畢業(yè)設(shè)計(jì)-自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自動(dòng)布料控制系統(tǒng)主要包括礦倉(cāng)料位檢測(cè)與控制；布料小車(chē)位置檢測(cè)與控制；以及對(duì)相關(guān)設(shè)備實(shí)施邏輯連鎖與保護(hù)控制，確保整個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。在焦化配料過(guò)程中，配煤倉(cāng)出現(xiàn)混煤對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的影響。目前大多數(shù)焦化廠配煤布料系統(tǒng)中布料方式都是布料工人實(shí)現(xiàn)布料，極易造成混煤和堵料斗等質(zhì)量事故。針對(duì)傳統(tǒng)的布料形式的弊端，設(shè)計(jì)出高

2、效穩(wěn)定的自動(dòng)布料控制系統(tǒng)顯得尤為的重要。</p><p>　　本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)以煉焦廠煤的自動(dòng)布料為主體工藝，采用PLC為核心處理器，結(jié)合電氣控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)所有控制設(shè)備構(gòu)建為分布式系統(tǒng)，通過(guò)軟件編程和軟硬件組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布料的現(xiàn)代化監(jiān)控與管理。開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的、適用于各型焦?fàn)t的PLC控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包括布料小車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)、料倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)的處理及傳輸和布料小車(chē)連鎖控制系統(tǒng)。</p&g

3、t;<p>　　關(guān)鍵字 料位檢測(cè)，可逆皮帶，PLC，電氣控制 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Automatic distributing control system mainly includes the material level in ore bins detection and control;

4、 Cloth car position detection and control; And the related equipment implementation logic chain control and protection, to ensure the system safe, stable and efficient operation. Appeared in the process of coking ingredi

5、ents, with coal blended coal has a direct affect the quality of product. Currently most coking plant blending cloth fabric information in the system are workers achieve clot</p><p>　　This automatic control s

6、ystem to coking plant coal automatic fabric cloth as the main body craft, USES the PLC as the core processor, combined with electric control technology, detection technology will build field all control equipment for the

7、 distributed system, through the software programming and hardware and software configuration technology to realize the modernization of the automatic cloth monitoring and management. Develop excellent performance, suita

8、ble for various types of coke oven o</p><p>　　Keywords Material position detection, reversible belt, PLC, electric control</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要

9、I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1 課題背景3</p><p>　　1.2 課題綜述3</p><p>　　1.2.1 本課題研究的意義3</p><p>　

10、　1.2.2 自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　2 自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的工藝流程5</p><p>　　3 自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的選擇7</p><p>　　3.1 繼電器-接觸器控制7</p><p>　　3.2 PLC控制7</p><p>　　3.2.1 PLC的發(fā)展歷程7</p>

11、;<p>　　3.2.2 PLC的特點(diǎn)7</p><p>　　3.2.3 PLC的主要構(gòu)成和各主要部分的功能8</p><p>　　3.2.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則9</p><p>　　3.3 繼電器-接觸器控制與PLC控制結(jié)合9</p><p>　　3.4 控制方案的比較和選擇10</p>&

12、lt;p>　　4 自動(dòng)布料原理的設(shè)計(jì)11</p><p>　　5 設(shè)備的選擇12</p><p>　　5.1 檢測(cè)及電氣設(shè)備的選擇12</p><p>　　5.2 PLC的選型12</p><p>　　5.2.1 選型分析12</p><p>　　5.2.2 系統(tǒng)的安裝13</p>&l

13、t;p>　　5.2.3 PLC選型的確定13</p><p>　　5.2.4 輸入/輸出模塊的選擇14</p><p>　　5.2.5 抗干擾措施14</p><p>　　6 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)15</p><p>　　6.1 控制系統(tǒng)工作原理15</p><p>　　6.1.1 運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)流程15&

14、lt;/p><p>　　6.1.2 設(shè)備控制要求15</p><p>　　6.1.3 控制系統(tǒng)圖16</p><p>　　6.1.4 PLC框架配置圖17</p><p>　　6.2 系統(tǒng)資源分配17</p><p>　　6.2.1 I\O地址分配17</p><p>　　6.2.2 數(shù)字

15、量輸入部分18</p><p>　　6.2.3 數(shù)字量輸出部分18</p><p>　　6.2.4 內(nèi)部繼電器部分18</p><p>　　6.3 電氣原理圖19</p><p>　　6.4 PLC程序21</p><p>　　7 總結(jié)與展望27</p><p>　　7.1 本文主要

16、完成的工作及總結(jié)27</p><p>　　7.2 工作展望27</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)28</p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b&g

17、t;</p><p>　　自動(dòng)布料控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)礦倉(cāng)料位的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)礦倉(cāng)的優(yōu)先布料和均勻布料，以達(dá)到煤料合理分布的目的。自動(dòng)布料控制系統(tǒng)主要包括：礦倉(cāng)料位檢測(cè)與控制；布料小車(chē)檢測(cè)與控制；以及對(duì)相關(guān)設(shè)備實(shí)施邏輯連鎖與保護(hù)控制，確保整個(gè)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。目前先進(jìn)的自動(dòng)布料控制系統(tǒng)特點(diǎn)：采用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)；自動(dòng)、手動(dòng)的切換功能使控制系統(tǒng)更加方便管理；高可靠的儀表配置使系統(tǒng)運(yùn)行更持久；優(yōu)秀的控制軟件使系統(tǒng)更具

18、智能化；高效的控制使操作更簡(jiǎn)單方便也節(jié)約了生產(chǎn)成本。</p><p>　　在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中鋼鐵行業(yè)是占有十分重要地位的基礎(chǔ)性行業(yè)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展離不開(kāi)鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。就現(xiàn)在鋼鐵行業(yè)而言，鋼鐵行業(yè)發(fā)展的主要矛盾已經(jīng)不是鋼鐵產(chǎn)品數(shù)量，目前鋼鐵行業(yè)面臨的緊迫任務(wù)是加速結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式、提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力。由近年來(lái)世界經(jīng)濟(jì)的影響，鋼鐵行業(yè)發(fā)展受到了很大影響，行業(yè)內(nèi)的設(shè)備技術(shù)更新已經(jīng)成為制約鋼鐵行業(yè)發(fā)展的瓶頸。在

