【正文】 (STOP)狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)操作等內(nèi)容 .在 PLC 處于運(yùn)行 (RUN)狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作 . 1） 輸入 采樣階段 在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀 態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映像寄存器 .在此輸入映像寄存器被刷新接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段 .在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息 . 2） 程序執(zhí)行 階段 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序 .基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址 .從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)， PLC 從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對應(yīng)映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中，對每個(gè)器件而言，器件映像寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化 . 3）輸出刷新階段 程序執(zhí)行完以后，將輸出映像寄存器，即器件映像寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載 . PLC 的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用戶程序所指定的可 變順序進(jìn)行 .這不僅因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮尉蛨?zhí)行一次，而目也因?yàn)樵谝恍┐笙到y(tǒng)中需要處理的 I/O點(diǎn)數(shù)多，通過安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性 . 循環(huán)掃描的工作方式是 PLC 的一大特點(diǎn)，也可以說 PLC 是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別 .PLC 的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配的問題 . 由于 PLC 是掃描工作過程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下 一周期的輸入處理階段才能改變 .暫存在輸出映像寄存器中的輸出信號，等到一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束， CPU集中將這些輸出信號全部輸送給輸出鎖存器 .由此可以看出，全部輸入輸出狀態(tài)的改變需要一個(gè)掃描周期 .換言之，輸入輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期 . 掃描周期是 PLC 一個(gè)很重要的指標(biāo)，小型 PLC 的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒 .PLC的掃描時(shí)間取決于掃描速度和用戶程序長短 .毫秒級的掃描時(shí)間對于一般工業(yè)設(shè)備通常是可以接受的， PLC 的響應(yīng)滯后是允許的 .但是對某些 I/O 快速響應(yīng)的設(shè)備，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施 .如選用高速 CPU，提高掃描速度 ，采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間 .影響 I/O 滯后的主要原因有 :輸入濾波器的慣性 。集料斗和秤斗均為空 ； 本批攪拌結(jié)束且 PLC 無輸出動(dòng)作等， 系統(tǒng)初始化程序及主程序流程圖 見圖 32： 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 手動(dòng)開始 啟動(dòng) 攪拌機(jī)在裝料位且閥門關(guān)閉 ？ 石料輸送開 沙料輸送開 水泵電機(jī)開機(jī)開 水泥輸送機(jī)開 攪拌機(jī)開 外加劑機(jī)開 石料稱好否 ？ 沙 料 稱好否 ？ 傳送帶啟 傳送帶啟 傳送完畢否 ？ 傳送完畢否 ？ 石料閘門閉 沙料門 閉 傳送帶上無物品？ 傳送帶關(guān)閉 循環(huán)指示燈亮 ？ 開機(jī) 4m 開機(jī)2m 開機(jī) 4m 時(shí)間到？ 4m 時(shí)間到？ 4m 時(shí)間到？ 攪拌機(jī)在裝料位且閥門關(guān)閉 ？ 攪拌 6m，時(shí)間到指示燈亮 10s 后滅 N N N N N N N N N N N N Y Y Y Y Y Y Y Y Y 1 2 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 圖 32 PLC 控制系統(tǒng)主程序流程圖 攪拌完畢時(shí)間到？ 攪拌機(jī)下翻到卸料位 到卸料位？ 翻斗機(jī)停，開始卸 料 2m 卸料完畢否？ 