而這個(gè)內(nèi)部入出點(diǎn)即使用得再多，也無關(guān)緊要。大型PLC的控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬點(diǎn)以上，哪有那么大的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)？若實(shí)在不夠，還可聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制，不受什么限制。PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富，可毫不困難地實(shí)現(xiàn)種種開關(guān)量，以及模擬量的控制。PLC還有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)，可存儲(chǔ)控制過程的所有要保存的信息。總之，由于PLC功能之強(qiáng)，發(fā)揮其在控制系統(tǒng)的作用，所受的限制已不是PLC本身，而是人們的想象力，或與其配套的其它硬

34、件設(shè)施了。PLC的外設(shè)很豐富，編程器種類很多，用起來都較方便，還有數(shù)據(jù)監(jiān)控器，可監(jiān)控PLC的工作。使用PLC的軟件也很多，不僅可用類似于繼電電路設(shè)計(jì)的梯形圖語言，有的還可用BASIC語言、C語言，以至于自然語言。這些也為PLC編程提供了方便。PLC的程序也便于存儲(chǔ)、移植及再使用。某定型產(chǎn)品用的PLC的程序完善之后，凡這種產(chǎn)品都可使用。生產(chǎn)一臺(tái)，拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺(tái)臺(tái)設(shè)備都要接線、調(diào)試，要省事及簡單得多。（4）維修方便：這是因?yàn)椋篜LC工作可靠，出現(xiàn)故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。這在講述PLC的第三個(gè)特點(diǎn)時(shí)，還將進(jìn)一步介紹。即使PLC出現(xiàn)故障，維修也很方便。這是因?yàn)镻LC

35、都設(shè)有很多故障提示信號，如PLC支持內(nèi)存保持?jǐn)?shù)據(jù)的電池電壓不足，相應(yīng)的就有電壓低信號指示。而且，PLC本身還可作故障情況記錄。所以，PLC出了故障，很易診斷。同時(shí)，診斷出故障后排故也很簡單。可按模塊排故，而模塊的備件市場可以買到，進(jìn)行簡單的更換就可以。至于軟件，調(diào)試好后不會(huì)出故障，再多只要依據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，使之完善就是了。（5）改用方便：PLC用于某設(shè)備，若這個(gè)設(shè)備不再使用了，其所用的PLC還可給別的設(shè)備使用，只要改編一下程序，就可辦到。如果原設(shè)備與新設(shè)備差別較大，它的一些模塊還可重用。3.工作可靠用PLC實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常可靠的。這是因?yàn)镻LC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施，確

36、保它能可靠工作。事實(shí)上，如果PLC工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用，也就不成其為PLC了。(1) 在硬件方面：PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。PLC使用的元器件多為無觸點(diǎn)的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上，為使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保PLC耐振動(dòng)、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達(dá)攝氏50多度，有的PLC可高達(dá)80-90度。有的PLC的模塊可熱備，一個(gè)主機(jī)工作，另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn)，

37、但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機(jī)出現(xiàn)故障，熱備的可自動(dòng)接替其工作。還有更進(jìn)一步冗余的，采用三取一的設(shè)計(jì)，CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時(shí)工作，最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結(jié)果。這可使系統(tǒng)出故障的機(jī)率幾乎為零，做到萬無一失。當(dāng)然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。（2）軟件方面：PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險(xiǎn)競爭"，其控制結(jié)果總是確定的；而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制，保證了PLC對應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng)，使PLC能可靠地工作。為監(jiān)控PLC運(yùn)行程序是否

38、正常，PLC系統(tǒng)都設(shè)置了"看門狗"（Watchingdog）監(jiān)控程序。運(yùn)行用戶程序開始時(shí)，先清"看門狗"定時(shí)器，并開始計(jì)時(shí)。當(dāng)用戶程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了，則查看定時(shí)器的計(jì)時(shí)值。若超時(shí)（一般不超過100ms），則報(bào)警。嚴(yán)重超時(shí)，還可使PLC停止工作。用戶可依報(bào)警信號采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定時(shí)器的計(jì)時(shí)值若不超時(shí)，則重復(fù)起始的過程，PLC將正常工作。顯然，有了這個(gè)"看門狗"監(jiān)控程序，可保證PLC用戶程序的正常運(yùn)行，可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。PLC還有很多防止及檢測故障的指令，以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示

39、信號。可通過編制相應(yīng)的用戶程序，對PLC的工作狀況，以及PLC所控制的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，以確保其可靠工作。PLC每次上電后，還都要運(yùn)行自檢程序及對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的，用戶可不干預(yù)。出現(xiàn)故障時(shí)有相應(yīng)的出錯(cuò)信號提示。正是PLC在軟、硬件諸方面有強(qiáng)有力的可靠性措施，才確保了PLC具有可靠工作的特點(diǎn)。它的平均無故障時(shí)間可達(dá)幾萬小時(shí)以上；出了故障平均修復(fù)時(shí)間也很短，幾小時(shí)以至于幾分鐘即可。曾有人做過為什么要使用PLC的問卷調(diào)查。在回答中，多數(shù)用戶把PLC工作可靠作為選用它的主要原因，即把PLC能可靠工作，作為它的首選指標(biāo)。4.經(jīng)濟(jì)合算高新技術(shù)的使用必將帶來巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)，也是高新技術(shù)生命力之所在。PLC也是如此。盡管使用PLC首次投資要大些，但從全面及長遠(yuǎn)看，使用PLC還是經(jīng)濟(jì)的。這是因?yàn)椋菏褂肞LC的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投入少；使用時(shí)省電，運(yùn)行費(fèi)少；工作可靠，停工損失少；維修簡單，維修費(fèi)少；還可再次使用以及能帶來附加價(jià)值等等，從中可得更大的回報(bào)。所以，在多數(shù)情況下，它的效益是可觀的。4.3 電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較1. 電器控制系統(tǒng)的組成通過第一章的學(xué)習(xí)可知，任何一個(gè)電器控制系統(tǒng)，都是由輸入部分、輸出部分和控制部分組成，如下圖所示?？刂撇糠郑ㄓ?/p>