【正文】 電接通，預(yù)告燈停止閃爍， Y003（磁選機(jī)繼電器）得電接通，正式開始逆流 啟動(dòng)。首先要實(shí)現(xiàn)報(bào)警， PLC 梯形圖可以如下圖： 圖 54 礦位報(bào)警 X005 為原礦低位， X006 為精粉池高位， Y000 為高低位報(bào)警，當(dāng) X005 或者 X006 任何一個(gè)接通， Y000 就得電，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 按停止 SB2，生產(chǎn)線順流停車：給礦機(jī)→粗碎機(jī)→ 1膠帶機(jī)→細(xì)碎機(jī)→ 2膠帶機(jī)→篩選機(jī)→ 3膠帶機(jī)→ 4膠帶機(jī)→圓盤喂料機(jī)→ 5膠帶機(jī)→球磨機(jī)→螺旋分級(jí)機(jī)→磁選機(jī)（每 2 秒停止下一級(jí)設(shè)備）。輸入信號(hào)共有 21 個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)，需占用 21 個(gè)輸入端子。由于 PLC 的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10?？刹扇∫韵麓胧┮詼p小 I/O 干擾對(duì) PLC 系統(tǒng)的影響。接地系統(tǒng)混亂對(duì) PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。還可以在隔離變壓器一次側(cè)串接濾波器，如圖所示。因此，在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還需要注意系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計(jì)。如果控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，可以借助流程圖。 （ 7）、程序說(shuō)明書的編寫 程序說(shuō)明書是整個(gè)程序內(nèi)容的綜合性說(shuō)明文檔，是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作的總結(jié)。 編寫程序過(guò)程中要及時(shí)對(duì)編出的程序進(jìn)行注釋，以免忘記其間的相互關(guān)系。尤其輸入 /輸出定義表注釋注解內(nèi)容應(yīng)盡可能詳細(xì)。 熟悉編程語(yǔ)言最好的辦法就是上機(jī)操作，并編制一些試驗(yàn)程序，在模擬平臺(tái)上進(jìn)行試運(yùn)行，以便詳盡地了解指令的功能和用途，為后面的程序設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)，避免走彎路。主要內(nèi)容包括：確定程序結(jié)構(gòu)；定義輸入 /輸出 、中間標(biāo)志、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)等參數(shù)表；編制程序；編寫程序說(shuō)明書。 （ 2）互鎖與聯(lián)鎖措施 除在程序中保證電路的互鎖關(guān)系， PLC 外部接線中還應(yīng)該采取硬件的互鎖措施，以確保系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。 、分配輸入 /輸出點(diǎn) PLC 機(jī)型及輸入 /輸出（ I/O）模塊選擇完畢后，首先，設(shè)計(jì)出 PLC 系統(tǒng)總體配置圖。此外，輸出電壓值 和輸出電流值也各有不同。輸入模塊最常見(jiàn)的為 24V 直流輸入，還有直流 5V、 12V、 48V，交流 115V/220V等。因此在程序編制前只能粗略的估算。 （ 5）其他特殊要求 考慮被控對(duì)象對(duì)于模擬量的閉環(huán)控制、高速計(jì)數(shù)、運(yùn)動(dòng)控制和人機(jī)界面（ HMI）等方面的特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊 I/O 模塊的 PLC。同一機(jī)型 PLC 的另一個(gè)好處是，在使用上位計(jì)算機(jī)對(duì) PLC 進(jìn)行管理和控制時(shí)，通信程序的編制比較方便。 對(duì)于控制比較復(fù)雜，控制功能要求更高的工程項(xiàng)目，例如要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能時(shí)，可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔機(jī)（如西門子公司的 S7300或 S7400系列、 OMRON的公司的 C200H或 CV/CVM1系列、 AB公司的 Control Logix 系列等）。 、 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 隨著 PLC 的推廣普及， PLC 產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來(lái)越多。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件和軟件可以分開進(jìn)行。而 PLC 是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng) ； （ 5）定時(shí)控制 —— 繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。 （ 1） 功能更強(qiáng)大 ； 除了能做普通邏輯處理外，還具有浮點(diǎn)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、模廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 2 擬量控制等功能。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。并經(jīng)過(guò)上機(jī)調(diào)試系統(tǒng)運(yùn)行可靠，設(shè)計(jì)達(dá)到要求和目的。 關(guān)鍵詞： PLC 控制技術(shù)；鐵精粉生產(chǎn)； I/O 分配圖；梯形圖；時(shí)序圖 II Abstract Programmable logic controller (PLC) for digital electronic system of industrial environment as one, with the rapid development of microelectronics and puter technology, has bee one of the most important industrial controller, the most popular, most applications. This paper describes the use of FX2N series programmable controller as the main control machine, automatic control system, PLC control of the iron concentrate production. According to the automatic production line of iron powder, software and hardware design of the control system is given, and with the I/O distribution diagram, block diagram, ladder diagram and sequence diagram. And through the debugging system is reliable in operation, designed to meet the requirements and objectives. Keyword: PLC control technology。