19、冶煉鋼鐵的過(guò)程中，鋼鐵冶煉的原料焦炭是不可缺少的。冶煉的效率與焦炭質(zhì)量的高低有著密不可分的聯(lián)系。而在焦炭的生成過(guò)程中，導(dǎo)致燃煤燃燒不充分的原因很多，比如，煤層高低不平，分配不均等問(wèn)題。這極大的影響了焦炭燃燒的效率，也增加了能源損耗。在焦化配煤布料的過(guò)程中，如果配煤倉(cāng)出現(xiàn)了混煤的事故，這會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有直接的影響。目前大多數(shù)焦化廠配煤布料系統(tǒng)中布料方式都是布料工人實(shí)現(xiàn)布料，極易造成混煤和堵料斗等質(zhì)量事故。針對(duì)傳統(tǒng)的布料形式的弊端，設(shè)計(jì)出高

20、效穩(wěn)定的自動(dòng)布料控制系統(tǒng)顯得尤為的重要。</p><p><b>　　1.2 課題綜述</b></p><p>　　1.2.1 本課題研究的意義</p><p>　　在煉焦廠生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致的生產(chǎn)停產(chǎn)會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，有一套操作維修方便、布料高效均勻、自動(dòng)化程度高、性能穩(wěn)定、故障率低的布料控制系統(tǒng)就尤為重要。自動(dòng)布料控制系

21、統(tǒng)的研究，是過(guò)程控制與現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得現(xiàn)代新技術(shù)在傳統(tǒng)布料控制系統(tǒng)中得到推廣和應(yīng)用。極大的提高了布料的生產(chǎn)自動(dòng)化程度和可靠性，是自動(dòng)布料控制系統(tǒng)革命性的進(jìn)步，此系統(tǒng)還可用于混泥土布料，石灰窯布料等場(chǎng)合，具有很大的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。</p><p>　　1.2.2 自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　目前大多數(shù)焦化廠配煤工藝中煤的自動(dòng)布料都是由操作工來(lái)完成。在布

22、料的過(guò)程中，布料車(chē)的控制都是有操作工手動(dòng)完成，缺乏有效的自動(dòng)布料控制系統(tǒng)。其現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境惡劣，粉塵噪音也很污染嚴(yán)重，對(duì)工人的身體健康有極壞的影響，工作人員作業(yè)時(shí)的情緒和心態(tài)很容易受到影響，同時(shí)工人的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平高低，與其同時(shí)工作的堆取料機(jī)的工人的配合默契度等都會(huì)影響配煤中煤的布料操作，這樣就容易操作混煤錯(cuò)倉(cāng)的嚴(yán)重事故。傳統(tǒng)的布料方式故障率較高，操作界面和程度復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)需人值守操作，自動(dòng)化程度不高，也增加了生產(chǎn)成本，維修也不方便。&l

23、t;/p><p>　　當(dāng)今世界正進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)棋、成本、質(zhì)、環(huán)保和效益等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相差太大，這讓我們面臨著極大危機(jī)，因此采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)，降低成本，穩(wěn)定優(yōu)化生產(chǎn)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力將成為我國(guó)切鐵企業(yè)追求的目標(biāo)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用的工廠的自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟，工廠自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，全自動(dòng)化控制煤的布料定會(huì)取代傳統(tǒng)的布料方式。同時(shí)改善企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)環(huán)境，將成為剛

24、鐵企業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p>　　2 自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的工藝流程</p><p>　　本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)以煉焦廠煤的自動(dòng)布料為主體工藝，采用PLC為核心處理器，結(jié)合電氣控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)所有控制設(shè)備構(gòu)建為分布式系統(tǒng)，通過(guò)軟件編程和軟硬件組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布料的現(xiàn)代化監(jiān)控與管理。開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的、適用于各型焦?fàn)t的PLC控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包括布料小車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)、料倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)

25、、信號(hào)的處理及傳輸和布料小車(chē)連鎖控制系統(tǒng)。料倉(cāng)料位傳感器通過(guò)線(xiàn)路將信號(hào)傳給PLC，PLC經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理將行動(dòng)指令通過(guò)線(xiàn)路傳給小車(chē)，小車(chē)通過(guò)可逆皮帶電機(jī)運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置并將料放到指定斗槽中。集控室通過(guò)設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)布料系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)連鎖和料倉(cāng)上的可逆小車(chē)的自動(dòng)行走控制，杜絕了人為因素造成的混料、錯(cuò)倉(cāng)等質(zhì)量事故的發(fā)生。有效的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)布料控制，焦炭的質(zhì)量也得到了提高，降低了能源損耗，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)編程，小車(chē)會(huì)自動(dòng)判

26、斷當(dāng)前所處倉(cāng)位和具體位置坐標(biāo)，選定目標(biāo)料倉(cāng)可讓小車(chē)自動(dòng)運(yùn)行到指定位置進(jìn)行布料。</p><p>　　圖2.1自動(dòng)布料控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　圖2.2某工廠現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的示意圖</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，我們可實(shí)現(xiàn)：</p><p><b>　　布料小車(chē)的位置檢測(cè)</b></p><

27、p><b>　　布料小車(chē)連鎖控制</b></p><p><b>　　布料小車(chē)的自動(dòng)控制</b></p><p>　　系統(tǒng)是集成計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、PLC控制技術(shù)和感應(yīng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)為一體的自動(dòng)化生產(chǎn)控制及管理系統(tǒng)，布料小車(chē)控制管理系統(tǒng)由三大部分構(gòu)成：中央控制部分、料車(chē)定位控制部分、布料小車(chē)連鎖控制部分。采用無(wú)線(xiàn)編碼電纜技術(shù)進(jìn)行料車(chē)的走行精

28、確定位，實(shí)時(shí)監(jiān)控料車(chē)走行、料車(chē)卸料過(guò)程，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)車(chē)的無(wú)人作業(yè)，降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)安全高效、自動(dòng)化生產(chǎn)。</p><p>　　3 自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的選擇</p><p>　　3.1 繼電器-接觸器控制</p><p>　　該系統(tǒng)由接觸器、繼電器、主令電器和保護(hù)電器等元件組成，按照一定的控制邏輯接線(xiàn)組成的控制系統(tǒng)。它包含控制線(xiàn)路、主電路、照

29、明電路及輔助電路組成。其工作原理就是采用硬接線(xiàn)邏輯，利用繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組成控制邏輯，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)、皮帶機(jī)機(jī)械設(shè)備的起動(dòng)、停止、反向、調(diào)速的順序控制和自動(dòng)保護(hù)功能。</p><p>　　采用繼電器——接觸器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤的自動(dòng)布料控制，線(xiàn)路成本低廉，控制方式直觀、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)調(diào)整方便，現(xiàn)場(chǎng)人員容易掌握，但它體積較大，控制速度慢，改變控制功能必須通過(guò)改變接線(xiàn)來(lái)完成，適合簡(jiǎn)單控制

