【正文】 可編程邏輯控制器是 模塊化，工業(yè)硬化的計(jì)算機(jī)執(zhí)行控制功能，通過(guò)模塊化的輸入和輸出（ I / O 的）模塊。 在我們的應(yīng)用程序，它通過(guò)模擬和數(shù)字輸入和輸出控制不同的負(fù)載恒定的異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度 。這種模塊化的方法有初始配置可以為未。這個(gè) PLC 系統(tǒng)是特定的組合式硬件塊（模塊），可以直接插入一個(gè)專(zhuān)有總線。 控制器的構(gòu)想，它多次執(zhí)行三個(gè)步驟的操作： a）從輸入模塊讀取輸入 b）解決預(yù)先設(shè)定的控制邏輯 c）根據(jù)控制邏輯解決方案的輸出模塊生成輸出。 異步電動(dòng)機(jī)性能測(cè)試結(jié)果表明，提高了工作效率，并增加在可變負(fù)載的恒定速度控制操作的準(zhǔn)確性。除了電機(jī)控制功能， 異步 電動(dòng)機(jī)還有很多應(yīng)用，對(duì)一些具體的模擬和數(shù)字 I / O 信號(hào)的處理，進(jìn)站的信號(hào)，跳閘信號(hào)，開(kāi) /關(guān) /反向命令。為了獲得準(zhǔn)確的工業(yè)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使用 PLC 連接電源轉(zhuǎn)換器，個(gè)人電腦及其他電子設(shè)備是非常必要的。由于電力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的面世，使用可編 2 程邏輯控制器（ PLC）的電動(dòng)注塑機(jī)應(yīng)用的電力電子技術(shù)已在制造自動(dòng)化中被介紹 [1]、 [14]。通過(guò)計(jì)算機(jī)的使用，所用設(shè)備的控制被執(zhí)行。 PLC 控制的效率提高了在高速行駛時(shí)高達(dá) 95％的速度同步。 此外，完成 了 速度控制的硬件和軟件 設(shè)計(jì) ，保護(hù) 了 異步電動(dòng)機(jī)性能測(cè)試取得的結(jié)果。感謝 楊 老師 和張老師對(duì)我的課題提出了很多寶貴的意見(jiàn)，使我的研究 方向更加明確，使我的想法更加的貼合實(shí)際。若以后條件允許，可以對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步完善。另外 本課題的物料有一定粘性，除了在料斗的內(nèi)壁涂抹特殊的化學(xué)材料，應(yīng)該編寫(xiě)去皮程序。當(dāng)剛 開(kāi)始稱(chēng)重時(shí)，采用大進(jìn)料，提高生產(chǎn)速度。 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是各元件的選擇，控制程序的設(shè)計(jì)和監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。建立關(guān)聯(lián)后，在監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行是，根據(jù)變量或表達(dá)式的數(shù)據(jù)變化，圖像對(duì)象會(huì)發(fā)生顏色變化、大小改變、文本刷新等。 3． 創(chuàng)建 畫(huà)面 根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了監(jiān)控系統(tǒng)主界面。 DB 預(yù)定義了一些標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)類(lèi)型，利用這些標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)類(lèi)型創(chuàng)建的點(diǎn)能夠滿足各種常規(guī)的需要。 1．定義 I/O 設(shè)備 在力控中，把需要與力控組態(tài)軟件之間交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為I/O 設(shè)備， I/O 設(shè)備一般通過(guò)串口和以太網(wǎng)等方式與上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；只有定義了 I/O 設(shè)備后，力控才能通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)變量和 I/O 設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 30 第 4 章 系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì) 選擇組態(tài)軟件 隨著管理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的大量應(yīng)用，在 1995 年以后，組態(tài)軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。大流量子程序的功能是使舵機(jī)一直處在 0 度位置，實(shí)現(xiàn)大流量進(jìn)料。 