畢業(yè)設計---基于plc的傳送帶控制系統設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　基于PLC的傳送帶的控制系統設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　介紹了PLC在四節(jié)傳送帶控制系統中的應用，同時也詳細地敘述了系統中相關控制項目的設計方案及具體實現方法。文中還介紹了基于PLC與單片機的區(qū)別使我們能更

2、加的清楚認識PLC，對學生熟悉PLC控制系統的結構和工作原理以及學習梯形圖的編寫都有很大的幫助。</p><p>　　本系統是對四節(jié)傳送帶控制的系統，該設備適用于流水線生產等，也可以把生產出的貨物進行傳送到特定的地方。</p><p>　　高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。從PL

3、C的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。</p><p>　　關鍵詞：傳送帶 PLC 故診斷控制　　可編程控制器 控制</p&g

4、t;<p>　　Four conveyer belts simulation control</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Introduced PLC in four conveyer belts control system application, simultaneously also in detai

5、l narrated in the system to be connected the control project design proposal and the concrete realization method. In the article also introduced enables us based on PLC and the monolithic integrated circuit difference ev

6、en more clearly to know PLC, is familiar with the PLC control system to the student the structure and the principle of work as well as the study trapezoidal chart compilation all has the</p><p>　　This system

7、 is a system which controls to four conveyer belts, this equipment is suitable for the production-runs and so on, also may the cargo which produces carry on transmits to the specific place.</p><p>　　The redu

8、ndant reliability is the electricity control device essential performance. PLC because uses the modern large scale integrated circuit technology, used the strict production craft manufacture, the internal circuit has ado

9、pted the advanced antijamming technology, had the very high reliability. Machine the external circuit said from PLC that, uses the PLC constitution control system, compares with the same level scale relay system, the ele

10、ctrical wiring and the switch contact reduced to sev</p><p>　　Key word: Control Programmable controller</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………

11、………………………… ………Ⅰ</p><p>　　Abstract…………………………………………………………………………………… ….Ⅱ</p><p>　　目錄…………………………………………….……………………………………………….Ⅲ</p><p>　　引言…………………………………………………………………….………………………..1</p>

12、<p>　　可編程控制器的概述…………………………………………….……………………2</p><p>　　可編程邏輯控制器（PLC）………………………………………….……………………2</p><p>　　可編程邏輯控制器（PLC）的產生………………………………….……………………2</p><p>　　可編程邏輯控制器的特點……………………………………

13、………..…………………..3</p><p>　　可編程邏輯控制器的分類………………………………………………..………………..5</p><p>　　可編程邏輯控制器的的發(fā)展………………………………………………..……………..6</p><p>　　1.5.1國外的PLC的發(fā)展…………………………………………………..…………….6</p>&l

14、t;p>　　1.5.2國內的PLC的發(fā)展…………………………………………………..…………….7</p><p>　　1.5.3 PLC的展望……………………………………………………………...………….7</p><p>　　第二章 可編程控制器的結構和原理……………………………………………….…………8</p><p>　　2.1 可編程控制器的基本結構…

15、……………………………………………………...……….8</p><p>　　2.2 可編程控制器的編程語言…………………………………………………………..……..9</p><p>　　第三章 PLC與繼電器，單片機的異同………………………………………………………12</p><p>　　3.1 什么是PLC…………………………………………………………………………

16、……..12</p><p>　　3.2 PLC與單片機的區(qū)別…………………………………………………………………….12</p><p>　　3.3 PLC與繼電器系統的異同…………………………………………………………...…….12</p><p>　　3.4 PLC系統的設計……………………………………………………………………...…….13</p>

17、;<p>　　3.4.1 PLC的選型原則………………………………………………………………..…….13</p><p>　　3.4.2 可編程順序控制器的設計流程…………………………………………….……….14</p><p>　　3.5 PLC的自動檢測功能及故障診斷………………………………………………..………..15</p><p>　　3.5

18、.1 超時檢測………………………………………………………………….………….15</p><p>　　3.5.2 邏輯錯誤檢查………………………………………………………….…………….16</p><p>　　第四章 傳送帶的介紹……………………………………………………….……………….17</p><p>　　4.1 傳送帶常見的故障由與維護…………………………

19、…………….…………………..17</p><p>　　4.1.1 傳送帶常見的故障………………………………………………………………..17</p><p>　　4.1.2 傳送帶跑偏………………………………………………………………………..17</p><p>　　4.2 四級傳送帶的設計………………………………………………………………………18</p>

20、;<p>　　4.2.1 四級傳送帶的控制要求………………………………….………………………..18</p><p>　　4.2.2 四級傳送帶的視圖……………………………………..………………………….19</p><p>　　4.2.3 輸入、輸出分配表…………………………………….…………………………..20</p><p>　　4.2.4 電動

21、機接線圖………………………………………….…………………………..20</p><p>　　4.2.5 PLC接線圖…………………………………………...…………………………….21</p><p>　　4.2.6 控制面板……………………………………………...……………………………21</p><p>　　4.2.7 程序梯形圖………………………………………….