30、的部分。</p><p><b>　　3.2 PLC控制</b></p><p>　　3.2.1 PLC的發(fā)展歷程</p><p>　　從1969年到現(xiàn)在，PLC的發(fā)展過(guò)程可分為四個(gè)階段：第一階段PLC功能簡(jiǎn)單，機(jī)種單一，只有邏輯控制功能，采用的是磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，沒(méi)有形成系列。第二階段PLC增加了數(shù)字運(yùn)算、傳遞、比較等功能，產(chǎn)品也替換成了8位的

31、微處理器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，能完成模擬量控制，初步形成系列。第三階段PLC的功能和處理速度大大增加，向多微處理器方向發(fā)展，增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、平方、三角函數(shù)等自診斷功能，容錯(cuò)技術(shù)迅速發(fā)展。第四階段該階段PLC能完成對(duì)整個(gè)車(chē)間（或整個(gè)工廠）的監(jiān)控，可在CRT上顯示多種多樣的現(xiàn)場(chǎng)圖像，CRT的畫(huà)面可代替儀表盤(pán)的控制，可做各種控制和管理工作，十分靈活方便；可以將多臺(tái)PLC連接起來(lái)與大系統(tǒng)連成一體，網(wǎng)絡(luò)資源也能共享；除了有傳統(tǒng)的梯形圖

32、、流程圖、語(yǔ)句表編程語(yǔ)言，還有用于機(jī)床控制的數(shù)控語(yǔ)言等。雖然PLC發(fā)展至今只有四十多年的歷史，但隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，可編程序邏輯控制器也得到了迅猛發(fā)展，并以其良好的性能滿(mǎn)足了生產(chǎn)的需要。PLC正由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展。小型的PLC配置更加靈活，功能不斷增強(qiáng)，并將以前大、中型PLC才有的功能部分移植到其上，如模擬量處理等。為了滿(mǎn)足大規(guī)?？?lt;/p><p>　　3.2.2 PLC的特點(diǎn)</p>

33、<p>　　高可靠性，很好的抗干擾能力</p><p>　　在硬件方便，PLC才用了微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，寧武還采取了屏蔽、濾波、隔離等抗干擾措施；在軟件方面，PLC采用了故障檢測(cè)自動(dòng)恢復(fù)等措施，所以PLC能在一個(gè)具有很強(qiáng)的電磁干擾、電噪聲、極端溫度、過(guò)電壓、欠電壓、震動(dòng)和濕度很大的工業(yè)環(huán)境中可靠地工作，因此其平均無(wú)故障時(shí)間可以達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)。</p>&

34、lt;p>　　配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</p><p>　　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(lái)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

35、常容易。</p><p>　　易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員的歡迎</p><p>　　PLC沒(méi)有采用計(jì)算機(jī)控制中所使用的匯編語(yǔ)言來(lái)編程，而是采用“梯形圖”語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程。這種梯形圖語(yǔ)言與繼電器控制電路類(lèi)似，形式簡(jiǎn)練，容易掌握，不需要專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)知識(shí)。廣大電氣工作人員都可以在比較短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。PLC還提供了功能表圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，梯形圖功能表圖、語(yǔ)句表之間還可以相互轉(zhuǎn)

36、換，只用起來(lái)非常靈活方便。</p><p>　　3.2.3 PLC的主要構(gòu)成和各主要部分的功能</p><p>　　PLC由中央處理器CPU，存儲(chǔ)器，輸入輸出接口，編程器組成。中央處理器CPU是PLC核心，它的作用是接受輸入的程序并存儲(chǔ)程序。掃描現(xiàn)場(chǎng)的輸入狀態(tài)，執(zhí)行用戶(hù)程序，并自診斷。存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。輸入接口采集現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的信號(hào)狀態(tài)，并將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平，輸出接口用于

37、輸出電信號(hào)來(lái)控制對(duì)象。編程器用于用戶(hù)程序的編制，編輯，調(diào)試，檢查和監(jiān)視。還可以顯示PLC的各種狀態(tài)。</p><p>　　PLC的掃描工作方式與電氣控制的工作原理明顯不同。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，是通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶(hù)程序來(lái)完成控制任務(wù)的，這需要執(zhí)行很多的操作，但是CPU是不可能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作的，CPU只有按分時(shí)操作的（串行工作）方式，每次只執(zhí)行一個(gè)操作，按照順序逐一執(zhí)行。因?yàn)镃PU的運(yùn)算處理速度非?？?，所以從整

38、體上來(lái)看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時(shí)（并行）完成的。這就是PLC的串行掃描工作方式。用這種掃描工作方式來(lái)執(zhí)行用戶(hù)程序的時(shí)候，掃描是從第一條程序開(kāi)始，在無(wú)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(hù)程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開(kāi)始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。</p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成一次上述三個(gè)階段稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。

39、在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来巫x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映像區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。在用戶(hù)執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序（梯形圖）。當(dāng)掃描用戶(hù)程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按I/O映像區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外圍設(shè)備。</p><p>　　3.2.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則</p><

40、;p>　　不管何種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，來(lái)提高生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，在PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵守以下基本的原則： </p><p>　　最大限度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的工藝要求 </p><p>　　充分的發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，最大程度地滿(mǎn)足被控對(duì)象的工藝要求，這是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要前提，也是設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要

41、去現(xiàn)場(chǎng)做好調(diào)查研究，收集被控對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)資料，收集有關(guān)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外先進(jìn)資料。</p><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠 </p><p>　　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要原則之一就是，保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。這會(huì)要求設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件編程、元器件選擇上要考慮全面，以確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠。 </p><p>　　力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便

42、 </p><p>　　一個(gè)先進(jìn)的控制系統(tǒng)必然能對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量有所提高，會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但是新工程的投入、技術(shù)培訓(xùn)和設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行成本的增加。因此，在滿(mǎn)足控制工藝要求的前提下，一是要不斷地提高工程的效益，另一方面也要注意盡可能降低工程的成本。</p><p><b>　　適應(yīng)發(fā)展的需要 </b></p><p>　

