【正文】 37 錄 2 外文文獻(xiàn) Control Devices and PLC 1, Types of Controls Devices Several types of control devices are used industry to satisfy the following control needs: Mechanical Control Pneumatic Control Electromechanical Control Electronic Control Computer Control Programmable Control Mechanical control includes cams and governors. Although they have been used for the control of very plex machines, to bi cost effectively, today they are used for simple and fixedcycle task control. Some automated machines, such as screw machines, still use cambased control. Mechanical control is difficult to manufacture and is subject to wear. Pneumatic control is still very popular for certain applications. It uses pressed air, valves, and switches to construct simple control logic, but is relatively sloe. Because standard ponents are used to construct the logic, it is easier to build than a mechanical control. Pneumatic control parts are subject to wear. As does a mechanical control, an electromechanical control uses switches, relays, timers, counters, and so on, o construct logic. Because electric current is used, it is faster and more flexible. The controllers using electromechanical control, except that the moving mechanical ponents in an electromechanical control device are replaced by electronic switches, which works faster and is more reliable. Computer control is the most versatile control system. The logic of the control is programmed into the puter memory using software. It not only can be for machine and manufacturing system control, but also for data 38 munication, Very plex control strategies with extensive putations can be programmed. The first is the interface with the outside world. Internally, the puter uses a low voltage (5 to 12 volts) and a low current (several milliamps). Machine requires much higher voltages (24,110 or220 voltages) and currents (measured in amps). The interface not only has to convert the voltage difference, but also must filter out the electric noise usually found in the shop. The interface thus must be custombuilt for each application. 2, Relay Device Components A relay device is the main ponents of PLC and consists of a front display panel with switches, relays, timers, and counters. Switches A switch is a device that either opens a circuit. Although there are numerous types and styles of switches, they can be classified into the following categories (): LockingNormally ClosedMultiple PoleNonLockingNormally OpenedMultiple Throw Types of switches ● Locking and no locking ● Normally opened and normally closed ● Single throw and multiple throw ● Single pole and multiple pole 39 Typical switches used in the control circuit include: ● Selector switches ● Pushbutton switches ● Photoelectric switches ● Limit switches ● Proximity switches ● Level switches ● Thumbwheel switches ● Slide switches Relay A switch operation is activated by an electromag is called a relay (). The contact and zymology for relays is usually the same as for switches. A small current passes through the mag causing the pole to switch. Usually, the mag is rated between 3to100 volts and a few hundred milliamps. Therefore, it is operated at very low power (current and voltage). A circuit carrying a much heavier rating can be switched using a relay。 