22、.…………………………….22</p><p>　　總結……………………………………………………………….……………………………..27</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………………1</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………………………2</p><

23、p>　　附錄………………………………………………………...…………………………………….3</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　可編程控制器（PLC）是以計算機技術為核心的通用自動控制裝置，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用。有著160年歷史的西門子公司，同時作為自動化領域技術、標準與市場的領先者，以最先進的技術和產品，向用戶提供具有先

24、進、可靠的解決方案。自從1996年提出嶄新自動化理念——全集成自動化(TIA，Totally Integrated Automation)以來，如何幫助廣大的自動化工程師廣泛深入地理解和掌握全集成自動化(TIA)的三個要素，即共同的通信、共同的組態(tài)與編程、共同的數據庫。 </p><p>　　可編程控制器是以微處理器為

25、基礎的通用工業(yè)自動控制裝置，被稱為現代工業(yè)自動化的支柱之一。人機界面是操作人員與PLC之間進行對話和相互作用的接口設備。人機界面要用專用的組態(tài)軟件組態(tài)，由于人機界面品種的日益豐富和功能的不斷增強，學習和掌握組態(tài)軟件的使用方法需要花費大量的時間，但目前基本上還沒有有關人機界面組態(tài)和應用的教材和書籍。 </p><p>　　可編程控制器與以往那些基于文本的高級編程語言

26、不同，它采用的是一種全新的梯形圖和助記符編程方式，即用形象的圖行符號和連線來代替一行一行的文本，這種編程序的方法使用起來比較簡單方便，特別是對繼電器控制電路有所了解的技術人員來說，就更容易使用梯形圖語言。可編程控制器最有優(yōu)勢的技術是軟件開發(fā)環(huán)境，與傳統程序設計語言不同，這類軟件一般采用強大的圖形化語言編程，面向測試工程師，而不是面向專業(yè)程序員，編程非常方便，人機交互界面非常友好，具有強大的數據可視化分析和儀器控制能力。無疑是最好的選擇。

27、面向對象思想在可編程控制器領域的應用和發(fā)展，極大地發(fā)展了現代儀器的設計方法和技術。相信不久的將來，開發(fā)大型高度智能化的儀器也會象“搭積木”一樣簡單。</p><p>　　論文主要介紹了可編程控制器（PLC）的特點及應用領域， PLC的國內外發(fā)展狀況，并就PLC的未來做出展望。談控制要求，PLC的定義，PLC的特點，PLC的編程語言，PLC控制系統的配置，PLC的應用領域，PLC的工作原理， PLC的結構，可編程控

28、制器(PLC)與繼電器控制的區(qū)別，PLC的國內外狀況，PLC未來展望。</p><p>　　第一章 可編程控制器的概論</p><p>　　1.1 可編程序邏輯控制器(PLC)</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Controller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業(yè)環(huán)

29、境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制系統是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。</p>&

30、lt;p>　　可編程控制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現邏輯控制，還具有了數據處理、通信、網絡等功能。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域，大大推進了機電一體化的進

31、程?？删幊炭刂破?PLC)，是集自動控制技術、計算機技術、和通訊技術為一體的高科技產品。具有可靠性高，功能齊全，使用靈活方便等優(yōu)點。由此可見，用PLC控制的智能型舞臺藝術燈比傳統的舞臺藝術燈控制優(yōu)越的多。</p><p>　　1.2 可編程序邏輯控制器(PLC)的產生</p><p>　　PLC產生在20世紀60年代末。提出PLC概念的是美國通用汽車公司。當時汽車生產流水線的自動控制系統基

32、本上都是由繼電器控制裝置構成的，汽車的每一次改型都是直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產的發(fā)展，汽車型號更新的周期越來越短，這樣，繼電器控制安裝就需要經常的重新設計和安裝，既費時，費工又費料。為了改變這一現狀，美國通用汽車公司在1969年公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出如下10項招標指標：</p><p>　　1）編程簡單，可在現場修改程序。</p><p&g

33、t;　　2）維修方便，采用規(guī)模化結構。</p><p>　　3）可靠性高于繼電器控制裝置。</p><p>　　4）體積小于繼電器控制裝置。</p><p>　　5）可將數據直接送入計算機。</p><p>　　6）成本可與繼電器裝置競爭。</p><p>　　7）可直接用115V交流輸入（美國市電為115V）.<