43、　隨著技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，控制系統(tǒng)的工藝要求也將會(huì)不斷地提高，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)?shù)目紤]到以后控制系統(tǒng)的發(fā)展和完善的需要。這就要求在PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量的選擇時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿(mǎn)足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的完善。</p><p>　　3.3 繼電器-接觸器控制與PLC控制結(jié)合</p><p>　　料倉(cāng)料位傳感器通過(guò)線(xiàn)路將信號(hào)傳給PLC，PLC經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理將行動(dòng)指令通過(guò)

44、線(xiàn)路傳給小車(chē)，小車(chē)通過(guò)可逆皮帶電機(jī)運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置并將料放到指定斗槽中。傳感器從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到實(shí)際值，通過(guò)電纜傳輸?shù)絇LC中，PLC里面有程序，目的就是通過(guò)傳感器傳進(jìn)入的信號(hào)在結(jié)合自己里面的程序控制接在PLC后面的繼電器，繼電器的帶電與否會(huì)是繼電器里面的觸電關(guān)閉或斷開(kāi)，猶如一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)闔上一樣，定時(shí)器接在繼電器后面，猶如鬧鐘確定在你需要的時(shí)間內(nèi)使繼電器帶電或停電。觸點(diǎn)在連上后面的電源、開(kāi)關(guān)、布料小車(chē)。通過(guò)前面觸點(diǎn)的斷開(kāi)和合并來(lái)控制后面布料小

45、車(chē)的開(kāi)啟和停止。通過(guò)編程，小車(chē)會(huì)自動(dòng)判斷當(dāng)前所處倉(cāng)位和具體位置坐標(biāo)，選定目標(biāo)料倉(cāng)可讓小車(chē)自動(dòng)運(yùn)行到指定位置進(jìn)行配卸。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定布料。</p><p>　　3.4 控制方案的比較和選擇</p><p>　　隨著微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了可編程序控制器PLC，PLC克服了傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)接線(xiàn)麻煩、可靠性低、功耗高、靈活性和通用性差的缺點(diǎn)，這充分的

46、利用到了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能考慮到現(xiàn)場(chǎng)的電氣操作維修工人的技能特點(diǎn)與習(xí)慣，尤其是PLC程序的編制，不需要工作人員有專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言方面的知識(shí)，而是采用一套以傳統(tǒng)繼電器梯形圖為基礎(chǔ)簡(jiǎn)單編程語(yǔ)言的指令形式，使用戶(hù)在程序編制時(shí)方便易學(xué)、形象、直觀的進(jìn)行編制；調(diào)試、檢查和改錯(cuò)也很方便。使用PLC控制，用戶(hù)只需按照PLC給的說(shuō)明書(shū)簡(jiǎn)單的提示，做簡(jiǎn)單的用戶(hù)程序編制和少量的接線(xiàn)工作，就可方便靈活的將PLC用于生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。PLC主要是程序控制

47、，而繼電器為機(jī)械控制，通常小型簡(jiǎn)單、邏輯性單一的線(xiàn)路控制可以采用機(jī)械控制，這樣會(huì)比較節(jié)約成本。大中型線(xiàn)路控制，以及邏輯性復(fù)雜的工程，采用PLC控制，這樣就可以根據(jù)不同的邏輯控制輸出不同的控制模式，并且采用PLC控制，它的可擴(kuò)展性強(qiáng)，而繼電器控制擴(kuò)展比較麻煩。現(xiàn)在大多數(shù)的控制線(xiàn)路都是采用PLC控制，以及繼電器隔離的方式進(jìn)行工作，在程序和機(jī)械上行程雙層互鎖，很好的保證了控制效果以及</p><p>　　本自動(dòng)布料控制

48、系統(tǒng)是采用繼電器-接觸器控制與PLC控制結(jié)合。裝料信號(hào)通過(guò)線(xiàn)路將信號(hào)傳給PLC，PLC經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理將行動(dòng)指令通過(guò)線(xiàn)路傳給小車(chē)，小車(chē)通過(guò)可逆皮帶電機(jī)運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置并將料放到指定斗槽中。</p><p>　　4 自動(dòng)布料原理的設(shè)計(jì)</p><p>　　本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的組成包括布料小車(chē)檢測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)、布料小車(chē)行走控制系統(tǒng)、料倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)的控制中心等。布料小車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)將小

49、車(chē)位置信號(hào)傳給PLC系統(tǒng)，PLC通過(guò)編程將接收到的信號(hào)指令發(fā)給布料小車(chē)控制系統(tǒng)，布料小車(chē)由一三相異步電動(dòng)機(jī)控制，裝料檢測(cè)系統(tǒng)將裝料信號(hào)再傳給PLC系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)PLC系統(tǒng)的處理發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)指令，如此順序的邏輯控制。系統(tǒng)的原理圖如下圖。</p><p><b>　　5 設(shè)備的選擇</b></p><p>　　5.1 檢測(cè)及電氣設(shè)備的選擇</p><p&

50、gt;　　小車(chē)控制系統(tǒng)信號(hào)的處理包括工作狀態(tài)信號(hào)、啟停信號(hào)、故障信號(hào)、操作模式的選擇信號(hào)等，將這些信號(hào)實(shí)時(shí)的傳給系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)小車(chē)行走的準(zhǔn)確控制。一般的傳統(tǒng)方法是通過(guò)數(shù)據(jù)通訊電纜，但本系統(tǒng)中小車(chē)的移動(dòng)的距離較遠(yuǎn)，敷設(shè)電纜，難度較大，因此系統(tǒng)選擇了低功率、全數(shù)字、高頻無(wú)線(xiàn)收發(fā)器用于小車(chē)和控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊。</p><p>　　系統(tǒng)檢測(cè)小車(chē)位置，傳統(tǒng)檢測(cè)的方式是編碼器位置檢測(cè)、采用聲波檢測(cè)等方法，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用的檢

51、測(cè)效果比較，傳統(tǒng)檢測(cè)方法會(huì)存在測(cè)量不穩(wěn)定、誤差較大的嚴(yán)重缺陷，這就影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。此系統(tǒng)采用的是工業(yè)級(jí)激光測(cè)距儀，這樣檢測(cè)小車(chē)的位置，它有標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)接口，具有耐高溫、防塵、運(yùn)行穩(wěn)定、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　在PLC控制系統(tǒng)獲得小車(chē)位置信號(hào)以后，通過(guò)PLC處理成相應(yīng)的槽位信號(hào)，并根據(jù)小車(chē)位置和裝料斗槽位置的關(guān)系，控制布料小車(chē)的自動(dòng)行走和相應(yīng)斗槽的下料位置，通過(guò)皮帶的正反轉(zhuǎn)控制，使物料能準(zhǔn)確

