【正文】 已經(jīng)能完成除以上常規(guī)外，還能做復(fù)雜運(yùn)算，比如多維數(shù)據(jù)運(yùn)算，矩陣相乘，向量運(yùn)算等； （ 2） 響應(yīng)時(shí)間更短：繼電器控制是通過(guò)觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間的機(jī)械動(dòng)作來(lái)完成邏輯控制，而 PLC 集成電子邏輯，響應(yīng)速度和控制精度是傳統(tǒng)繼電器無(wú)法比擬的； （ 3） 故障點(diǎn)更少：繼電器控制通過(guò)機(jī)械式接觸會(huì)因?yàn)橛|頭的損壞或者老化等原因，壽命普遍抗不過(guò) PLC， PLC 早已是工業(yè)界公認(rèn)的無(wú)故障控制器； （ 4） 通訊功能更強(qiáng)大：現(xiàn)在的工業(yè)環(huán)境，早已不是單純的單機(jī)控制，或者一條生產(chǎn)線的控制，而多涉及多機(jī)群控，和大型的流程自動(dòng)化控制，這對(duì)于控制器本身的通訊要求極高，繼電器根本不可能做的到，而如今的 PLC 不僅能完成與現(xiàn)場(chǎng)工作儀表、電氣傳動(dòng)等執(zhí)行層的通訊，也能 PLC 于 PLC 之間通訊，更能做到 PLC 與上位計(jì)算機(jī)，中央控制室的以太網(wǎng) 通訊，組成一個(gè)龐大而復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)； （ 5） 控制對(duì)象更多：如今不管是單機(jī)設(shè)備，還是工廠控制，遠(yuǎn)不是簡(jiǎn)單的邏輯執(zhí)行就能完成，比如許多設(shè)備實(shí)際上除了單純的數(shù)字量輸入輸出外、還有更多420ma/010V 模擬量輸入輸出的處理，其下位執(zhí)行層更有變頻、伺服系統(tǒng)等傳動(dòng)、甚至還有液壓系統(tǒng)等等，而這些，客戶(hù)當(dāng)然希望只需要一個(gè)控制器來(lái)完成，即 “ 通用的控制 ” 概念，那么 PLC 就能做到。而 PLC 采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，靈活性和擴(kuò)展性都很好 ； （ 2）工作方式 —— 繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài)，屬于并行工作方式。時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問(wèn)題。 第三 章、 PLC 控 制設(shè)計(jì)步驟 5 第三章、 PLC 控制設(shè)計(jì)步驟 PLC 的應(yīng)用就是在電氣控制系統(tǒng)中以 PLC 為主控，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。 、 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求和工藝需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 3. 提高可靠性和安全性。近年來(lái)，從國(guó)外引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)廠家或自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列，上百種型號(hào)。具體應(yīng)考慮以下幾方面： （ 1）性能與任務(wù)相適應(yīng)。 （ 2）結(jié)構(gòu)上合 理、安裝要方便、機(jī)型上應(yīng)統(tǒng)一 按照物理結(jié)構(gòu)， PLC 分為整體式和模塊式。 根據(jù) I/O 設(shè)備距 PLC 之間的距離和分布范圍確定 PLC 的安裝方式為集中式、遠(yuǎn)程 I/O式還是多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。這樣，容易把控制各獨(dú)立的多臺(tái) PLC 聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式系統(tǒng)，相互通信，集中管理，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢(shì)。 （ 4）對(duì)聯(lián)網(wǎng)通信功能的要求 近年來(lái)，隨著工廠自動(dòng)化的迅速發(fā)展，企業(yè)內(nèi)小到一塊溫度控制儀表的 RS485 串行通信、大到一套制造系統(tǒng)的以太網(wǎng)管理層的通信，應(yīng)該說(shuō)一般的電氣控制產(chǎn)品都有了通信功能。對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。在 I/O點(diǎn)數(shù)的確定時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)余量。 、 I/O 模塊的選擇 在 PLC 控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，要將對(duì)象的各種測(cè)量參數(shù)，按要求的方 式送入 PLC。不同的信號(hào)形式，需要不同類(lèi)型的 I/O 模塊。按公共端接入正負(fù)電位不同分為漏型和源型。 （ 2）數(shù)字量輸出信號(hào) 還有許多控制對(duì)象，如指示燈的亮和滅、電機(jī)的啟動(dòng)和停止、晶閘管的通和斷、閥門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉等，對(duì)它們的控制只需通過(guò)二值邏輯“ 1”和“ 0”來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （ 3）模擬量輸入信號(hào) 生產(chǎn)過(guò)程的許多參數(shù)，如溫度、壓力、液位、流量都可以通過(guò)不同的檢測(cè)裝置轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號(hào)，然后再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入 PLC。 典型模擬量模塊的量程為 10V～ +10V、 0～ +10V、 4～ 20mA 等，可根據(jù)實(shí)際需要選用，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度 等因素。然后 依據(jù)工藝布置圖，參照具體的 PLC 相關(guān)說(shuō)明書(shū)或手冊(cè)將輸入信號(hào)與輸入點(diǎn)、輸出控制信號(hào)與輸出點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)畫(huà)出 I/O 接線圖即 PLC 輸入 /輸出電氣原理圖。安全回路一般考慮以下幾個(gè)方面。 （ 3）失壓保護(hù)與緊急停車(chē)措施 PLC 外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護(hù)措施，當(dāng)臨時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)”按鈕 PLC 的外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。要設(shè)計(jì)好 PLC 的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對(duì)象的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制要求等。PLC 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)還包括文本顯示器或觸摸屏等人機(jī)界面（ HMI）設(shè)備及其它特殊功能模塊的組態(tài)。較復(fù)雜系統(tǒng)一般還需畫(huà)出系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚表明動(dòng)作的順序和條件，簡(jiǎn)單系統(tǒng)一般不用。 （ 4）、定義參數(shù)表 參數(shù)表的定義包括對(duì)輸入 /輸出、中間標(biāo)志、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)的定義。主要依據(jù)是 PLC 輸入 /輸出電氣原理圖。地址盡量按由小到大的順序排列， 沒(méi)有定義或備用的點(diǎn)也不要漏掉，這樣便于在編程、調(diào)試和修改程序時(shí)查找使用。 由于許多小型 PLC 使用的是簡(jiǎn)易編程器，只能輸入指令代碼。注釋?xiě)?yīng)包括程序段功能、邏輯關(guān)系、設(shè)計(jì)思想、信號(hào)的來(lái)源和去向等的說(shuō)明，以便于程序的閱讀和調(diào)試。各功能單元測(cè)試完成后，再連通全部程序，測(cè)試各部分的接口情況，直到滿(mǎn)意為止。編寫(xiě)的主要目的是讓程序的使用者了解程序的基本結(jié)構(gòu)和某些問(wèn)題的處理方法，以及程序閱讀方法和使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。 （ 8）、常用的編程方法 PLC 的編程方法主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。所謂經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在一些典型應(yīng)用基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制 系統(tǒng)的具體要求，第三 章、 PLC 控 制設(shè)計(jì)步驟 11 選用一些基本環(huán)節(jié)，適當(dāng)組合、修改、完善，使其成為符合控制要求的程序。它與繼電接觸器線路圖畫(huà)法十分相似，信號(hào)輸入、輸出方式及控制功能也大致相同。 、抗電源干擾的措施 （ 1）、采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾 在 PLC 控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。此外，為保證電網(wǎng)饋電不中斷，可采用不間斷供電電源（ UPS）供電，提高供電的安全可靠性。 (3)正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)。接地系統(tǒng)的接地方式一般可分為 3 種方式：串聯(lián)式單點(diǎn)接地、并聯(lián)式單點(diǎn)接地、多分支單點(diǎn)接地。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。 （ 1）、從抗干擾角度選擇 I/O 模塊。在柜內(nèi) PLC 應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線（二者之間距離應(yīng)大于 200mm）。 ④交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。但急停、限位保護(hù)等情況例外。采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會(huì)影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選擇，或加隔離繼電器。與繼電器控制系統(tǒng)不同， PLC 控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試還有軟件的調(diào)試，與繼電器控制系統(tǒng)相比， PLC 控制系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是 PLC 程序的編制和調(diào)試。具體分配如下：起動(dòng)、停車(chē)、緊停需要四個(gè)輸入端子；各倉(cāng)倉(cāng)位信號(hào) ( 原礦倉(cāng)高、低位信號(hào)， 精粉池高、低位信號(hào) )需要四個(gè)輸入端子；各設(shè)備動(dòng)作的返回信號(hào)需要 13 個(gè)輸入端子。上面已經(jīng)得出輸入信號(hào)點(diǎn)數(shù)有 21 個(gè)，輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)有 16 個(gè)，所以此設(shè)計(jì)選用 FX2N48MRD 即可。 按下急停 SB3，整個(gè)生產(chǎn)線立即停止運(yùn)行，并亮急停燈（ Y20 為 ON），這時(shí)不能啟動(dòng)； 當(dāng)原礦低位（ X5 為 ON）或精粉池高位（ X6 為 ON）時(shí)報(bào)警（ Y0 為 ON），不能啟動(dòng)，若原為啟動(dòng)狀態(tài)則自動(dòng)停車(chē) （順流停車(chē)）。 圖 51 系統(tǒng)的程序流程圖 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 20 、編制程序 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和程序流程圖 ，把梯形圖畫(huà)出并通過(guò) PLC 軟件調(diào)試成功后，如下圖所示： 第 五 章、 軟 件設(shè)計(jì) 21 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 22 圖 51 系統(tǒng) PLC總梯形圖 第 五 章、 軟 件設(shè)計(jì) 23 、程序分析 、急停模塊 當(dāng)按下急停 SB3，整個(gè)生產(chǎn)線立即停止運(yùn)行，并亮急停燈（ Y20 為 ON），這時(shí)不能啟動(dòng)。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 24 當(dāng)?shù)V位報(bào)警時(shí)，生產(chǎn)線不能啟動(dòng)，可以在啟動(dòng)前進(jìn)行檢測(cè)，則如下圖所示： 圖 55 礦位、故障報(bào)警禁止啟動(dòng) X005 和 X006 都是限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)?shù)V位達(dá)到條件觸發(fā)開(kāi)關(guān)，就由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_(kāi)狀 態(tài)，當(dāng) X000 接通也不會(huì)接著運(yùn)行下面的程序，達(dá)到礦位報(bào)警時(shí)禁止啟動(dòng)的目的。 當(dāng)設(shè)備故障時(shí)，生產(chǎn)線不能啟動(dòng)，可以如上圖 55 所示，加入常閉的 X003，當(dāng)設(shè)備故障按下 X003 時(shí)， X003 變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)，下面程序就無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。 、啟動(dòng)模塊 要求按下啟動(dòng) SB1 后，鐵精粉生產(chǎn)線逆流啟動(dòng)，先啟動(dòng)預(yù)告（ Y2 閃爍）， 5 秒后開(kāi)始正式逆流啟動(dòng)：磁選機(jī)→螺旋分級(jí)機(jī)→球磨機(jī)→ 5膠帶機(jī)→圓盤(pán)喂料機(jī)→ 4膠帶機(jī)→ 3膠帶機(jī)→篩選機(jī)→ 2膠帶機(jī)→細(xì)碎機(jī)→ 1膠帶機(jī)→粗碎機(jī)→給礦機(jī)（每 2 秒啟動(dòng)下一級(jí)設(shè)備）。在 MC 與 MCR 的指令中，每一個(gè)計(jì)時(shí)繼電器控制一個(gè)設(shè)備由常閉狀態(tài)變?yōu)槌ｉ_(kāi)狀態(tài)，每一個(gè)計(jì)時(shí)器延時(shí) 2 秒得電，從而實(shí)現(xiàn)每 2 秒停止下一級(jí)設(shè)備，生產(chǎn)線順流停車(chē)。程序中使用了定時(shí)器、模擬開(kāi)關(guān)等，經(jīng)調(diào)試，本程序能夠達(dá)到工藝要求。 、仿真軟件 仿真軟件 GX Simulator 是在安裝編程軟件 GX Developer 的計(jì)算機(jī)內(nèi)追加的軟元件包，和 GX Developer 一起就能夠?qū)崿F(xiàn)不帶 PLC 的仿真模擬調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容包括軟元件的監(jiān)視測(cè)試、外部輸入、輸出的模擬操作等。 