34、;/p><p>　　8）輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等。</p><p>　　9）控制裝置擴展時很方便。</p><p>　　10）用戶程序存儲器容量至少為4KB。</p><p>　　1969年末，美國數字設備公司DEC研制出了世界上第一臺PLC美國通用汽車公司自動裝配線上試用，并獲得了成功。這種新型的智能化工業(yè)控制裝

35、置很快在美國其他工業(yè)控制領域推廣應用，至1971年，以成功的將PLC用于食品，飲料，冶金，造紙等行業(yè)。</p><p>　　PLC的出現受到了世界各國工業(yè)控制界的高度重視。1971年日本從美國引進這項新技術，很快研制出了日本第一臺PLC。1973年西歐國家也研制出了它們的第一臺PLC。我國的PLC研制始于1974年，于1977年開始工業(yè)應用。</p><p>　　隨著半導體技術，尤其是微處

36、理器和微型計算機技術的發(fā)展，到20世紀70年代中期以后，PLC已廣泛的發(fā)展為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用中，大規(guī)模甚至超大規(guī)模集成電路，這時的PLC已不再是僅有邏輯判斷能力，還同時具有數據處理，PID調節(jié)和數據通信功能。</p><p>　　國際電工委員會1987年頒布的可編程控制器標準草案中對PLC做了如下的定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，它采用可編程

37、控制器的存儲器，用來在其內部儲存程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數和算術運算等面向用戶的指令，并通過數字和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，都按照易于與工業(yè)控制系統連成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！?lt;/p><p>　　1.3 可編程控制器的特點</p><p>　　隨著微處理器，計算機和數字通信技術的飛速發(fā)展，計算機控制已擴展

38、到了幾乎所有的工業(yè)領域。PLC之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，PLC還有許多獨特的優(yōu)點。它較好地解決了工業(yè)控制領域中普遍關心的可靠性、通用性、靈活性、使用方便等問題。主要特點如下:</p><p><b>　?。?）可靠性高。</b></p><p>　　可靠性高是PLC最突出的優(yōu)點之一。PLC具有較高的可靠性是因為它采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點

39、的半導體電路完成。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。</p><p>　?。?）在設計制造過程中，抗干擾能力強，采用一系列硬件和軟件抗干擾措施。</p><p>　　如:硬件方面采用隔離、濾波、精選元器件等。在微處理器與

40、1/0 電路之間采用光電隔離措施，有效地抑制了外部干擾對PLC的影響，同時可以防止外部高壓進入CPU單元。</p><p><b>　?。?）應用靈活。</b></p><p>　　由于PLC己實現了產品的系統化、標準的積木式硬件結構和單元化的軟件設計，使得它不僅可以適應大小不同、功能復雜的控制要求，而且可以適應各種工藝流程變更較多的場合。PLC用軟件功能取代了繼電器

41、控制系統中的大量中間繼電器、時間繼電器、計數器及其它專用功能的器件，使控制系統的設計、安裝、接線工作量大大減少。</p><p>　　（4） 功能強，通用性好。有豐富的Ｉ／Ｏ接口模塊。</p><p>　　PLC不僅具有邏輯運算、定時、計數，順序控制等功能，而且還具有A/D, D/A轉換、數值運算、數據處理和通訊聯網等功能；既可以對開關量進行控制，也可以對模擬量進行控制；既可以對單臺設備進

42、行控制，也可以對一條生產線或全部生產工藝過程進行控制。PLC具有通信聯網功能，可以實現不同PLC之間聯網，并可以與計算機構成分布式控制系統。</p><p><b>　　（5）編程簡單。</b></p><p>　　大多數PLC采用梯形圖編程方式。梯形圖與傳統的繼電接觸控制線路圖有許多相似之處，與常用的計算機語一言相比更容易被操作者接受并掌握。操作者通過閱讀PLC操作

43、手冊，可以很快熟悉梯形圖語言，并用來編制一般的用戶程序，這也是PLC獲得迅速普及和推廣的重要原因之一。</p><p>　?。?）配套齊全，功能完善，適用性強。</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使

44、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通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。</p><p>　?。?）易學易用，深受工程技術人員歡迎。</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的

45、少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　（8）系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造。</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變

46、生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。</p><p>　　（9）體積小，重量輕，能耗低。</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。 </p><p>　　1.4 可編程控制器的分類</p><p>

47、　　PLC按照輸入和輸出即I/O的點數多少可分為表1所表示的5種類型。</p><p>　　PLC按結構形式分類可分為廂體式和模塊式兩種。廂體式又稱為單元式或整體式。廂體式PLC將電源，CPU,I/0等都集中裝在一個機箱內，結構緊湊，體積小，價格低。一般超小型PLC都采用這種結構，小型PLC多數也屬廂體式，它由不同I/O點數的基本單元和擴展單元組成?；締卧獌扔蠧PU,I/O和電源，擴展單元內沒有CPU。基本單元