52、的下到相對(duì)應(yīng)的料倉(cāng)。</p><p>　　5.2 PLC的選型</p><p>　　5.2.1 選型分析</p><p>　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要根據(jù)被控對(duì)象的工藝要求和用戶(hù)需要等方面選擇適當(dāng)?shù)腜LC，通過(guò)對(duì)比使用性能價(jià)格比最佳的類(lèi)型。對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)而言，PLC的選型考慮因素和原則如下:</p><p>　　一般以開(kāi)關(guān)量控制為主和兼有模擬量控制

53、的系統(tǒng)大多使用PLC，這尤其適用于邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序多變、動(dòng)作頻繁的系統(tǒng)。使用在這樣的系統(tǒng)，會(huì)使技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果發(fā)揮到最佳。</p><p>　　是否需要雙機(jī)熱備、中斷輸入、高速計(jì)數(shù)器、位置控制等智能模塊和特殊模塊。是否要求構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，是否與計(jì)算機(jī)連接，以及對(duì)遠(yuǎn)程站的設(shè)置要求。</p><p>　　開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)、模擬量1/0路數(shù)、內(nèi)存容量、電壓等級(jí)及輸出功率。1/0點(diǎn)數(shù)會(huì)直接影響到P

54、LC輸入/輸出模塊的選擇，I/0點(diǎn)數(shù)一般要考慮1件到2件的余量，尤其是開(kāi)關(guān)量的輸入更應(yīng)該考慮多些余量;選擇適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí)可提高PLC的抗干擾能力，主機(jī)用戶(hù)內(nèi)存容量的大小對(duì)設(shè)備的影響不是很大，因此會(huì)建議主機(jī)用戶(hù)內(nèi)存容量可以選擇大一些。</p><p>　　選擇PLC的其他因素有：對(duì)其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、外型、技術(shù)服務(wù)、價(jià)格、應(yīng)用業(yè)績(jī)、設(shè)置條件等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析比較，然后選擇理想的PLC產(chǎn)品。</p>

55、<p>　　5.2.2 系統(tǒng)的安裝</p><p>　　有無(wú)遠(yuǎn)程功能的PLC適用的控制系統(tǒng)也肯定不同，大范圍的控制系統(tǒng)一般使用有遠(yuǎn)程的PLC。單機(jī)或控制范圍不大的系統(tǒng)一般使用無(wú)遠(yuǎn)程功能的PLC。在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，集中控制室一般會(huì)設(shè)有本地站，而低壓配電室或儀表室一般用于遠(yuǎn)程站，這樣也是為了使PLC的外部接線(xiàn)盡可能短。PLC盡量不安裝在結(jié)凝、高溫、特別是震動(dòng)強(qiáng)烈的場(chǎng)所。</p><p&g

56、t;　　5.2.3 PLC選型的確定</p><p>　　本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)在PLC選擇上采用三菱FX系列PLC，三菱FX系列PLC軟繼電器編號(hào)由字母和數(shù)字組成。其中：輸入繼電器和輸出繼電器用八進(jìn)制數(shù)字編制，其他均采用十進(jìn)制數(shù)字編制。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng)FX系列中最高檔次的超小程序裝置，適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿(mǎn)足多樣化廣泛需要的PL

57、C。三菱PLC的特點(diǎn)：系統(tǒng)配置即固定又靈活；編程簡(jiǎn)單，豐富的品種；令人放心的高性能；高速運(yùn)算；使用于多種特殊用途；外部機(jī)器通訊簡(jiǎn)單化；共同的外部設(shè)備。自動(dòng)布料小車(chē)控制系統(tǒng)利用了三菱FX系列PLC的特點(diǎn)，對(duì)電動(dòng)機(jī)、行程開(kāi)關(guān)及其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了布料的自動(dòng)化。</p><p>　　5.2.4 輸入/輸出模塊的選擇</p><p>　　開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇</p>

58、<p>　　開(kāi)關(guān)量輸入模塊的種類(lèi)很多，按每塊模塊的輸入點(diǎn)數(shù)分：常用的有8點(diǎn)、12點(diǎn)、16點(diǎn)、32點(diǎn)等；按工作電壓分：常用的有直流5V、12V、24V、48V等，交流110V、220V等；按外部接線(xiàn)方式分：有匯點(diǎn)輸入、分隔輸入等。開(kāi)關(guān)輸入模塊選型時(shí)主要應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：工作電壓等級(jí)，門(mén)檻電平，模塊密度，輸入端漏電流。</p><p>　　開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇</p><p>　　與開(kāi)

59、關(guān)量輸入模塊一樣，也有很多種類(lèi)，在選用時(shí)需要考慮以下幾個(gè)方面：輸出方式，輸出電流。為了防止因負(fù)載短路等原因而損壞輸出模塊，輸出回路必須外加熔斷器作為短路保護(hù)。繼電器輸出方式的模塊可選用普通熔斷器；晶體管輸出方式的模塊選用快速熔斷器。</p><p>　　模擬量輸入模塊的選擇</p><p>　　輸入信號(hào)的種類(lèi)及輸入值的范圍。輸入信號(hào)有電壓、電流、熱電阻、熱電偶等不同種類(lèi)。在選用模塊時(shí)一定要

60、注意現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的種類(lèi)及輸入值的范圍。模擬量輸入模塊的分辨率、精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間等參數(shù)要符合具體的系統(tǒng)要求。模擬量輸入要采取抗干擾措施。</p><p>　　模擬量輸出模塊的選擇</p><p>　　模擬量輸出模塊有電壓輸出和電流輸出兩種。模擬量輸出模塊具有不同的輸出功率，在選用時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇。模擬量輸出模塊也有分辨率、精度等參數(shù)，選用時(shí)要分情況選擇。</p><p

61、>　　智能I/O模塊的選擇</p><p>　　智能I/O模塊通常有高速計(jì)數(shù)模塊、帶PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊、中斷控制模塊、位置模塊、通信處理模塊、調(diào)制解調(diào)器模塊等。智能I/O模塊價(jià)格一般比較昂貴，有些功能采用普通I/O模塊也可以實(shí)現(xiàn)，只要增加編程的工作量，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。</p><p>　　選擇好PLC機(jī)型、開(kāi)關(guān)I/O模塊、模擬量I/O模塊、智能模塊后，就基本完成了PL