利用編程軟件 GX Developer 打開(kāi)事先編好的梯形圖程序，如下圖把梯形圖邏輯 測(cè)試啟動(dòng)： 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 30 圖 511 梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng) 當(dāng)啟動(dòng)完成后，梯形圖就會(huì)如下圖所示狀態(tài)： 圖 512 啟動(dòng)前系統(tǒng)狀態(tài) 這時(shí)我們假設(shè)按下 SB1 啟動(dòng)按鈕，在軟元件測(cè)試中，強(qiáng)制啟動(dòng) X000，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)按照程序達(dá)到逆流啟動(dòng)的效果，如下圖所示： 第 五 章、 軟 件設(shè)計(jì) 31 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 32 圖 513 系統(tǒng)逆流啟動(dòng) 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后 先啟動(dòng)預(yù)告（ Y2 閃爍）， 5 秒后開(kāi)始正式逆流啟動(dòng)：磁選機(jī)→螺旋分級(jí)機(jī)→球磨機(jī)→ 5膠帶機(jī)→圓盤(pán)喂料機(jī)→ 4膠帶機(jī)→ 3膠帶機(jī)→篩選機(jī)→ 2膠帶機(jī)→細(xì)碎機(jī)→ 1膠帶機(jī)→粗碎機(jī)→給礦機(jī)（每 2 秒啟動(dòng)下一級(jí)設(shè)備）。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 36 結(jié)束語(yǔ) 本次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以它比任何一次課程設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容和難度都要大，它綜合了大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的有關(guān)自動(dòng)化的課程，包括機(jī)電傳動(dòng)，可編程控制器等課程， 幾乎涵蓋了大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)。 在這個(gè)不斷設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、再設(shè)計(jì)的反復(fù)操作過(guò)程中，我們潛移默化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和方法，這對(duì)我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。畢業(yè)設(shè)計(jì)，也許是我大學(xué)生涯交上的最后一個(gè)作業(yè)了。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向廣東石油化工學(xué)院 —— 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系的全體老師表示由衷的謝意。t also promise the request of the higher quality with high new the image of the technique business enterprise. People see in the production the fulfillment, automati。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 38 參考文獻(xiàn) [1]李金城主編 .三菱 FX2NPLC 功能指令應(yīng)用詳解 [M].北京：電子工業(yè)出版社， [2]李俊秀主編 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [3]廖常初主編 .FX系列 PLC編程及應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [4]周波等主編 .可編程序控制器原理與應(yīng)用 [M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社 ， 2020 [5]高欽和主編 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例 [M].北京：人民郵電出版社， 2020 [6]王雅芳 .三菱 FX系列 PLC原理及工程應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7]廖常初 .PLC編程及應(yīng)用 [M]第 3版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [8]張還 .三菱 FX系列 PLC設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [9]楊士元 .可編程控制器（ PC）編程、 應(yīng)用與維修 [M].北京：清華大學(xué)出版社， [10]鐘肇新等，可編程控制器原理及應(yīng)用 [M]第 3版 .廣州：華南理工大學(xué)出版社 , [11]胡學(xué)林主編 .可編程控制器教程 (實(shí)訓(xùn)篇 )