48、和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。</p><p>　　模塊式結構的PLC將各部分分成若干個單獨的模塊，如電源模塊，CPU模塊，I/O模塊和各種功能模塊。一般大中型PLC都采用模塊式結構。有的小型PLC也采用模塊式結構。有的小型PLC也采用這種結構，因為模塊式結構的PLC配置靈活，安裝方便，便于擴展和維修。</p><p>　　1.5可編程序控制器的發(fā)展</p><p

49、>　　1.5.1 國外的PLC發(fā)展</p><p>　　世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數字設備公司(DEC)研制的。限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能。20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟

50、悉繼電器、接觸器系統的工程技術人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物。</p><p>　　20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及

51、極高的性價比奠定了它在現代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產可編程控制器的國家日益增多，產量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。</p><p>　　20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機

52、；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。</p><p>　　1.5.2 國內的PLC發(fā)展</p><p>　　我國可編程控制器的引進、

53、應用、研制、生產是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、杭州機床電器廠生產的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產的S系列、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產品中獲得了應用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PL

54、C生產廠家?？梢灶A期，隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。</p><p>　　1.5.3 PLC未來展望</p><p>　　21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產品的配套性上看，產品的品種會更

55、豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網絡的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用。伴

56、隨著計算機網絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　第二章 可編程序控制器的結構和原理</p><p>　　2.1 可編程序控制器的基本結構</p><p>　　PLC實質上是一種專門用于工業(yè)控制的通用計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，主要有中央處理器(CPU

57、)，存儲器(RAM,ROM)，輸入輸出接口電路（I/O接口），電源及編程設備幾大部分構成。</p><p>　　一．中央處理器（CPU）</p><p>　　中央處理器（CPU） 是PLC的控制中樞。PLC的CPU按照系統程序賦予的功能接收并存儲用戶鍵入的應用程序和數據，檢查電源，存儲器，I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，診斷用戶程序的語法錯誤。PLC中采用的CPU一般有三大類，一類為通用處理

58、器，如80286，80386等，一類為單片機芯片，如8301，8096等，另外還有位處理器，如AMD2900,AMD2903等。</p><p><b>　　二．存儲器</b></p><p>　　PLC是工業(yè)控制計算機，除了硬件以外，還必須有軟件才能正常工作。PLC的軟件分兩部分：系統軟件和應用軟件。存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器；存放應用軟件的存儲器稱為用

59、戶程序存儲器。</p><p>　　RLC常用存儲器的類型：讀寫存儲器（RAM），可擦除的只讀存儲器（EPROM）,電可擦除的只讀存儲器（EPROM）</p><p>　　三．輸入/ 輸出（I/O）</p><p>　　I/O接口有良好的光電隔離和濾波作用。PLC的輸出接口往往始于被控對象相連接，被控對象有電磁閥，指示燈，接觸器，小型電動機等。</p>

60、<p><b>　　輸入接口</b></p><p>　　各種PLC的輸入電路大都相同，通常有三種輸入類型。一種是直流（12~14）輸入，另一種是交流（100~120V，200~240V）輸入，第三種是交直流輸入。</p><p><b>　　輸出接口</b></p><p>　　PLC的輸出有三種形式：繼電器

61、輸出，晶體管輸出。繼電器輸出型PLC</p><p>　　最為常用。當CPU有輸出時，接通輸出電路中繼電器的線圈，繼電器的觸點閉合，通過該觸點控制外部負載電路的負載。晶體管輸出型PLC是通過光耦合器是晶體管截至或導通以控制外部負載電路，并同時PLC內部電路和晶體管輸出電路進行電氣隔離。</p><p><b>　　四．電源</b></p><p&g

62、t;　　PLC的電源在整個系統中起著十分重要的作用。模塊的PLC，是獨立的電源模塊；整體式PLC電源集成在廂體內。PLC的電源多為高精度的開關電源；掉電保護電路供電的后備電源多為鋰電池。</p><p><b>　　五．編程器</b></p><p>　　編程器是PLC的重要外圍設備。編程器的主要任務是輸入程序，編輯程序，調試程序，監(jiān)控程序，還可以在線測試PLC工作狀

63、態(tài)和參數與PLC進行人機對話。</p><p>　　2.2 可編程序控制器的編程語言</p><p>　　可編程序控制器可采用的編程語言大致可分為以下兒種:梯形圖(LAD)編程語言、功能塊圖(FBD)編程語言，指令語句編程語言和邏輯表達式編程語言。</p><p>　?。?）梯形圖(LAD)編程語言</p><p>　　梯形圖(LAD)是與電