62、C應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置工作。但是還是要根據(jù)不同項(xiàng)目的實(shí)際需要，配置一些所需的硬件。如有的應(yīng)用系統(tǒng)需要監(jiān)控、設(shè)定參數(shù)，則可以選擇上位機(jī)、文本編輯器、操作面板、觸摸屏等人機(jī)接口單元。</p><p>　　5.2.5 抗干擾措施</p><p>　　不同的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)PLC控制產(chǎn)生的干擾因素是復(fù)雜而多樣，因此會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取不同的措施?？稍O(shè)置一個(gè)PLC信號(hào)專(zhuān)用的接地裝置。該裝置是不能和電器設(shè)備接地

63、裝置、防雷接地裝置有金屬連接的。接地電阻可參見(jiàn)使用說(shuō)明書(shū)，一般小于100就可以了。PLC的供電電源一般都為AC85一240V，適應(yīng)電源范圍是較寬的，可以加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:l隔離變壓器等)，就可以抗干擾；隔離變壓器可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級(jí)線(xiàn)圈屏蔽層與初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，次級(jí)線(xiàn)圈屏蔽層接PLC輸入電路的地，可減小高低頻脈沖干擾。接地線(xiàn)進(jìn)入PLC控制柜中的信號(hào)接地端子排。當(dāng)出現(xiàn)干擾時(shí)將PLC的接線(xiàn)端子與信號(hào)接

64、地端子排連。</p><p><b>　　6 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 控制系統(tǒng)工作原理</p><p>　　6.1.1 布料小車(chē)的運(yùn)動(dòng)流程</p><p>　　自動(dòng)布料控制系統(tǒng)布料小車(chē)運(yùn)動(dòng)圖如圖6.1所示，布料小車(chē)由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，布料小車(chē)向右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，布料小車(chē)向左行。在

65、生產(chǎn)線(xiàn)上有7個(gè)編碼為1—7的斗槽小車(chē)?？奎c(diǎn)，在每個(gè)斗槽停靠點(diǎn)安裝一個(gè)行程開(kāi)關(guān)以監(jiān)測(cè)小車(chē)是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車(chē)的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有7個(gè)裝料信號(hào)按鈕開(kāi)關(guān)（HJ1-- HJ7）分別與7個(gè)斗槽?？奎c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。</p><p>　　6.1.2 設(shè)備控制要求</p><p>　　布料小車(chē)在自動(dòng)布料控制系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)的控制要求如下：</p><p>　?。?）按下

66、啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；</p><p>　?。?）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處斗槽小車(chē)?？奎c(diǎn)的編碼小于裝料斗槽按扭HJ的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行運(yùn)行到按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的斗槽小車(chē)?？奎c(diǎn)時(shí)停止；</p><p>　　（3）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處小車(chē)斗槽?？奎c(diǎn)的編碼大于裝料斗槽按扭HJ的編碼時(shí)，小車(chē)向左運(yùn)行，運(yùn)行到按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的時(shí)停止；</p><p>　　（4）當(dāng)小

67、車(chē)當(dāng)前所處小車(chē)斗槽停靠點(diǎn)的編碼等于裝料斗槽按扭HJ的編碼時(shí)，小車(chē)保持不動(dòng)；裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)HJ1—HJ7應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)控制要求，分析出如下系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　圖 6.2 控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　6.1.3 控制系統(tǒng)圖</p><p>　　控制系統(tǒng)如圖6.3所示</

68、p><p><b>　　圖6.3(a)</b></p><p>　　圖6.3(b)布料小車(chē)控制系統(tǒng)圖</p><p>　　6.1.4 PLC框架配置圖</p><p>　　布料小車(chē)控制采用三菱的FX2N系列整體式PLC。PLC框架配置如圖6.4所示</p><p>　　圖6.4PLC框架配置圖<

69、/p><p>　　6.2 系統(tǒng)資源分配</p><p>　　6.2.1 I\O地址分配</p><p>　　由于CPU模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入＼輸出模塊。采用I＼O自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是X000—X015，輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是Y000—Y011。</p><p>　　6.2.2 數(shù)字量

70、輸入部分</p><p>　　這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)、停止按鈕開(kāi)關(guān)、7個(gè)呼叫按鈕開(kāi)關(guān)、7個(gè)行程開(kāi)關(guān)共16點(diǎn)輸入。具體的輸入分配如表6.5所示。</p><p>　　圖6.5輸入地址分配</p><p>　　6.2.3 數(shù)字量輸出部分</p><p>　　這個(gè)控制系統(tǒng)要求控制的外部設(shè)備只有控制布料小車(chē)運(yùn)動(dòng)的三相異步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)有正轉(zhuǎn)和

71、反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)有2個(gè)。具體的輸出分配表如表6.6所示。</p><p>　　表6.6 輸出地址分配</p><p>　　6.2.4 內(nèi)部繼電器部分</p><p>　　內(nèi)部繼電器地址分配如表6.7所示。</p><p>　　表6.7 內(nèi)部繼電器地址分配</p><p><

72、b>　　6.3 電氣原理圖</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)要求，做出如下布料小車(chē)走行電機(jī)主電路圖 如圖6.8所示</p><p>　　圖中KM1 和KM2 分別是控制電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行（布料小車(chē)前進(jìn)）和反轉(zhuǎn)運(yùn)行（布料小車(chē)后退）的交流接觸器。圖中KM1的線(xiàn)圈串聯(lián)了KM2的輔助常閉觸點(diǎn),KM2的線(xiàn)圈串聯(lián)了KM1的輔助常閉觸點(diǎn),組成了硬件互鎖電路。用KM1 和KM2 的主觸點(diǎn)改

73、變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源的相序即可以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（布料小車(chē)前進(jìn)、后退）切換過(guò)程中電感的延時(shí)作用,導(dǎo)致原來(lái)接通的接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧時(shí), 另一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過(guò)主電路與PLC 的控制電路的接線(xiàn),才能實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)系統(tǒng)的控制。</p><p>　　圖6.8 布料小車(chē)走行電機(jī)主電路圖</p><p>　　圖6.9 PLC外部接線(xiàn)圖

74、</p><p><b>　　6.4 PLC程序</b></p><p><b>　　行程開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　在該程序中，7個(gè)斗槽的行程開(kāi)關(guān)分別用數(shù)字0-7來(lái)表示，當(dāng)布料小車(chē)在1號(hào)斗槽時(shí)，行程開(kāi)關(guān)X011得電，將數(shù)字0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0；當(dāng)布料小車(chē)在2號(hào)斗槽時(shí)，行程開(kāi)關(guān)X012得電，將數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器

