【正文】 輸入處理（輸入傳送、遠(yuǎn)程 I/O） 更新時(shí)鐘、特殊寄存器 通信服務(wù)（外設(shè)、 CPU、總線服務(wù)） 內(nèi)部處理 CPU 運(yùn)行方式 CPU 強(qiáng)制為 STOP STOP RUN Y N Y N 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類： （ 1）制造業(yè)自動(dòng)化 （ 2）中小型單片機(jī)電氣控制系統(tǒng) （ 3）運(yùn)動(dòng)控制 （ 4）數(shù)據(jù)處理 （ 5）流程工業(yè)自動(dòng)化 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇 本課題選 用三相異步電動(dòng)機(jī)控制作為行車和吊鉤的動(dòng)力單元。它的使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡單控制到復(fù)雜的自動(dòng)控制， 適用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 ：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)外部的開關(guān)信號為閉合時(shí)，輸入繼電器的線圈得電，在程序中常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。STEP7Micro/ 編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主 要用于開發(fā)程序，也可用于適時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 PLC 編程語言 PLC 是通過運(yùn)行編寫的 用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。對 S7200 系列的 PLC 來說，還有一種輸出“盒”（功能框），它代表附加的指令，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等功能指令。對于外部輸入信號，只要接入一個(gè)信號到 PLC 即可。 組態(tài)軟件 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)的自動(dòng)化領(lǐng)域出現(xiàn)了新的發(fā)展空間：通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，組建了優(yōu)質(zhì)高效的監(jiān)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加安全可靠。 導(dǎo)入和導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到 Excel 表格 中 ， 方便 對變量 的 名稱等屬性進(jìn)行修改 。 組態(tài)王軟件的 設(shè)計(jì) 組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備或軟件程序都作為外部設(shè)備使用。 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 ： 選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“數(shù)據(jù)庫 \數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖 標(biāo)，彈出“定義變量”對話框 。 圖 51 初始狀態(tài) 按下 “連續(xù)運(yùn)行”按鈕，再按“啟動(dòng)按鈕”，系統(tǒng)向上運(yùn)行，上升指示燈亮如圖 52所示。 PLC 編程是整個(gè)設(shè)計(jì)最主要的一部分，編程 采用 的是 梯形圖編程語言，所有的編 寫步驟和編寫要點(diǎn)是嚴(yán)格按照課題要求來編寫的，整個(gè)編寫過程相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)。再次，我還要認(rèn)真地謝謝我身邊所有的朋友和同學(xué)，你們對我的關(guān)心、幫助和支持是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力之一，謝謝你們這四年以來對我的 關(guān)懷和照顧。 從實(shí)驗(yàn)室就一直跟著王老師，到論文 最初的定題 、資料收集、寫作、修改，到論文定稿，給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。 總 結(jié) 電鍍是一門具有悠久歷史的表面處理技術(shù)，近幾年來，隨著新的工藝技術(shù)方 法，尤其是一些新的鍍層材料和復(fù)合電鍍技術(shù)的出現(xiàn)，極大擴(kuò)展了這一項(xiàng)表面處理技術(shù)的應(yīng)用 ，并使其成為現(xiàn)代表面工程技術(shù)的重要組成部分。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫面 \打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇要打開的畫面。主要有： (1) 嘗試恢復(fù)間隔：定義為 30S； (2)最長恢復(fù)時(shí)間：這里定義為 24h； (3)動(dòng)態(tài)優(yōu)化：此項(xiàng)參數(shù)可以優(yōu)化組態(tài)王的數(shù)據(jù)采集。豐富的設(shè)備支持庫，支持常見的 PLC 設(shè)備、智能儀表、智能模塊。 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 組態(tài)軟件 的特點(diǎn)： ，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色等 。 酸洗過程： 圖 42 酸洗程序指令 電鍍過程 ： 圖 43 電鍍程序指令 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 清洗過程 ： 圖 44 清洗程序指令 5 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)除硬件和軟件的設(shè)計(jì)之外，還需要有良好的人機(jī)控制界面，以便于對系統(tǒng)調(diào)控和對相關(guān)參數(shù)的修改。梯形圖中每個(gè)繼電器和觸點(diǎn)均為 PLC 存儲器中的一位，相應(yīng)位為“ 1”，表示繼電器線圈通電、常開接點(diǎn)閉合或常閉接點(diǎn)斷開；相應(yīng)位為“ 0”，表示繼電器線圈斷電、常開接點(diǎn)斷開或常閉接點(diǎn)閉合。母線之間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出。 （ 6）擴(kuò)展操作系統(tǒng)功能。 以上幾個(gè)是我們在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中 需要用到的 PLC 軟元件，另外 PLC 還有很多其它的軟元件。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時(shí)，計(jì)數(shù)器開始累計(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)，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 圖 33 I/O 端子接線圖 基于 PLC 的電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件的組成及作用 PLC 內(nèi) 部資源 內(nèi)部 資源 根據(jù)軟元件的功能不同，分成了許多區(qū)域，如輸入 /輸出繼電器區(qū)、定時(shí)器區(qū)、計(jì)數(shù)器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等。其硬件組成如圖 所示。如查出有異常時(shí)， PLC 上的故障提示 LED 燈亮，在特殊繼電器中會存入出錯(cuò)代碼；當(dāng)有致命錯(cuò)誤出 現(xiàn)時(shí)， CPU 被強(qiáng)制為 STOP 方式， PLC 的掃描過程便停止。機(jī) 器上電后對 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行一次上電初始化，包括初始化硬件，檢查 I/O 模塊工作狀態(tài)，設(shè)定的停電保持范圍，系統(tǒng)的通信參數(shù)等。它使 PLC 具有基本功能，能夠完成 PLC 設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。 圖 21 PLC 結(jié)構(gòu)框圖 （ 1）中央處理單元（ CPU） 與一般的計(jì)算機(jī)一樣， CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能控制 PLC有條不紊地進(jìn)行工作。整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 成本 低 ， 體積小 和安裝方便。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類 PLC 按其 I/O 點(diǎn)數(shù)多少一般可分為以下 3 類。這是世界上的第一臺可編程控制器，型號為 把他稱作可編程序邏輯控制器 ,簡稱 PLC。近些年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)化逐漸在電鍍車間應(yīng)用起來，自動(dòng)化程度逐漸提高，電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)化得到了發(fā)展，逐漸在追趕發(fā)達(dá)國家。如果電鍍生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，工人可以通過在控制室監(jiān)控，盡可能不去或少去車間， 就能 減少身體危害，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人生命安全。 用 PLC 輔以變頻器對電鍍自動(dòng)生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、操作靈活、工作穩(wěn)定、使用安全、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，是電鍍行業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、成本低、高質(zhì)量自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。 重點(diǎn)分析了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)，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 ，并輔以組態(tài)王進(jìn)行監(jiān)控 等。PLC。防腐蝕、抗耐磨等都是通過電鍍工藝所生產(chǎn)的 產(chǎn)品的特性。更高效安全的電鍍生產(chǎn)線，必將對我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。 電鍍生產(chǎn)線采用專用 的行車架，行車架上帶 有可 以上升和下降 的吊鉤， 吊鉤 和 行車 由 電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)，行車 的進(jìn)退和吊鉤升降由限位開關(guān)控制，限 定為三槽位， 依次 完成酸洗 、電鍍、清洗過程。 人們將微機(jī)技術(shù) 結(jié)合 到 PLC 中，使其能夠更好的發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能，用邏輯編程取代了硬連線邏輯， 增加了 數(shù)據(jù)傳送 、 運(yùn)算和處理等功能，使其真正的 成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備。 I/O 點(diǎn)數(shù)在 2048 點(diǎn)以上，程序和數(shù)據(jù)存儲容量最高分別可達(dá) 10MB，具有極強(qiáng)的軟件和硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。各模塊功能是獨(dú)立的，外形尺寸是統(tǒng)一的，可根據(jù)需要靈活配置。 輸 出 接 口 單 元 輸 入 接 口 單 元 CPU 存儲器 電源部分 編程設(shè)備 按鈕、行程開關(guān)等 接觸器、電磁閥等 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 2） I／ O 模塊 輸入 (Input)模塊和輸出 (Output)模塊簡稱為 I／ O 模塊，輸入單元用來接收來自用戶設(shè)備的各種控制信號，如行程開關(guān)、限位開關(guān)、選擇開關(guān)、操作開關(guān)以及其他傳感器的信號。使用編程軟件可以在屏幕上直接生產(chǎn)和編輯梯形圖、語句表、功能圖和順序功能圖程序，并能實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。首先進(jìn)行輸入掃描，其次完成其他外設(shè)的通信處理，然后進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器 的 更新處理。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)容易，價(jià)格便宜，具有較好 動(dòng)性性能 。