表 31 輸入繼電器分配 輸入繼電器 對(duì)應(yīng)輸入設(shè)備 手動(dòng)去皮按鈕 SB1 自動(dòng)運(yùn)行按鈕 SB2 手動(dòng)運(yùn)行按鈕 SB3 停止按鈕 SB4 進(jìn)料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB5 進(jìn)料電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB6 出料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB7 出料電動(dòng)機(jī)停止按鈕 SB8 電磁鐵得電按鈕 SB9 電磁鐵失電按鈕 SB10 取消報(bào)警按鈕 SA 光電開(kāi)關(guān)信號(hào) 28 表 32 輸出繼電器分配 輸出繼電器 對(duì)應(yīng)輸出設(shè)備 舵機(jī)脈沖信號(hào) 自動(dòng)運(yùn)行指示燈 HA1 手動(dòng)運(yùn)行指示燈 HA2 M1 中間繼電器 KA1 M2 中間繼電器 KA2 放料指示燈 HA3 電磁鐵 YA1 報(bào)警器中間繼電器 KA3 大流量指示燈 HA4 小流量指示燈 HA5 表 33 中間繼電器 分配 中間繼電器 功能 去皮狀態(tài) 自動(dòng)狀態(tài) 手動(dòng)狀態(tài) 進(jìn)料狀態(tài) 出料狀態(tài) 電磁閥狀態(tài) 大流量狀態(tài) 小流量狀態(tài) 放料狀態(tài) 表 34 變量存儲(chǔ)器分配 變量存儲(chǔ)器 功能 VD0 目標(biāo)重量地址 VD4 變速重量地址 29 續(xù)表 變量存儲(chǔ)器 功能 VD8 超限重量地址 VD12 皮重重量地址 VD16 物料重量地址 VB20~VB60 中間轉(zhuǎn)換值地址 表 35 寄存 器分配 寄存 器 功能 SMB67 控制 PWM 脈沖輸出的基本功能 SMW68 PWM 的周期值 SMW70 PWM 的脈寬值 表 36 定時(shí) 器分配 寄存 器 功能 T37 下料口開(kāi)啟時(shí)間 編寫(xiě)程序 程序由主程序、初始化子程序、手動(dòng)運(yùn)行子程序、自動(dòng)運(yùn)行子程序、大流量子程序、小流量子程序、停止進(jìn)料子程序組成。軟件支持自動(dòng)任務(wù)創(chuàng)建過(guò)程的各個(gè)階段。圖 23 為 PLC 硬件連接圖 ，圖 24 為 PLC 外圍擴(kuò)展電路圖。 圖 22 主電路圖 24 控制電路的設(shè)計(jì) 1． I/O 地址分配 在設(shè)計(jì)控制電路前，應(yīng)該根據(jù)輸入輸出的點(diǎn)數(shù) 安排輸入、輸出的配置，并對(duì)輸入、輸出進(jìn)行地址編號(hào)。 （ 4）從Φ 6mm~Φ 12mm 規(guī)格，額定電壓 2~220VAC/DC，廣泛應(yīng)用于 23 各種電子電器設(shè)備。 指示燈 的選擇 本方案選擇 型號(hào)指示燈。在正常情況下，亦可用作線路的不頻繁轉(zhuǎn)換及 電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)和轉(zhuǎn)換之用。 本方案選擇 DZ15 型中間繼電器。 （ 4）動(dòng)作時(shí)間：當(dāng)輸入激勵(lì)量為額定值時(shí)，繼電器的動(dòng)作時(shí)間不大于45ms。 DZ16 型中間繼電器具有三對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)和一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)。 2 主要參數(shù) ：如表 27 所示。 表 26 E3F3R31 2M 型光電開(kāi)關(guān) 參數(shù) 檢測(cè)方式 回歸反射型（無(wú) MSR 功能） 檢測(cè)距離 0～ 3 m (使用反射板 E39R1 時(shí) ) 標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體 不透明物體 ： 56 mm 以上 光源 紅色發(fā)光二極管 電源電壓 12～ 24 VDC 177。吸引力是指電磁鐵吸合面與被吸附的鐵塊（導(dǎo)磁金屬 ,厚度5 毫米以上）完全接觸之后通電產(chǎn)生的吸力。 根據(jù)稱(chēng)重斗所需要的吸引力的大小選擇 樂(lè)清市正永電氣有限公司 生產(chǎn)的ZYE1P 圓形吸盤(pán)電磁鐵 中的一種。其參數(shù)如表 24 所示。 Y 系列電機(jī)具有效率高，能耗少、噪聲低、振動(dòng)小、重量輕、體積小、性能優(yōu)良，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。基本安裝方式有 IMB IMB IMB3 V V3 等。它的中心高、功率等級(jí)、安裝尺寸均符合 IEC 國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。 本課題選擇的舵機(jī)為 MG955。 用戶一般都對(duì)金屬制的物品比較信賴(lài)，齒輪箱期望選擇全金屬的，舵盤(pán)期望選擇金屬舵盤(pán)。居多。 （ 3）最大旋轉(zhuǎn)角度 不同的舵機(jī)，最大旋轉(zhuǎn)角度不同。 ~176。 16 舵機(jī)的規(guī)格和選型 舵機(jī)的規(guī)格主要有幾個(gè)方面：轉(zhuǎn)速、 轉(zhuǎn)矩、尺寸、重量 、材料等。 