75、D0。依次類(lèi)推，當(dāng)布料小車(chē)在7號(hào)斗槽時(shí)，行程開(kāi)關(guān)X017得電，將數(shù)字4傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0。它的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　LD X011</p><p>　　MOV K0 D0 ；布料小車(chē)在1#斗槽</p><p>　　LD X012</p><p>　　MOV K1 D

76、0 ；布料小車(chē)在2#斗槽</p><p>　　LD X013</p><p>　　MOV K2 D0 ；布料小車(chē)在3#斗槽</p><p>　　LD X014</p><p>　　MOV K3 D0 ；布料小車(chē)在4#斗槽</p>

77、;<p>　　LD X015</p><p>　　MOV K4 D0 ；布料小車(chē)在5#斗槽</p><p>　　LD X016</p><p>　　MOV K5 DO ；布料小車(chē)在6#斗槽</p><p>　　LD X017</p

78、><p>　　MOV K6 D0 ；布料小車(chē)在7#斗槽</p><p>　　布料小車(chē)啟停輔助繼電器</p><p>　　當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，布料小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，該輔助繼電器M0得電；當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，布料小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，該輔助繼電器M0失電。它的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　LD X000</p&g

79、t;<p>　　OR +9 M0</p><p>　　ANI X001</p><p>　　OUT M0 ；布料小車(chē)啟停輔助繼電器</p><p>　　所對(duì)應(yīng)的梯形圖如下所示：</p><p>　　布料小車(chē)啟停輔助繼電器梯形圖</p><p><b

80、>　　裝料斗槽按鈕</b></p><p>　　在該程序中，7個(gè)停靠點(diǎn)的裝料斗槽按鈕分別用數(shù)字0-6來(lái)表示，而且由于7個(gè)呼叫按鈕開(kāi)關(guān)HJ1—HJ7具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先，所以需7個(gè)輔助繼電器M1-M7。當(dāng)按下1號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)X002得電，數(shù)字0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)1號(hào)按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器得電；當(dāng)按下2號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)X003得電，數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，

81、同時(shí)2號(hào)按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器得電；依次類(lèi)推，當(dāng)按下5號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)X006得電，數(shù)字4傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)5號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器得電；它的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　LDI M2</p><p>　　ANI M3</p><p>　　ANI M4</p><p>　　ANI

82、 M5</p><p>　　ANI M6</p><p>　　ANI M7</p><p>　　ANI X011</p><p>　　AND M0</p><p>　　LD X002</p><p>　　OR M1</p

83、><p><b>　　ANB</b></p><p>　　MOV K0 D1 ；1號(hào)斗槽按鈕開(kāi)關(guān)</p><p>　　OUT M1 ；1號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器</p><p>　　LDI M1</p><p>　　

84、ANI M3</p><p>　　ANI M4</p><p>　　ANI M5</p><p>　　ANI M6</p><p>　　ANI M7</p><p>　　ANI X012</p><p>　　AND

85、 M0</p><p>　　LD X003</p><p>　　OR M2</p><p><b>　　ANB</b></p><p>　　MOV K1 D1 ；2號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)</p><p>　　OUT M2

86、 ；2號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器</p><p>　　LDI M1</p><p>　　ANI M2</p><p>　　ANI M4</p><p>　　ANI M5</p><p>　　ANI M6</p><p&g

87、t;　　ANI M7</p><p>　　ANI X013</p><p>　　AND M0</p><p>　　LD X004</p><p>　　OR M3</p><p><b>　　ANB</b></p><

88、;p>　　MOV K2 D1 ；3號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)</p><p>　　OUT M3 ；3號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器</p><p>　　LDI M1</p><p>　　ANI M2</p><p>　　ANI M3</

89、p><p>　　ANI M5</p><p>　　ANI M6</p><p>　　ANI M7</p><p>　　ANI X014</p><p>　　AND M0</p><p>　　LD X005</p>

90、<p>　　OR M4</p><p><b>　　ANB</b></p><p>　　MOV K3 D1 ；4號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)</p><p>　　OUT M4 ；4號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器</p><p>　　L

91、DI M1</p><p>　　ANI M2</p><p>　　ANI M3</p><p>　　ANI M4</p><p>　　ANI M6</p><p>　　ANI M7</p><p>　　ANI X

92、015</p><p>　　AND M0</p><p>　　LD X006</p><p>　　OR M5</p><p><b>　　ANB</b></p><p>　　MOV K4 D1 ；5號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)</p

93、><p>　　OUT M5 ；5號(hào)裝料斗槽按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器</p><p>　　LDI M1</p><p>　　ANI M2</p><p>　　ANI M3</p><p>　　ANI M4</p><p>　

94、　ANI M5</p><p>　　ANI M7</p><p>　　ANI X016</p><p>　　AND M0</p><p>　　LD X007</p><p>　　OR M6</p><p><b&g

95、t;　　ANB</b></p><p>　　MOV K5 D1 </p><p>　　OUT M6</p><p>　　LDI M1</p><p>　　ANI M2</p><p>　　ANI M3</p><p>　　ANI

96、 M4</p><p>　　ANI M5</p><p>　　ANI M6</p><p>　　ANI X017</p><p>　　AND MO</p><p>　　LD X010</p><p>　　OR M7</

97、p><p><b>　　ANB</b></p><p>　　MOV K6 D1</p><p>　　OUT M7</p><p><b>　　比較</b></p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕和裝料斗槽按鈕后，開(kāi)始對(duì)行程開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)寄存器D0和裝料斗槽按鈕數(shù)據(jù)寄存器

98、D1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。當(dāng)（D0）＞（D1）時(shí)，即布料小車(chē)當(dāng)前所處?？慷凡埸c(diǎn)的編碼大于斗槽裝料按鈕的編碼時(shí)，M8得電，布料小車(chē)向左運(yùn)行；當(dāng)（D0）=（D1）時(shí)，即布料小車(chē)當(dāng)前所處斗槽停靠點(diǎn)的編碼等于裝料斗槽的編碼時(shí)，M9得電，小車(chē)不動(dòng)；當(dāng)（D0）＜（D1）時(shí)，即布料小車(chē)當(dāng)前所處斗槽停靠點(diǎn)的編碼小于裝料斗槽按鈕的編碼時(shí)，M10得電，布料小車(chē)向右運(yùn)行。它的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　LD M0&l