64、氣控制電路圖相呼應的圖形語言。它沿用了繼電器、觸電、串并聯等術語和類似的圖形符號，并簡化了符號，還增加了一些功能性的指令。</p><p>　　梯形圖格式中的繼電器不是物理繼電器，而是軟繼電器。軟繼電器各觸電均為存儲器中的一位，，表示軟繼相應位為“１”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，它的常開觸點閉合或常閉觸點斷開；表示軟繼相應位為“０”狀態(tài)，表示軟繼電器線圈得電，他的常開觸點斷開或常閉觸點閉合；</p>

65、<p>　?。?）功能塊圖(FBD)</p><p>　　功能塊圖，是圖形化的高級編程語言，通過軟連接的方法把所需的功能塊圖連接起來，用于實現系統的控制。功能塊圖的表示格式有利于程序流的跟蹤。功能塊圖與梯形圖可以互相轉換。</p><p>　　（3）語句表(STL)</p><p>　　語句表是用助記符來表達PLC的各種控制功能的，它類似于計算機的匯編語

66、言，但比匯編語言直觀易懂，編程簡單。</p><p>　?。?） 順序功能圖（SFC）</p><p>　　順序功能圖屬于圖形語言，用它經常編制順序控制類程序。順序功能圖編程法可將一個復雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)，對這些小狀態(tài)的功能分別處理后在再把這些小狀態(tài)依一定的順序要求連接組合成整體的控制程序。</p><p>　　（5） 結構化文本（ST）</p

67、><p>　　ST被稱為與PASCAL 和C語言一樣的高級編程語言。ST不是采用低級的，面向機器的操作符而是以高度壓縮的方式提供大量描述復雜功能的抽象語句。與語句指令表IL相比，ST語言的優(yōu)點是明顯的：編程任務高度壓縮化的表達格式，在語句塊中有清晰的程序結構。</p><p>　　可編程序控制器的工作原理</p><p>　　PLC實際上是一種專門用于工業(yè)控制的通用計算

68、機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，主要有中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出接口電路（I/O接口）、電源及編程設備幾大部分構成。</p><p><b>　　1. 掃描工作原理</b></p><p>　　當PLC運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串

69、行工作）方式，每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現的結果似乎是同時（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。</p><p>　　用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復始重復運行。 </p>&l

70、t;p>　　2. PLC掃描工作過程 </p><p>　　PLC的掃描工作過程除了執(zhí)行用戶程序外，在每次掃描工作過程中還要完成內部處理、通信服務工作。如圖2-11所示，整個掃描工作過程包括內部處理、通信服務、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個階段。整個過程掃描執(zhí)行一遍所需的時間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運行速度、PLC硬件配置及用戶程序長短有關，典型值為1～100ms。</p><p

71、>　　在內部處理階段，進行PLC自檢，檢查內部硬件是否正常，對監(jiān)視定時器（WDT）復位以及完成其它一些內部處理工作。</p><p>　　在通信服務階段，PLC與其它智能裝置實現通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容等。</p><p>　　當PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時，只完成內部處理和通信服務工作。當PLC處于運行（RUN）狀態(tài)時，除完成內部處理和通信服務工作外，還

72、要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。</p><p>　　PLC的掃描工作方式簡單直觀，便于程序的設計，并為可靠運行提供了保障。當PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用， 而且還可通過CPU內部設置的監(jiān)視定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定時間，避免由于CPU內部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)。</p><p>　　3 .PLC用戶程序的循環(huán)掃描過程</p&g

73、t;<p>　　PLC執(zhí)行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。</p><p>　　a)在輸入采樣階段，PLC以掃描工作方式按順序對所有輸入端的輸入狀態(tài)進行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內容也不會改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被采

74、樣到。</p><p>　　b)在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進行。當遇到程序跳轉指令時，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序是否跳轉。當指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據用戶程序進行運算，運算的結果再存入元件映象寄存器中。對于元件映象寄存器來說，其內容會隨程序執(zhí)行的過程而變化。</p>

75、<p>　　c)當所有程序執(zhí)行完畢后，進入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映象寄存器中與輸出有關的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉存到輸出鎖存器中，并通過一定方式輸出，驅動外部負載。</p><p>　　因此，PLC在一個掃描周期內，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進行。當PLC進入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。這方式稱為集中采樣，即在一個掃描

76、周期內，集中一段時間對輸入狀態(tài)進行采樣。</p><p>　　第三章 PLC與繼電器、單片機的異同</p><p>　　3.1 什么是PLC</p><p>　　PLC是什幺呢？PLC的全稱是Programmable Logic Controller（可編程序控制器）,剛引入國內時，曾簡稱為PC。后來，IBM-PC獲得廣泛應用，PC成了個人電腦的代名詞，才改為PL

