【正文】 它是PLC中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。在后續(xù)的章節(jié)中重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。由圖表可以看出,PLC控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有12個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。數(shù)字量擴(kuò)展模塊的地址分配是從最靠近CPU模塊的數(shù)字量模塊開(kāi)始，模擬量擴(kuò)展模塊的地址是從最靠近CPU模塊的模擬量模塊開(kāi)始，在本機(jī)模擬量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字遞增。S7200 CPU226通訊功能完善，具有極高的性能價(jià)格比是很突出的特點(diǎn)，也是我們采用它的主要原因。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，要在滿足功能的要求下，選擇能夠保證系統(tǒng)可靠工作，維護(hù)使用方便以及價(jià)格適中的型號(hào)。圖21 電鍍生產(chǎn)線主電路圖 PLC機(jī)型選擇各種PLC的品種很多，它們的結(jié)構(gòu)形式，性能，價(jià)格也都各不相同，適合的場(chǎng)合也各有側(cè)重。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明的特點(diǎn)，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)等方面得到廣泛應(yīng)用[10]。掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定：CPU執(zhí)行指令的速度；指令本身占有的時(shí)間；指令條數(shù)。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線圈沒(méi)有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)負(fù)載的電流或電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。下面分別對(duì)幾種單元進(jìn)行介紹。用PLC輔以變頻器對(duì)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線行車進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種很有效的自動(dòng)控制方式，是電鍍生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。電鍍行業(yè)是我國(guó)重要的加工行業(yè)，但是大多數(shù)中小企業(yè)仍在使用許多過(guò)時(shí)的技術(shù)和設(shè)備，大量的生產(chǎn)線為半機(jī)械化和半自動(dòng)化控制，一些甚至為手工操作。 第1章 緒論 控制系統(tǒng)概述與選題背景意義 控制系統(tǒng)的概述一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格按照電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素[4]。電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺(tái)行車、三臺(tái)行車和四臺(tái)行車工作，每臺(tái)行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對(duì)于行車的自動(dòng)控制，早期是采用繼電器邏輯電路和順序控制器，發(fā)展至今其控制方式已采用可編程控制器PLC作為核心控制部件，其控制更為安全、可靠、方便、靈活，自動(dòng)化程度更高。為適應(yīng)現(xiàn)代傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，還采用了基于組態(tài)王軟件的系統(tǒng)作為上位機(jī)，配合下位機(jī)PLC完成了該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)功能，更好的使該自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)融入到現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域中。重點(diǎn)分析了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)部分，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、PLC控制I/O端口分配表以及整體程序流程圖等，實(shí)現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了工作人員的工作環(huán)境質(zhì)量。在按要求達(dá)到定時(shí)時(shí)間后自動(dòng)上升，如此完成工藝規(guī)定的每一道工序直至生產(chǎn)線末端，行車便自動(dòng)返回原始位置，并由工人裝卸零件。用PLC輔以變頻器對(duì)電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線行車進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種很有效的自動(dòng)控制方式，是電鍍生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展的主流方向。 課題的選題背景及意義中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的不斷深化，為自動(dòng)化行業(yè)的迅猛發(fā)展提供了廣闊的空間。采用PLC有較完善的診斷和自保護(hù)能力，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。圖11電鍍生產(chǎn)線的工作流程 PLC系統(tǒng)組成PLC分為箱式和模塊式兩種，但他們的組成是相同，基本上都是由CPU，存儲(chǔ)器，輸入/輸出接口電路，電源模塊等幾部分組成的[5]。同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。由只讀存儲(chǔ)器、ROM組成。 輸入/輸出接口電路1. 輸入接口輸入接口電路工作過(guò)程：當(dāng)開(kāi)關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。2. 輸出接口輸出接口工作過(guò)程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)1，有電流流過(guò)，繼電器線圈有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。