攪拌機(jī)上升到裝料位 到裝料位否？ 本次循環(huán)結(jié)束，指示燈亮 10s 后滅 2 1 N Y Y Y Y N N N 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 主程序梯形圖 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 攪拌機(jī)維護(hù) 整個(gè)循環(huán)啟動(dòng)大于 50 次需要進(jìn)行維護(hù) 簡易流程圖 如圖 33： 圖 33 攪拌機(jī)維護(hù) 流程圖 維護(hù)梯形圖 累加器計(jì)數(shù) 次數(shù)大于等于50 次？ 進(jìn)入維護(hù) N Y 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)較為簡單， 如圖 34： 圖 34 報(bào)警電路 流程圖 報(bào)警梯形圖 故障產(chǎn)生 報(bào)警燈亮、鈴響 按下故障消除按鈕，報(bào)警燈為常亮 故障消除 按下試燈、試鈴按鈕 報(bào) 警 燈 熄滅 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 I/O 分配表和模擬量輸入地址 表 31 輸入 /輸出地址表 編程元件 I/O 端口 電器元件 作用 輸入繼電器 SB1 啟動(dòng)按鈕 SB2 手動(dòng)開始按鈕 SB3 緊急停止 K1 石料箱狀態(tài) K2 沙料箱狀態(tài) K3 攪拌機(jī)卸料位 K4 攪拌機(jī)裝料位 SB4 累加器清零 SB5 攪拌機(jī)故障 SB6 故障消鈴 SB7 報(bào)警電路試燈、試鈴 輸出繼電器 H1 循環(huán)開始信號 M1 攪拌機(jī) M2 石料輸送機(jī) M3 沙料輸送機(jī) L0 電鈴 H2 傳送帶 M4 水泵 M5 水泥輸送 M6 外加劑輸送 H3 所有配料完畢信號 L1 翻斗機(jī)下翻 L2 開始卸料 L3 翻斗機(jī)上升 L4 一次循環(huán)結(jié)束 LM1 維護(hù)信號燈 LM2 報(bào)警信號燈 其他元 件地址分配 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 表 32 輔助繼電器 地址表 編程元件 I/O 端子 電器元件 作用 輔助繼電器 KM1 手動(dòng)啟動(dòng)開始 KM2 所有配料都放好 KM3 石料稱好 KM4 沙料稱好 KM5 石料放完 KM6 沙料放完 KM7 關(guān)閉傳送帶 KM8 故障消鈴信號 小結(jié) 學(xué)習(xí) PLC的最終目的在于把它應(yīng)用到實(shí)際的工程控制系統(tǒng)中去，本章首先對 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和內(nèi)容， PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè) 計(jì)包括： PLC 的選型、 PLC 的容量計(jì)算、 I/O模塊的選擇等進(jìn)行了介紹 .接下來重點(diǎn)說明了 PLC 的程序設(shè)計(jì)，結(jié)合工控設(shè)計(jì)思想、控制流程設(shè)計(jì)了 PLC 程序流程圖及梯形圖 .設(shè)計(jì)是工控的靈魂，本梯形圖可實(shí)現(xiàn)整個(gè)攪拌站的進(jìn)料、稱料、裝料、拌料、卸料完成一次循環(huán)，并設(shè)計(jì)了維護(hù)電路和報(bào)警電路以保證攪拌站的可靠運(yùn)行 . 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 第 4 章 仿真調(diào)試 引言 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)把現(xiàn)代仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)發(fā)展結(jié)合起來 ，通過建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，以計(jì)算機(jī)為工具，以數(shù)值計(jì)算為手段，對存在的或設(shè)想中的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究 .隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，仿真技術(shù)在自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)、機(jī)械制造等工程技術(shù)領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用 .與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)方法相比，計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn)是 ： 1） 能提供整個(gè)計(jì)算機(jī)域內(nèi)所有有關(guān)變量完整詳盡的數(shù)據(jù) ； 2） 可預(yù)測某特定工藝的變化過程和最終結(jié)果，使人們對過程變化規(guī)律有深入的了解 ； 3） 在測量方法有困難情況下是唯一的研究方法 .此外，數(shù)字仿真還具有高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn) . S7PLCSIM Simulating Modules由西門子公司推出， 在效果上 可以替代西門子硬件 PLC的仿真軟件，無須 PLC 硬件支持 .