77、C。PLC還有另外的一個意思是Power Line Carrier(電力線載波)。</p><p>　　3.2 PLC與單片機的區(qū)別</p><p>　　1. PLC是建立在單片機之上的產品，單片機是一種集成電路，兩者不具有可比性。 </p><p>　　2. 單片機可以構成各種各樣的應用系統，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機應用系統的一個特例。

78、 3. 不同廠家的PLC有相同的工作原理，類似的功能和指標，有一定的互換性，質量有保證，編程軟件正朝標準化方向邁進。這正是PLC獲得廣泛應用的基礎。而單片機應用系統則是八仙過海，各顯神通，功能千差萬別，質量參差不齊，學習、使用和維護都很困難。 最后，從工程的角度，談談PLC與單片機系統的選用； 4. 對單項工程或重復數極少的項目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本較高。 5.

79、對于量大的配套項目，采用單片機系統具有成本低、效益高的優(yōu)點，但這要有相當的研發(fā)力量和行業(yè)經驗才能使系統穩(wěn)定、可靠地運行。最好的方法是單片機系統嵌入PLC的功能，這樣可大大簡化單片機系統的研制時間，性能得到保障，效益也就有保證。</p><p>　　3.3 PLC與繼電器系統的異同</p><p>　　繼電器接觸器是以電磁開關為主體的低壓電器元件，其構成的系統是用導線依一定的規(guī)律將它們連接

80、起來，實現不同的控制功能。</p><p>　　從邏輯控制看，PLC與繼電器系統的區(qū)別主要是:</p><p><b>　　組成器件不同</b></p><p><b>　　觸點數量不同</b></p><p><b>　　實時控制的方法不同</b></p>&l

81、t;p><b>　　工作方式不同</b></p><p>　　3.4 PLC系統的設計</p><p>　　3.4.1 PLC的選型原則 </p><p>　　1、輸入輸出（I/O）點數的估算</p><p>　　I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展　

82、余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。 </p><p>　　2、存儲器容量的估算</p><p>　　存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后

83、才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮余量?？刂乒δ艿倪x擇：該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇</p><p>　　3、對PL

84、C響應時間的要求</p><p>　　響應速度即響應時間包括輸入濾波時間，輸出濾波時間和掃描周期。PLC一般以順序掃描工作方式進行工作，對小于掃描時間的輸入信號，有可能造成接收信號不可靠。因此，對有維持很短時間的輸入信號來講，需要選取掃描速度高的PLC。一般機器對掃描時間的限定值為100～200ms，而實際上執(zhí)行一千條指令僅需時間1～10ms ,對一般規(guī)模的PLC程序，則輸入信號能維持在10ms左右就完全能安全地

85、被接收到，但對模擬量輸入則需要考慮與PLC的響應時間的配合問題。</p><p><b>　　4、系統可靠性</b></p><p>　　根據生產環(huán)境及工藝要求，應采用功能完善可靠性適宜的PLC。對可靠性要求極高的系統，應考慮是否采用冗余控制系統或熱備份系統。</p><p>　　5、編程器與外圍設備</p><p>　

86、　小型PLC控制系統一般選用價格便宜的簡易編程器；如果系統較大或多臺PLC共用，可以選用功能強，編程方便的圖形編輯器；如果有現成的個人計算機，可選用能在計算機上使用的編程軟件。</p><p>　　3.4.2 可編程順序控制器的設計流程</p><p>　　PLC控制系統的設計流程圖如圖3.1步驟：</p><p>　　1、熟悉控制對象確定控制范圍</p&

87、gt;<p>　　根據生產和工藝過程分析控制要求，確定控制對象及控制范圍，確定控制系統的工作方式，例如全自動、半自動、手動、單機運行、多機聯合運行等。還要確定系統應有的其它功能，例如故障檢測、診斷與顯示報警、緊急情況的處理、管理功能、聯網通信功能等。</p><p>　　2、可同時進行PLC的硬件設計和軟件設計。</p><p>　　硬件設計指電氣線路設計，包括主電路及PLC

88、外部控制電路，PLC輸入輸出接線圖，設備供電系統圖，電氣控制柜結構及電器設備安裝圖等。軟件設計包括狀態(tài)表、狀態(tài)轉換圖、梯形圖、指令表等，控制程序設計是PLC系統應用中最關鍵的問題，也是整個控制系統設計的核心。</p><p>　　3、PLC調試分模擬調試和聯機調試</p><p>　　硬件部分的模擬調試主要是對控制柜或操作臺的接線進行測試?？稍诓僮髋_的接線端子上模擬PLC外部的開關量輸入信

