【正文】 磨機(jī)前后軸承、主電動(dòng)機(jī)軸承 (不包括主減速器 )實(shí)施潤(rùn)滑、監(jiān)控和聯(lián)鎖保護(hù)等 功能 .與常規(guī)繼電器實(shí)施的潤(rùn)滑系統(tǒng)相比 , PLC 系統(tǒng)具有故障率低、可靠性高、接線簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn) .具體表現(xiàn)在 : PLC 程序自動(dòng)控制功能使磨機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的自動(dòng)化程度大大提高 ,減輕了崗位人員的勞動(dòng)強(qiáng)度 。 PLC 與傳感器電接點(diǎn)壓力表、溫度表、油流信號(hào)發(fā)生器的配合使用 ,使系統(tǒng)控制的安全性、可靠性大大提高 ,也使磨機(jī)運(yùn)行的故障率大大降低 ,提高了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率 . 主要研究?jī)?nèi)容 該控制系統(tǒng)對(duì)大型電機(jī)的稀油潤(rùn)滑設(shè)備的控制，控制具有兩臺(tái)低壓油泵電機(jī)、加熱器及儀器儀表。兩臺(tái)低壓油泵電機(jī)一開一備，加熱器控制油箱溫度， 儀器儀表對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。電控柜采用可變程序控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、保護(hù)及故障報(bào)警功能，并具有與中控室聯(lián)結(jié)的 DCS 接口。具體實(shí)現(xiàn)以下功能： （ 1） 滿足工藝生產(chǎn)要求、功能齊全、設(shè)計(jì)合理、操作方便。 （ 2） 利用軟件根據(jù)其工況進(jìn)行優(yōu)化控制，并具有以下控制方式： 遠(yuǎn)程控制：由中控 DCS 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制 本柜控制：在現(xiàn)場(chǎng)控制室控制柜上對(duì)稀油潤(rùn)滑設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)控制 （ 3） 系統(tǒng)能對(duì)所有的現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表反饋信息進(jìn)行判斷處理，并發(fā)出允許主機(jī)運(yùn)行的信號(hào)，若有故障給出報(bào)警指示。 (4) 本柜需把系統(tǒng)運(yùn)行信號(hào)、故 障信號(hào)、中控備妥信號(hào)及時(shí)傳與中控，并把安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 3 允許機(jī)運(yùn)行信號(hào)傳送至主機(jī)配電柜。 安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 4 2 可編程控制器 PLC 概述 可編程控制器的 概念 國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)曾于 1982 年 11 月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿， 1985 年 1 月又發(fā)表了第二稿， 1987 年 2 月頒發(fā)了第三稿。該草案中對(duì)可編程控制器的定義是： “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！? 定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，是一種計(jì)算機(jī)。它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)”的工業(yè)計(jì)算機(jī)，是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。 這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用 戶的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入輸出控制”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴(kuò)充”。 定義還強(qiáng)調(diào)了可編程控制器應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它須具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，可編程控制器與以往所講的順序控制器在“可編程”方面有質(zhì)的區(qū)別。 PLC 引入了微處理機(jī)及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等新一代電子器件，并用規(guī)定的指令進(jìn)行編程，能靈活地修改，即用軟件方式來實(shí)現(xiàn)“可編程 ”的目的。 可編程序控制器是應(yīng)用面最廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制裝置，安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 5 自研制成功開始使用以來，它已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。 PLC 的特點(diǎn) （ 1）編程簡(jiǎn)單，使用方便 梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號(hào)與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。 （ 2）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性 可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用 ，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。可編程序控制器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，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。 （ 3）功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價(jià)格比高 可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、 PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元即可，擴(kuò)充非常方便。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有 很高的性能價(jià)格比。 （ 4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便 可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時(shí)間，開關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用。可編程序控制器有較強(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。一般可用接線端子連接外部接線?？删幊绦蚩刂破鞯墓收下屎艿?，且有完善的自診斷和顯示功能，便于迅速地排除故障。 （ 5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可編程序控制器是為現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、 隔離、后備電池等，例如，西門子公司 S7200 系列 PLC 內(nèi)部 EEPROM 中，儲(chǔ)存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段（ 190 小時(shí)），所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)超級(jí)電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存 200 天。軟安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 6 件措施如故障檢測(cè)、信息保護(hù)和恢復(fù)、警戒時(shí)鐘，加強(qiáng)對(duì)程序的檢測(cè)和校驗(yàn)。從而提高了系統(tǒng)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(chǎng)，可編程序控制器已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 （ 6） 體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化”特有的 產(chǎn)品。 PLC 應(yīng)用 目前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門。隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面： (1) 邏輯控制 可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時(shí)控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域最為普及，包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。 (2) 運(yùn)動(dòng)控制 可編程序控制器使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，或靈活運(yùn)用指令，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合，運(yùn)動(dòng)控制功能更為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 (3) 過程控制 可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量，通過模擬量 I/0 模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量 (Analog)和數(shù)字量 (Digital)之間的 A/D轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換，并對(duì)被控模擬量實(shí)行閉環(huán) PID（比例 積分 微分）控制?，F(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有 PID 閉環(huán)控制功能，此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 (4) 數(shù)據(jù)處理 可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 7 (5) 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制 可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/0 之間的通信、多臺(tái)可編程序控制器之間的 通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備 (如計(jì)算機(jī)、變頻器 )之間的通信?？删幊绦蚩刂破髋c其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 PLC 的主要技術(shù)指標(biāo) 可編程控制器的種類很多，用戶可以根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求選擇不同技術(shù)性能指標(biāo)的 PLC。可編程控制器的技術(shù)性能指標(biāo)主要有以下幾個(gè)方面： (1) 輸入 /輸出點(diǎn)數(shù) 可編程控制器的 I/O 點(diǎn)數(shù)指外部輸入、輸出端子數(shù)量的總和。它是描述的 PLC 大小的一個(gè)重要的參數(shù)。 (2) 存儲(chǔ)容量 PLC 的存儲(chǔ)器由系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶程序存 儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三部分組成。 PLC 存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。 (3) 掃描速度 可編程控制器采用循環(huán)掃描方式工作，完成 1 次掃描所需的時(shí)間叫做掃描周期。影響掃描速度的主要因素有用戶程序的長(zhǎng)度和 PLC 產(chǎn)品的類型。 PLC 中 CPU 的類型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響 PLC 運(yùn)算精度和運(yùn)行速度。 (4) 指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指 PLC 所有指令的總和?？删幊炭刂破鞯木幊讨噶钤蕉?，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際控制要求選擇合 適指令功能的可編程控制器。 (5) 通信功能 通信有 PLC 之間的通信和 PLC 與其他設(shè)備之間的通信。通信主要涉及通信模塊，通信接口，通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。 PLC 的組網(wǎng)和通信能力也已成為 PLC 產(chǎn)品水平的重要衡量指標(biāo)之一。 廠家的產(chǎn)品手冊(cè)上還提供 PLC 的負(fù)載能力、外形尺寸、重量、保護(hù)等級(jí)、適用的安裝和使用環(huán)境如溫度、濕度等性能指標(biāo)參數(shù)，供用戶參考。 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu) 安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 8 可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（ RAM 和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡(jiǎn)稱 I/O 模塊）、編程器和電源五大部分組成。 (1) CPU 模塊 CPU 模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（ CPU）和存儲(chǔ)器組成。 CPU 的作用類似于人類的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作： ?輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。 ?程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容 。 ?輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。 (2) I/O 模塊 I/O 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字開關(guān)、限位開關(guān)、接收開關(guān)、關(guān)電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。 可編程序控制器通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù) 字顯示裝置和報(bào)警裝置等。 CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而可編程序控制器的輸入 /輸出信號(hào)電壓一般較高，如直流 24V 和交流 220V。從外部引入的尖蜂電壓和干擾噪聲可能損壞CPU 模塊中的元器件，或使可編程序控制器不能正常工作，所以 CPU 模塊不能直接與外部輸入 /輸出裝置相連。 I/O 模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。 (3) 編程器 編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。 編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制 器安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 9 也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。 可編程序控制器的工作原理 可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱，如輸入、輸出繼電器等。這種計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的“軟繼電器”，與繼電器系統(tǒng)中的物理結(jié)構(gòu)在功能上某些相似之處。 可編程序控制器工作狀態(tài) 可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn) 行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，可編程控制 器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控 制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響 應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí) 行，直至可編程序控制器停機(jī)或切換到 STOP 工作狀態(tài)。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中， 可編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個(gè)階段?？删幊绦蚩刂破鞯倪@種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。由 于計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的速度極高，從