綜合本人實(shí)際情況 ,本人使用 調(diào)用仿真軟件來驗(yàn)證 . S7PLCSIM 仿真 軟件 介紹 S7PLCSIM 軟件的功能 1） 模擬 PLC的寄存器 .可以模擬 512 個(gè)計(jì)時(shí)器 (T0T511)； 可以模擬 131072 位 (二進(jìn)制 )M寄存器 ； 可以模擬 131072 位 I/O 寄存器 ； 可以模擬 4095 個(gè)數(shù)據(jù)塊 ； 2048 個(gè)功能塊 (FBs)和功能 (FCs)； 本地?cái)?shù)據(jù)堆棧 64K 字節(jié) ； 66 個(gè)系統(tǒng)功能塊 (SFB0SFB65)； 128 個(gè)系 統(tǒng)功能 (SFC0SFB127)； 123 個(gè)組織塊 (OB0OB122). 2） 對硬件進(jìn)行診斷 .對于 CPU，還可以顯示其操作方式，如圖 41 示 SF(system fault)表示系統(tǒng)報(bào)警 ； DP (distributed peripherals， or remote I/O)表示總線或遠(yuǎn)程模塊報(bào)警 ；DC(power supply) 表示 CPU有直流 24 伏供給 。程序執(zhí)行的時(shí)間 。從外形上分，常用的有方形和圓形 .圓形貯斗又叫筒倉 . 給料機(jī)和閘門都是貯料斗的卸料設(shè)備 .閘門控制貯料 斗卸料口的開啟和關(guān)閉的，大多沙料輸送機(jī) 石料輸送機(jī) 沙料稱重 石料稱重 沙料箱 石料箱 放料閘門 攪拌機(jī) 水泵輸送機(jī) 水泥輸送機(jī) 外加劑輸送機(jī) 攪拌機(jī)卸料位 攪拌機(jī)裝料位 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 是氣動(dòng)的，其構(gòu)造簡單，卸料能力大，但是只有當(dāng)物料是完全松散狀態(tài)時(shí)，才能比較均勻地控制料流 .而采用給料機(jī)卸料時(shí)，就比較容易控制均勻地卸料，給料機(jī)都是電動(dòng)的 .閘門的類型很多，但在混凝土攪拌裝置中最常用的是扇形閘門，它由壓縮空氣缸來操縱，骨料(石子和砂 )都是采用閘門給料 . 3） 稱量設(shè)備 稱量配料設(shè)備是混凝土生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要工藝設(shè)備，它控制著各種混合料的配比 .稱量配料的精度對混凝土的強(qiáng)度有著很大的影響 .因此，精確、高效的稱量設(shè)備不僅能提高生產(chǎn)率，而且是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)混凝土的可靠 保證 .一套完整的稱量設(shè)備包括貯料斗、給料設(shè)備 (閘門或給料機(jī) )和稱量設(shè)備等 .對稱量設(shè)備的要求，首先是準(zhǔn)確，其次是快速 .稱量的不精確將對混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響，同時(shí)又要滿足一定的生產(chǎn)率 .稱量設(shè)備從構(gòu)造上可分為杠桿秤和電子秤等，其中，杠桿秤已經(jīng)被淘汰 .為了適應(yīng)各種不同的物料，秤斗在構(gòu)造上略有不同 .水泥秤斗是圓形的，骨料秤斗是長方形的，而水等液體的秤斗是圓形的，斗門設(shè)有橡皮墊，以保證密封 .傳感器的裝設(shè)，電子秤的秤斗采用三點(diǎn)懸掛，在每套懸掛裝置的中部各裝有一個(gè)傳感器 . 4） 攪拌設(shè)備 即一般的混凝土攪拌機(jī)， 沒有提升裝置和供水裝置 .其設(shè)計(jì)技術(shù)很成熟，在攪拌站設(shè)計(jì)中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)攪拌機(jī) .例如，目前國內(nèi)廠家基本都使用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，此攪拌機(jī)攪拌能力強(qiáng)，攪拌均勻、迅速，生產(chǎn)率高，對于干硬性、塑性及各種配比的混凝土，均能達(dá)到良好的攪拌效果 . 混凝土攪拌站的工作原理 混凝土攪拌站分為四個(gè)部分 :砂石給料、粉料 (水泥、粉煤灰、膨脹劑等 ) 給料、水與外加劑給料、傳輸攪拌與存儲 .,攪拌機(jī)控制系統(tǒng)上電后 ,進(jìn)入人 機(jī)對話的操作界面 ,系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理 ,其中包括配方號、混凝土等級、坍落度、生產(chǎn)方量等 .根據(jù)稱重對各料倉 、計(jì)量斗進(jìn)行檢測 ,輸出料空或料滿信號 ,提示操作人員確定是否啟動(dòng)攪拌控制程序 .啟動(dòng)砂、石皮帶電機(jī)進(jìn)料到計(jì)量斗 。 criterion。 template。二是八十年代末到九十年代初“發(fā)展一站三車 (即混凝土攪拌 站、混凝土攪拌輸送車、臂架式混凝土泵車和散裝水泥車 )，把我國商品混凝土機(jī)械搞上去”的戰(zhàn)略，推動(dòng)了混凝土機(jī)械行業(yè)的第二次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，反映了混凝土機(jī)械行業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)、全面發(fā)展的深層次要求 . 我國混凝土攪拌站技術(shù)特點(diǎn) 20世紀(jì) 80年代，我國借鑒意大利 ， 阿爾卑惹拉混凝土重力壩建