89、號，或操作按鈕的指令開關，觀察對應PLC輸入點的狀態(tài)。用編程軟件將輸出點強制ON/OFF，觀察對應的控制柜內PLC負載（指示燈、接觸器等）的動作是否正常，或對應的接線端子上的輸出信號的狀態(tài)變化是否正確。</p><p>　　聯機調試時，把編制好的程序下載到現場的PLC中。調試時，主電路一定要斷電，只對控制電路進行聯機調試。通過現場的聯機調試，還會發(fā)現新的問題或對某些控制功能的改進。</p><

90、p><b>　　4、PLC的類型</b></p><p>　　PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現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。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數選型。</p><p>　　整體型PLC的I/O點數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統；模塊型PLC提供多種

91、I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統。</p><p>　　3.5 PLC的自動檢測功能及故障診斷</p><p>　　PLC具有很完善的自診斷功能，如出現故障，借助自診斷程序可以方便的找到出現故障的部件，更換后就可以恢復正常工作。故障處理的方法可參看S7-200系統手冊的故障處理指南。實踐證明，外部設備的故障率遠高

92、于PLC，而這些設備故障時，PLC不會自動停機，可使故障范圍擴大。為了及時發(fā)現故障，可用梯形圖程序實現故障的自診斷和自處理。</p><p>　　3.5.1 超時檢測 </p><p>　　機械設備在各工步的所需的時間基本不變，因此可以用時間為參考，在可編程控制器發(fā)出信號，相應的外部執(zhí)行機構開始動作時起動一個定時器開始定計時，定時器的設定值比正常情況下該動作的持續(xù)時間長20%左右。如某執(zhí)

93、行機構在正常情況下運行10s后，使限位開關動作，發(fā)出動作結束的信號。在該執(zhí)行機構開始動作時起動設定值為12s的定時器定時，若12s后還沒有收到動作結束的信號，由定時器的常開觸點發(fā)出故障信號，該信號停止正常的程序，起動報警和故障顯示程序，使操作人員和維修人員能迅速判別故障的種類，及時采取排除故障的措施。</p><p>　　3.5.2 邏輯錯誤檢查</p><p>　　在系統正常運行時，PL

94、C的輸入、輸出信號和內部的信號（如存儲器為的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關系，如出現異常的邏輯信號，則說明出了故障。因此可以編制一些常見故障的異常邏輯關系，一旦異常邏輯關系為ON狀態(tài)，就應按故障處理。如機械運動過程中先后有兩個限位開關動作，這兩個信號不會同時接通。若它們同時接通，說明至少有一個限位開關被卡死，應停機進行處理。在梯形圖中，用這兩個限位開關對應的存儲器的位的常開觸點串聯，來驅動一個表示限位開關故障的存儲器的位就可以進行檢測。&

95、lt;/p><p>　　第四章 傳送帶的介紹 </p><p>　　傳送帶是傳送帶用來輸送元件，PCB和其他器件，材料一般為塑料，纖維制品或橡膠。如果傳送帶要接收從機器其他部分傳來的器件，那么它應該采用耗散性材料。當傳送帶表面電阻率為1～106歐時，它會使帶電器件放電速度太快，對器件造成損害；當表面電阻在106～109歐時，只要傳送帶通過轉輪滑輪和機架良好接地，傳送帶上就不會帶電。</

96、p><p>　　4.1 傳送帶常見的故障與維護</p><p>　　4.1.1傳送帶常見故障</p><p>　　a)傳送帶打滑 傳送帶與皮帶輪之間打滑為將這種打滑現象減到最低限度，建議驅動輪和被動輪都使用合適的防滑套。解決打滑問題可采取以下幾點措施：</p><p>　?。?）繃緊上下傳送帶；</p><p>　　

97、（2）檢查緊帶裝置的調節(jié)機構是否需要加以緊固；</p><p>　?。?）更換或磨粗現有的防滑套表面；</p><p>　?。?）檢查驅動齒輪的磨損情況。</p><p>　　b)傳送帶與紙板之間打滑 傳送帶與紙板之間打滑的主要原因是掛面紙板與熱板之間產生的磨擦過大</p><p><b>　　c) 其他故障 </b>

98、;</p><p><b>　　(1)過度的張力</b></p><p>　　(2)傳送帶表面變光滑</p><p><b>　　(3)切割刀的控制</b></p><p>　　4.1.2 傳送帶跑偏</p><p>　　傳送帶的跑偏問題一般是對機器本身狀態(tài)的一種反作用?；w

99、傳送帶對機器各種不同設置狀態(tài)的反應一般要比傳統帆布傳送帶敏感。</p><p><b>　　1.傳送帶邊緣開線</b></p><p>　　如果使用帆布傳送帶時出現開線問題，表明可能有跑偏的問題。這時應對機器做一些微小的調整，例如調整壓力輥和惰輪，以及調整驅動輪(根據需要使其與被動輪平行或不平行)等。</p><p><b>　　2.