每次掃描過(guò)程，集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。第2章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì)電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開(kāi)的形式，利用圖形符號(hào)和項(xiàng)目符號(hào)表示電路各電器元件中導(dǎo)電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。圖21中，接觸器KM1，KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)吊鉤的上升和下降，接觸器KM3，KM4控制電動(dòng)機(jī)M2的正、反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)行車的前進(jìn)和后退。目前提供的S7200CPU有：CPU 22CPU 22CPU 22CPU 224XP、CPU 226和CPU 226XM，不同型號(hào)的PLC性能差別也比較大。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機(jī)床、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械、電梯等行業(yè)。在本設(shè)計(jì)中，我將12個(gè)輸入信號(hào)和4個(gè)輸入信號(hào)按各自的功能類型分好，選定與之功能相對(duì)應(yīng)的元器件，然后再與PLC的I/O點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，編排地址如表21所示。表21 I/O分配表序號(hào)輸 入序號(hào)輸 出1上限位SQ113上升KM12下限位SQ214下降KM23左限位SQ315右行KM34右限位SQ416左行KM45XK1行程開(kāi)關(guān)SQ56XK2行程開(kāi)關(guān)SQ67XK3行程開(kāi)關(guān)SQ78啟動(dòng)Q19停止Q210步進(jìn)Q311單周期SB112連續(xù)SB2 PLC外部接線圖在本設(shè)計(jì)中定義的I/O端子接線圖如圖22所示。圖22 I/O端子接線圖 小結(jié)在本章中，主要介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，選擇了西門子S7—200作為本設(shè)計(jì)的PLC機(jī)型，既能夠充分發(fā)揮S7—200系列PLC的性能特點(diǎn)，又能夠滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。1. 定時(shí)器：電氣自動(dòng)控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時(shí)器進(jìn)行時(shí)間控制，靈活地使用定時(shí)器可以編制出復(fù)雜動(dòng)作的控制程序。當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開(kāi)始按一定的時(shí)間單位增加；當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始累計(jì)它的輸入端脈沖電位上升延的次數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)通過(guò)程序使得輸出繼電器線圈得電時(shí)，PLC上的輸出端開(kāi)關(guān)閉合，它可以作為控制外部負(fù)載的開(kāi)關(guān)信號(hào)。以上幾個(gè)是我們?cè)诒敬蜗到y(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中可能需要用到的PLC軟元件，另外PLC還有很多其它的軟元件。這些編程語(yǔ)言都是面向用戶的，它使控制程序的開(kāi)發(fā)、輸入、調(diào)試和修改工作大大簡(jiǎn)化。母線之間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出。2. 電氣控制電路左右母線為電源線，中間各支路都加有電壓，當(dāng)支路接通時(shí)，有電流流過(guò)支路上的觸點(diǎn)與線圈。4. 梯形圖中使用的各種PLC內(nèi)部器件，如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，也不是真的電器元件，但具有相應(yīng)的功能，因此通常按電氣控制系統(tǒng)中相應(yīng)器件的名稱稱呼它們。6. 電氣控制電路中各支路是同時(shí)加上電壓并行工作的，而PLC是采用循環(huán)掃描方式工作，梯形圖中各元件是按掃描順序依次執(zhí)行的，是一種串行處理方式。在PLC運(yùn)行時(shí)，先對(duì)程序進(jìn)行初始化，然后程序?qū)?huì)對(duì)輸入進(jìn)行判斷，查看系統(tǒng)是工作在連續(xù)工作狀態(tài)還是單周期工作狀態(tài)。圖31 電鍍生產(chǎn)線連續(xù)工作和步進(jìn)工作程序流程圖 程序梯形圖設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采取先簡(jiǎn)單，后復(fù)雜的處理方法。在步進(jìn)工作方式的軟件編寫中，同樣采取與以上兩種工作方式相同的主程序，只在原來(lái)兩種工作方式的軟件程序中并行添加實(shí)現(xiàn)步進(jìn)的各種邏輯條件即可，使步進(jìn)程序的執(zhí)行是在以上兩種程序的基礎(chǔ)上通過(guò)附加條件實(shí)現(xiàn)，最終完成整個(gè)軟件程序的編寫。在編寫過(guò)程中先完成連續(xù)工作和單周期工作方式的軟件編寫，然后在這兩種工作方式的基礎(chǔ)上結(jié)合步進(jìn)工作方式的具體特點(diǎn)，編寫出步進(jìn)工作方式的程序，然后對(duì)照程序梯形圖寫出程序指令表，從而完成整個(gè)系統(tǒng)的軟件編寫工作。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過(guò)手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，可靠性差；或者購(gòu)買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。它具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫(kù)、動(dòng)畫連接；無(wú)與倫比的動(dòng)力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動(dòng)畫功能可以對(duì)畫面中的一部分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打??