舵機(jī)的選擇 舵機(jī)是集成了直流電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器等，并封裝在一個(gè)便于安裝的外殼里的伺服單元。 7． 模擬濾波器的使用 （ 1） 跳線器 J2 是用來(lái)當(dāng)模擬輸出不穩(wěn)定時(shí)插入模擬濾波器的。 （ 3） 電流輸出最大負(fù)載阻抗為 500。 （ 5） 本變送器的輸入信號(hào)范圍允許稱(chēng)重傳感器具有 13mV/V 的靈敏度。 5．與 稱(chēng)重傳感器的連接 在連接稱(chēng)重傳感器之前，請(qǐng)參考以下 內(nèi)容 ： 15 （ 1） 稱(chēng)重傳感器的電纜應(yīng)遵循它們自身的路徑。兩個(gè)裝置之間的電纜線不得超過(guò) 1 米。圈微調(diào)筒調(diào)整 CE 認(rèn)證 EN500811e、 EN500822 EMC、 EN610101 LVD 可選項(xiàng) 115/230Vac 50/60Hz 電源， DIN 導(dǎo)軌安裝 2． AT10 接線圖 和各端子功能 AT10 各端子功能如表 23 所示。 15% 傳感器激勵(lì)電壓 10Vdc ( 最多 4 x 350 傳感器 ) 功耗 6W 可用輸出 0–5Vdc, 0–10Vdc, 0–20mA 或 4–20mA 滿刻度輸入范圍 3mV－ 30mV 可選 線性度 + %滿刻度 安裝 DIN 導(dǎo)軌安裝 尺寸 (長(zhǎng) 高 寬 ) 125mm 90mm 65mm 接線 端子塊，節(jié)距 傳感器連接 4 線 + 屏蔽 儲(chǔ)存溫度 20 至 + 50 176。 13 2．特點(diǎn) 稱(chēng)重變送器有穩(wěn)定性好，輸出信號(hào)可以直接用 PLC 等控制，安裝簡(jiǎn)易。 4 輸出阻抗 Ω 350177。 零點(diǎn)輸出 %. ≤177。 表 21 MTB5 稱(chēng)重傳感器技術(shù)指標(biāo) 額定容量 kg 5 靈敏度 mV/V 2177。 本方案 中， 物料 對(duì)衡器沖擊小，且物料 重 5000g， 選擇 4 個(gè) 5000g 的傳感器，使傳感器工作在其 30%～ 70%量程內(nèi) ，正好滿足要求。 11 如果測(cè)量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對(duì)量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測(cè)量值，就選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器稱(chēng)重傳感器。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使傳感器工作在其 30%～ 70%量程內(nèi)，但有較大沖擊力的衡器，在選用傳感器時(shí)，一般要使傳感器工作在其量程的 20%～ 30%之內(nèi)，才能保證傳感器的使用安全和壽命。但靈敏度高時(shí)，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。 傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過(guò)使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。 （ 2）露天粉塵、潮濕對(duì)傳感器造成短路的影響。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除其本身結(jié)構(gòu)外，主要是使用環(huán)境。它不受測(cè)力點(diǎn)變化的影響。 橋式傳感器的彈性體形狀像橋，因此 得得名。稱(chēng)重傳感器中最多的是電阻應(yīng)變式稱(chēng)重，應(yīng)變片 是稱(chēng)重傳感器的核心單元，彈性體是基礎(chǔ)組成部分。 2．模擬量輸入輸出 統(tǒng)計(jì) 系統(tǒng)需要將重量信號(hào) 輸入到 PLC 中，需要 1 路模擬量輸入。 （ 7） 取消報(bào)警需要 1 路輸入。 （ 3） 電磁鐵得電、失電，需 2 路輸入， 1 路輸出。 S7200PLC 包含了一個(gè)單獨(dú)的 S7200CPU 和各種可選擇的擴(kuò)展模塊，可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。 （ 4）日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品，其中使用較多的是三菱公司 FX FX Q 等系列產(chǎn)品。 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的控制要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。不同型號(hào)的 PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。是否進(jìn)行下次稱(chēng)重由手動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制。同時(shí)， PLC 發(fā)出指令使電磁鐵失電，稱(chēng)重斗下料門(mén)打開(kāi)，放料指示燈亮，進(jìn)入放料階段。大流量進(jìn)料用于提高整體速度。 （ 4）遠(yuǎn)程監(jiān)控功能 使用組態(tài)軟件，構(gòu)建 組態(tài)畫(huà)面，使現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)運(yùn)行情況事實(shí)顯示，并且能夠在遠(yuǎn)程操作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 （ 2）手動(dòng)運(yùn)行功能 在手動(dòng)運(yùn)行情況下，各功能的實(shí)現(xiàn)有對(duì)應(yīng)的按鈕控制。 綜上所述，該控制系統(tǒng)的控制方案應(yīng)選 PLC 控制方案為宜。 相對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō) ,PLC 本 身固有的穩(wěn)定性和可靠性特點(diǎn)決定了它在自動(dòng)化行業(yè)內(nèi)不可取代的地位?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)片內(nèi)集成的功能越來(lái)越強(qiáng)大，并朝著 SOC（片上系統(tǒng)）方向發(fā)展。根據(jù)課題的要求，本課題的控制系統(tǒng)方案有兩種方案可供選擇：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制方案、 PLC 控制方案。隨著稱(chēng)重傳感器技術(shù)以及超大規(guī)模集成電路和微處理器的進(jìn)一步發(fā)展，電子稱(chēng)重技術(shù)及其應(yīng)用范圍將更進(jìn)一步的發(fā)展，并被人們?cè)絹?lái)越重視。 我國(guó)的衡器在 20 世紀(jì) 40 年代以前還全是機(jī)械式的， 40 年代開(kāi)始發(fā)展了機(jī)電結(jié)合式的衡器。這是由于電子衡器不僅給出質(zhì)量或重量信號(hào)，而且也能作為總系統(tǒng)中的一個(gè)單元承擔(dān)著控制和檢驗(yàn)功能，從而推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和合理化。 這樣的生產(chǎn)線自動(dòng)稱(chēng)重控制系統(tǒng)，可以降低原料消耗，控制產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)速度，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，方便監(jiān)控人員更好的了解工作現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)現(xiàn)代化管理。 缺陷二：在這樣的稱(chēng)重系統(tǒng)中，若要提高稱(chēng)重精度，就要降低生產(chǎn)速度，大大阻礙了高速生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。 目前，國(guó)內(nèi)很多中小企業(yè)的生產(chǎn)線稱(chēng)重環(huán)節(jié)多采用磅秤、臺(tái)秤和通用的電子秤。通過(guò)三維力控軟件構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)情況可以實(shí)時(shí)顯示，監(jiān)控系統(tǒng)的控制級(jí)別高于現(xiàn)場(chǎng)控制的級(jí)別。 生產(chǎn)線自動(dòng)稱(chēng)重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以 PLC 為控制核心，稱(chēng)重傳感器 采集 現(xiàn)場(chǎng) 重量信號(hào) ， 稱(chēng)重 變送器將 傳感器的信號(hào) 隔離放大 ， 轉(zhuǎn)換成 010V 的標(biāo)準(zhǔn)信 號(hào) ， EM235模塊將這一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的數(shù)值。生產(chǎn)線自動(dòng)稱(chēng)重技術(shù)水平的提高，可以推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，縮短作業(yè)時(shí)間 ， 改善操作條件 ，降低能源和材料的消耗 ， 提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理。整個(gè)控制過(guò)程分手動(dòng)操作和自動(dòng)操作。生產(chǎn)線自動(dòng)稱(chēng)重技術(shù)水平的提高，可以推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，縮短作業(yè)時(shí)間 ， 改善操作條件 ， 降低能源和 材料的消耗 ， 提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理。 缺陷一：生產(chǎn)線的稱(chēng)重設(shè)備自動(dòng)化程度較低，稱(chēng)重質(zhì)量完全取決于人，稱(chēng)重精度低，并且操作復(fù)雜。 根據(jù)以上 內(nèi)容，就兩方面設(shè)計(jì)自動(dòng)稱(chēng)重控制系統(tǒng)：一是根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)線的稱(chēng)重現(xiàn)狀，相對(duì)提高生產(chǎn)線稱(chēng)重的自動(dòng)化程度、稱(chēng)