100、傳送帶邊緣彎曲</b></p><p>　　這可能會被誤解為傳送帶在擺動。簡單的檢查方法是用一支鉛筆在帶邊內約6英寸15cm處劃線，然后測量該線的橫向移動量。任何情況下，傳送帶的橫向移動量應在±1／4英寸(0.6cm)之內。</p><p><b>　　3.傳送帶斜行</b></p><p>　　一般每臺機器都會有一定的對

101、角線偏斜。這可能會影響紙板的運行軌跡，導致進紙時偏心，以使得出紙時切刀對準中心?？赏ㄟ^調整壓力輥來補償機器的這種對角偏斜。</p><p><b>　　4.傳送帶的就位</b></p><p>　　如果傳送帶有微小的橫向移動，需給以一定的時間使其穩(wěn)定下來。這通常需要兩三個星期的時間。如果按照前面所講將兩個皮帶輪都加了防滑套，且保持拉緊傳送帶，橫向的擺動就會減小到可以忽

102、略。</p><p><b>　　5.啟動</b></p><p>　　對于剛啟動機器時，傳送帶可能會有不規(guī)則的偏軌問題，有以下兩種解釋：一是蒸汽的熱度不均勻，二是在停機過程中因傳送帶的張力減少而變松馳，并直</p><p>　　接暴露給熱源。如果有這種情況發(fā)生，每天最初幾小時可能會有不規(guī)則的跑偏現象，但會逐漸消失，所以應常保持傳送帶的張力。&

103、lt;/p><p><b>　　6.傳送帶變形</b></p><p>　　如果傳送帶在松馳狀態(tài)下直接接觸熱板，傳送帶可能會發(fā)生變形。所以，無論在什么時候都必須保持傳送帶有一定的張力。如果機器使用液壓張緊裝置，則建議在活塞上安裝一個軸套或阻擋機構以防止其完全放松。如傳送帶需要重新對接，應確保熱板是冷卻的或是與傳送帶隔離的。</p><p>　　7.

104、經過緊帶機構時跑偏</p><p>　　這顯然是由于傳送帶在經過緊帶機構時各軸內在的扭曲引起的，不是嚴重問題。可以通過在活塞機構的另一端安裝一個松緊螺旋扣來解決，這樣可調整消除軸的扭曲。有些機器，調整緊帶機構前部的惰輪會有助于消除這一問題。一般較新的機器都裝有調整機構來糾正。下傳送帶的緊帶機構各軸應保持平行和水平，有跑偏問題存在，可能需要將一個軸(最好是可移動的)的平行和(或)水平度做微小調整。這樣做，傳送帶會向

105、其先接觸的軸的端部移動，但應避免移動太大，否則會導致拉伸傳送帶的一個邊。</p><p>　　4.2 四級傳送帶的設計</p><p>　　4.2.1 四級傳送帶控制要求</p><p>　　用四條皮帶運輸機的傳送系統，分別用四臺電動機帶動，控制要求如下：</p><p>　　啟動時先起動最末一條皮帶機，經過5秒延時，再依次起動其它皮帶機到最

106、前一條后5秒Y5得得電貨物開始裝填貨物。</p><p>　　停止時應先停止Y5貨物停止裝填，待料運送完畢后5秒后最前一條皮帶機停止再依次停止其它皮帶機。</p><p>　　當某條皮帶機發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止且Y5也立即停止裝填貨物，而該皮帶機以后的皮帶機待運完后才停止。例如M2故障，Y5、M1、M2立即停，經過5秒延時后，M3停，再過5秒，M4停。</p&g

107、t;<p><b>　　控制功能：</b></p><p>　　（1）單動與循環(huán)控制連鎖，任何一個單動按鈕“ON”，循環(huán)控制不能建立，反之，如果循環(huán)控制已建立，單動按鈕的動作對循環(huán)操作沒有任何影響。</p><p>　?。?）當“手動/循環(huán)”旋轉按鈕置“手動”位置時，方可對單機進行單動。</p><p>　　（3）如當2#皮帶出現

108、故障時，1#皮帶必須緊停，3#皮帶可以保持運行，當故障解除，復位，按“啟動”按鈕，2#機可直接起動，當2#機起動完畢，再延時起動3、4#機。</p><p>　?。?）對于短路等，故障解除，按“復位”按鈕，故障鎖存復位，未循環(huán)起動按鈕/旋轉單動按鈕，皮帶不會自行起動。</p><p>　?。?）循環(huán)控制時，如果某臺皮帶起動失敗，則其上游設備不能啟動，下游設備可保持運行狀態(tài)。</p&g