程序編制時，還應(yīng)充分考慮對可能出現(xiàn)的各種危險操作的保護(hù)，如不 允許兩個電磁閥繼電器同時動作，以保證液壓系統(tǒng)油壓相對恒定；不允許上下卡頭同時放松；上下卡頭同時夾緊時，禁止主缸提升或回落。 表 1 PLC 輸入輸出端口配置表 類別 輸入信號 輸入端口 輸出端口 輸出信號 C P U 2 手 /自動選擇 提升指示 重物提升 回落指示 重物回落 報警信號 上卡夾緊 上卡夾緊 上卡放松 下卡放松 油缸上行 油缸上行 油缸下行 油缸下行 下卡夾緊 下卡夾緊 35 2 4 下卡放松 上卡放松 油缸上行到位 油缸下行到位 電機(jī)過流 復(fù)位 急停 EM231 上卡壓力檢測 RA 下卡壓力檢測 RB 為使系統(tǒng)有友好的人機(jī)對話界面，實(shí)現(xiàn)如行走步數(shù)、夾緊時間、壓力上下限等現(xiàn)場參數(shù)的設(shè)定和輸出各種報警提示信息，選擇一臺西門子 TD200 文本顯示器作為顯示設(shè)定單元。 設(shè)備應(yīng)具有手動和自動兩種控制模式，自動用于正常的重物提升和回落，手動模式用于調(diào)試、檢查維修等工作。由于該設(shè)備工作于環(huán)境惡劣的施工現(xiàn)場且動作需平穩(wěn)、準(zhǔn)確，因此要求該設(shè)備的控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性、靈活性和友好的人機(jī)界面，操作簡單 方便。一方面自己的實(shí)際動手能力得以提高，一方面把學(xué)過的知識作了鞏固。 從經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面考慮，本設(shè)計(jì)的控制方法主要適用于大、中型礦井，略加改動的情況下同樣適用于小型礦井，由于經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)關(guān)系，本設(shè)計(jì)仍然存在著許多不足，希望老師能給與知道及改正。先選用 YZ— PC 10 型 PLC， 5 個模塊，其接點(diǎn)為 40 個。可用的指令集將直接影響實(shí)現(xiàn)控制程序所需的時間和程序執(zhí)行時間。 （ 2）估計(jì)法 用戶可以根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進(jìn)行計(jì)算。 2） 確定框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計(jì)算出 I/O 模塊所需總背板電流值。 （ 3） 模擬量輸入 /輸出 模擬量輸入輸出接口是用來感知傳感器產(chǎn)生的信號的。 2 輸入 /輸出的選擇 PLC 是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工藝生產(chǎn)過程，他的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。 6）診斷功能： PLC 的診斷功能有內(nèi)診斷和外診斷兩種。 應(yīng)用場合：設(shè)定值控制、流量計(jì)算、 PID 調(diào)解、定位控制和工程量單位換算。對局域網(wǎng)的考慮可允許在將來將單個控制器集成為一個廠級通訊網(wǎng)絡(luò)。 7）編制技術(shù)文件。對于簡單的控制系統(tǒng)，也可省去這一步。 19 3）選擇 PLC 機(jī)型。 4）設(shè)計(jì)控制程序。 4） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量時，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。有時會發(fā)現(xiàn)，某種型號的 PLC 雖然滿足所需的功能和要求，但僅由于能驅(qū)動同軸電纜的長度的限制而不得不改用其它型號的PLC。 3 分散控制系統(tǒng) 分散控制系統(tǒng)，它的構(gòu)成如圖 34 所示。該控制系統(tǒng)多用于各控制對象所處的地理位置比較近， 且相互之間的動作有一定聯(lián)系的場合。該方式一般應(yīng)用于復(fù)雜的條 15 件控制場合，如流水生產(chǎn)線、港口待時輸送機(jī)等。另一個暫停運(yùn)行方法是用暫停開關(guān)直接切斷負(fù)載電源，同時送給控制器輸入信號，以停止執(zhí)行程序。半自動方式多用于檢測手段不完善、需要人工判斷或某些設(shè)備不具備自動控制條件而靠人工干預(yù)的場合。 解決這種矛盾的辦法有兩種。在點(diǎn)數(shù)特別多的情況下，配置網(wǎng)絡(luò) 13 會增加費(fèi)用，可以考慮使用多臺 PLC 控制。 單體控 制的小系統(tǒng)，沒有 PLC 鍵的通信問題，但有時要求功能齊全，容量變化大，有些還要求與原系統(tǒng)的其它機(jī)型向連接。 4）各功能塊子程序的編制。 8） I/O 模 塊配置及系統(tǒng)電源容量校驗(yàn)：模塊確定后，要根據(jù)每個模塊各支路同時工作，即系統(tǒng)最大可能工作需要的電流數(shù)來校核電源容量，當(dāng)各機(jī)架負(fù)載不均時，亦可將模塊的配置予以適當(dāng)調(diào)整。另外還利用停電記憶功能的輔助繼電器，保證在電源恢復(fù)時按著原來的程序往下運(yùn)行，這樣就使提升機(jī)的運(yùn)行效率大大提高，安全系數(shù)也相應(yīng)提高。保留原 來 的 電 流延 時 控制功能，其 電 流延 時 功能 為自動 控制。這種類型的提升機(jī)是帶有附加延時的電流控制系統(tǒng)。其四， PLC 抗干擾能力 強(qiáng) ，使提升機(jī)在 運(yùn)轉(zhuǎn)時 不怕震 動 ，不怕火花，能 適應(yīng) 各種 惡 劣的 工業(yè)環(huán) 境。 這 是因 為： 其一， PLC 就有 計(jì)數(shù) 功能，使提升機(jī)原控制回路中的 時間繼電 器，控制回路中的大部分的觸 點(diǎn) 均被 PLC 的 內(nèi) 部存儲邏輯 所 代替。 對 于 過 卷、蹲罐等故障的防止和 處理，墨前有很多種方法，但 這 些方 法總 的 講 不是十分完美。 交流提升機(jī)在 運(yùn) 行中， 較難解決 的 問題 是 電動 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 電阻 的串入和切除的控制。 根據(jù)分析，提升機(jī)提升重物開始階段，是容易產(chǎn)生滑動的情況，除非在放下重物或提升重物的減速大于提升重物開始時的加速度，才需要進(jìn)行校核外，只需要校核提升重物開始階段就可以了。但也不是摩擦系數(shù)越大越好，因?yàn)樵谀承┣闆r下，鋼絲繩的滑動，有利于保護(hù)機(jī)械設(shè)備，使其免予過載。 下為 4（Ⅰ）型多繩摩擦式礦井提升機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表： 4 型 號 導(dǎo)向輪直徑 鋼 絲 繩 最大靜拉力 最大靜拉力差 有導(dǎo)向輪時最大直徑 無導(dǎo)向輪時最 大直徑 間距 m KN