99、t;/p><p>　　CMP D0 D1 M8</p><p>　　所對(duì)應(yīng)的梯形圖如下所示：</p><p><b>　　比較梯形圖</b></p><p><b>　　向左運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　布料小車(chē)當(dāng)前所處斗槽?？奎c(diǎn)的編碼大于裝料斗槽按鈕的編碼時(shí)，

100、布料小車(chē)向左運(yùn)行，運(yùn)行到裝料斗槽按鈕所對(duì)應(yīng)的斗槽?？奎c(diǎn)時(shí)停止。它的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　LD M8</p><p>　　LD M1</p><p>　　ANI X011</p><p>　　LD M2</p><p>　　ANI X012</p

101、><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD M3</p><p>　　ANI X013</p><p><b>　　ORB </b></p><p>　　LD M4</p><p>　　ANI

102、 X014</p><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD M5</p><p>　　ANI X015</p><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD M6</p><p&g

103、t;　　ANI X016</p><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD M7</p><p>　　ANI X017</p><p><b>　　ORB</b></p><p><b>　　ANB</b&g

104、t;</p><p>　　OUT Y000 ；布料小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　　向右運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　布料小車(chē)當(dāng)前所處斗槽?？奎c(diǎn)的編碼小于裝料斗槽按鈕的編碼時(shí)，布料小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的斗槽?？奎c(diǎn)時(shí)停止。它的助記符程序?yàn)椋?lt;/p><p>　　LD

105、 M9</p><p>　　LD M1</p><p>　　ANI X011</p><p>　　LD M2</p><p>　　ANI X012</p><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD

106、 M3</p><p>　　ANI X013</p><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD M4</p><p>　　ANI X014</p><p><b>　　ORB</b></p><p>

107、;　　LD M5</p><p>　　ANI X015</p><p><b>　　ORB</b></p><p>　　LD M6</p><p>　　ANI X016</p><p><b>　　ORB</b></p>

108、<p>　　LD M7</p><p>　　ANI X017</p><p><b>　　ORB</b></p><p><b>　　ANB</b></p><p>　　OUT Y001 ；布料小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)</p><

109、;p><b>　　7 總結(jié)與展望</b></p><p>　　7.1 本文主要完成的工作及總結(jié)</p><p>　　本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)以煉焦廠煤的自動(dòng)布料為主體工藝，采用PLC為核心處理器，結(jié)合電氣控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)所有控制設(shè)備構(gòu)建為分布式系統(tǒng)，通過(guò)軟件編程和軟硬件組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)布料的現(xiàn)代化監(jiān)控與管理。開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)良的、適用于各型焦?fàn)t的PLC控制系統(tǒng)；控

110、制系統(tǒng)包括布料小車(chē)位置檢測(cè)系統(tǒng)、料倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)的處理及傳輸和布料小車(chē)連鎖控制系統(tǒng)。料倉(cāng)料位傳感器通過(guò)線(xiàn)路將信號(hào)傳給PLC，PLC經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理將行動(dòng)指令通過(guò)線(xiàn)路傳給小車(chē)，小車(chē)通過(guò)可逆皮帶電機(jī)運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置并將料放到指定斗槽中。集控室通過(guò)設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)布料系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)連鎖和料倉(cāng)上的可逆小車(chē)的自動(dòng)行走控制，杜絕了人為因素造成的混料、錯(cuò)倉(cāng)等質(zhì)量事故的發(fā)生。有效的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)布料控制，焦炭的質(zhì)量也得到了提高，降低了能源損耗，

111、提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，布料小車(chē)應(yīng)用，自動(dòng)布料控制前景可觀。在老師的精心指導(dǎo)下，我在本文中解決了如下問(wèn)題：控制系統(tǒng)硬件電路的正確設(shè)計(jì)及連接，節(jié)約了成本，優(yōu)化了配置；實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工作7個(gè)裝料斗槽的布料要求，小車(chē)能正確無(wú)誤的應(yīng)答各裝料斗槽的呼叫；軟件編程調(diào)試方面，通過(guò)三菱編程軟件已經(jīng)正確調(diào)試了設(shè)計(jì)程序，并在設(shè)計(jì)調(diào)試中收獲很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。</p>

112、;<p><b>　　7.2 工作展望</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)方案雖然“設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約，考慮面廣，滿(mǎn)足要求”，但至少存在以下2個(gè)問(wèn)題尚未解決：</p><p><b>　　弧光短路問(wèn)題</b></p><p><b>　　PLC電源凈化問(wèn)題</b></p><p

113、>　　三菱PLC供電電壓為AC180-260V，適應(yīng)電源范圍較寬，可以直接從低壓電網(wǎng)取用220V電源。但為減弱電網(wǎng)對(duì)PLC的干擾，仍應(yīng)加裝電源凈化元件。</p><p><b>　　建議：</b></p><p>　　針對(duì)弧光短路問(wèn)題，建議通過(guò)增加延時(shí)方案來(lái)解決；</p><p>　　針對(duì)PLC電源凈化問(wèn)題，建議加裝電源濾波器或隔離變壓器

114、的方案來(lái)解決。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊東, 黃永紅, 張新華, 吉敬華. 用PLC基本指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)定位控制的研究[J]. 微計(jì)算機(jī)信息, 2010.</p><p>　　[2] 陳嬋娟, 薛愷. 基于PLC的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單雙軸運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)[M]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2009(3).

115、</p><p>　　[3] 李明河.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].合肥: 合肥工業(yè)大學(xué)出版社,2010.</p><p>　　[4] 劉美俊.通用變頻器應(yīng)用技術(shù)[M].福建:福建科學(xué)技術(shù)出版社.2001.6</p><p>　　[5] 秦虹.PLC控制系統(tǒng)的編程方法簡(jiǎn)述.機(jī)床電氣[J].2002.7</p><p>　　[6] 楊長(zhǎng)能，張

116、興毅.可編程控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用[M]重慶:重慶大學(xué)出社.2000.2.</p><p>　　[7] 謝劍英.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社.2001.4</p><p>　　[8] 寥常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1</p><p>　　[9] 常斗南.可編程控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2001.5&l

117、t;/p><p>　　[10] Jingwen Tian,Meijuan Gao,Hao Zhou.The Intelligent Control System of Flocculation Process of Sewage Treatment Based on Wavelet Neural Networks,Intelligent Systems Design and Applications,2006.6&l