；變量導(dǎo)入導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到Excel表格中，方便的對(duì)變量名稱等屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實(shí)現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開(kāi)發(fā)時(shí)間；強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)的分布式保存。 監(jiān)控畫面設(shè)計(jì) 建立新工程啟動(dòng)組態(tài)王軟件的工程管理器，在菜單中點(diǎn)擊“新建”彈出對(duì)話框如圖41。圖42 工程向?qū)е诠こ搪窂轿谋究蛑休斎胍粋€(gè)有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對(duì)話框中選擇一個(gè)有效的路徑。點(diǎn)擊“完成”，則完成了一個(gè)新工程的建立。同時(shí)支持畫面之間的圖形對(duì)象拷貝，可重復(fù)使用以前的開(kāi)發(fā)結(jié)果。圖45 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)圖46 完成的系統(tǒng)畫面在工具箱中可以選定各種現(xiàn)有圖形，并且可以用繪圖工具繪制各種圖形、添加文本、調(diào)劑顏色等操作。單擊“下一步”進(jìn)入如圖49所示對(duì)話框。單擊“下一步”，彈出如圖411所示對(duì)話框。需要檢測(cè)外部輸入量是否與PLC相連時(shí)，只用雙擊該設(shè)備，在彈出的對(duì)話框中選擇測(cè)試PLC即可。在變量名中填入所需設(shè)置的變量名，如“XX”。而在實(shí)際工程應(yīng)用中，一般都需要定義許多變量，而這些變量都是彼此相關(guān)聯(lián)的，這樣在這樣按著圖315所示的步驟定義的話，工作量非常的大，既浪費(fèi)人力，又浪費(fèi)時(shí)間。自此，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)建立完畢。圖416 水平移動(dòng)連接在表達(dá)式框中填入表達(dá)式，在下面的移動(dòng)距離中填寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)，按確定即可。而這兩種語(yǔ)句本身也可以嵌套使用，基本的語(yǔ)法形式都一樣。根據(jù)整個(gè)過(guò)程運(yùn)行要求，以及所設(shè)定的變量，現(xiàn)編程序如下。if(\\本站點(diǎn)\YY==1)\\本站點(diǎn)\ZYYX=\\本站點(diǎn)\ZYYX+20。根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體要求，在完成了系統(tǒng)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)后，再完成組態(tài)畫面的各種要素和變量的定義，最后根據(jù)系統(tǒng)工作原理和仿真效果編寫出畫面語(yǔ)言命令，即完成了本階段設(shè)計(jì)。圖51 組態(tài)監(jiān)控畫面按動(dòng)“連續(xù)”按鈕，再按“啟動(dòng)”，系統(tǒng)向上運(yùn)行，如圖52所示。圖55 連續(xù)工作 槽1 上升當(dāng)右行到右限位時(shí)，碰到右限位開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)向左運(yùn)行，如圖56所示。上面演示的只是連續(xù)工作一種模式，當(dāng)系統(tǒng)工作在其他方式時(shí)，仿真效果相似，就不再列出。但是在編寫的過(guò)程中我還是遇到了很多問(wèn)題，比如說(shuō)在電鍍過(guò)程中要求定時(shí)，這在實(shí)際生產(chǎn)中有著無(wú)可比擬的重要性，而我恰恰在定時(shí)的設(shè)置上遇見(jiàn)了問(wèn)題，而且在編寫過(guò)程中有一些小的細(xì)節(jié)我也沒(méi)有考慮的足夠細(xì)致。59謝 辭歷時(shí)幾個(gè)月的努力，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，在同學(xué)們的幫助下，在自己通過(guò)各方面查找資料后，我最終完成了基于PLC的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所以說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)的不僅僅是我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，更是檢驗(yàn)和鍛煉我們解決問(wèn)題和獲取知識(shí)的能力，我認(rèn)為我的這些能力就在這次設(shè)計(jì)中得到了很大的鍛煉。[7] otherwise the result is a 0. This result now replaces the two numbers that were recalled, and there is only one number remembered. The process is repeated for lines 00003 and 00004, but when these are done there are now three numbers remembered. The oldest number is from the AND, the newer numbers are from the two LD instructions. The AND in line 00005 bines the results from the last LD instructions and now there are two numbers remembered. The OR instruction takes the two numbers now remaining and if either one is a 1 the result is a 1, otherwise the result is a 0. The last instruction is the ST (store output) that will look at the last value stored and if it is 1, the output will be turned on。 UNTIL N7:0 = 10 END_REPEAT。 (2) Every three months to replace the power rack below the filter。 4. Equipment and method of disassembly sequence (1) Downtime, must be two or more monitoring operation。 (5) CPU motherboard and I / 0 boards in the bottom of the screw rotation after template change