對(duì)于一般意義上的計(jì)算機(jī)， PLC 并不僅僅具有計(jì)算機(jī)的內(nèi)核，它還配置了許多使其適用于工業(yè)控制的器 件。現(xiàn)在市場(chǎng)上一些功能強(qiáng)大的 PLC 已經(jīng)能完成除以上常規(guī)外，還能做復(fù)雜運(yùn)算，比如多維數(shù)據(jù)運(yùn)算，矩陣相乘，向量運(yùn)算等； （ 2） 響應(yīng)時(shí)間更短：繼電器控制是通過(guò)觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間的機(jī)械動(dòng)作來(lái)完成邏輯控制，而 PLC 集成電子邏輯，響應(yīng)速度和控制精度是傳統(tǒng)繼電器無(wú)法比擬的； （ 3） 故障點(diǎn)更少：繼電器控制通過(guò)機(jī)械式接觸會(huì)因?yàn)橛|頭的損壞或者老化等原因，壽命普遍抗不過(guò) PLC， PLC 早已是工業(yè)界公認(rèn)的無(wú)故障控制器； （ 4） 通訊功能更強(qiáng)大：現(xiàn)在的工業(yè)環(huán)境，早已不是單純的單機(jī)控制，或者一條生產(chǎn)線的控制，而多涉及多機(jī)群控，和大型的流程自動(dòng)化控制，這對(duì)于控制器本身的通訊要求極高，繼電器根本不可能做的到，而如今的 PLC 不僅能完成與現(xiàn)場(chǎng)工作儀表、電氣傳動(dòng)等執(zhí)行層的通訊，也能 PLC 于 PLC 之間通訊，更能做到 PLC 與上位計(jì)算機(jī)，中央控制室的以太網(wǎng) 通訊，組成一個(gè)龐大而復(fù)雜的控制網(wǎng)絡(luò)； （ 5） 控制對(duì)象更多：如今不管是單機(jī)設(shè)備，還是工廠控制，遠(yuǎn)不是簡(jiǎn)單的邏輯執(zhí)行就能完成，比如許多設(shè)備實(shí)際上除了單純的數(shù)字量輸入輸出外、還有更多420ma/010V 模擬量輸入輸出的處理，其下位執(zhí)行層更有變頻、伺服系統(tǒng)等傳動(dòng)、甚至還有液壓系統(tǒng)等等，而這些，客戶當(dāng)然希望只需要一個(gè)控制器來(lái)完成，即 “ 通用的控制 ” 概念，那么 PLC 就能做到。時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問(wèn)題。 、 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求和工藝需求，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。近年來(lái)，從國(guó)外引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)廠家或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列，上百種型號(hào)。 （ 2）結(jié)構(gòu)上合 理、安裝要方便、機(jī)型上應(yīng)統(tǒng)一 按照物理結(jié)構(gòu)， PLC 分為整體式和模塊式。這樣，容易把控制各獨(dú)立的多臺(tái) PLC 聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式系統(tǒng)，相互通信，集中管理，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢(shì)。對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備份系統(tǒng)。 、 I/O 模塊的選擇 在 PLC 控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，要將對(duì)象的各種測(cè)量參數(shù)，按要求的方 式送入 PLC。按公共端接入正負(fù)電位不同分為漏型和源型。 （ 3）模擬量輸入信號(hào) 生產(chǎn)過(guò)程的許多參數(shù)，如溫度、壓力、液位、流量都可以通過(guò)不同的檢測(cè)裝置轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號(hào)，然后再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入 PLC。然后 依據(jù)工藝布置圖，參照具體的 PLC 相關(guān)說(shuō)明書或手冊(cè)將輸入信號(hào)與輸入點(diǎn)、輸出控制信號(hào)與輸出點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)畫出 I/O 接線圖即 PLC 輸入 /輸出電氣原理圖。 （ 3）失壓保護(hù)與緊急停車措施 PLC 外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護(hù)措施，當(dāng)臨時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)”按鈕 PLC 的外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。PLC 應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)還包括文本顯示器或觸摸屏等人機(jī)界面（ HMI）設(shè)備及其它特殊功能模塊的組態(tài)。 （ 4）、定義參數(shù)表 參數(shù)表的定義包括對(duì)輸入 /輸出、中間標(biāo)志、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)區(qū)的定義。地址盡量按由小到大的順序排列， 沒(méi)有定義或備用的點(diǎn)也不要漏掉，這樣便于在編程、調(diào)試和修改程序時(shí)查找使用。注釋應(yīng)包括程序段功能、邏輯關(guān)系、設(shè)計(jì)思想、信號(hào)的來(lái)源和去向等的說(shuō)明，以便于程序的閱讀和調(diào)試。編寫的主要目的是讓程序的使用者了解程序的基本結(jié)構(gòu)和某些問(wèn)題的處理方法，以及程序閱讀方法和使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。所謂經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在一些典型應(yīng)用基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制 系統(tǒng)的具體要求，第三 章、 PLC 控 制設(shè)計(jì)步驟 11 選用一些基本環(huán)節(jié)，適當(dāng)組合、修改、完善，使其成為符合控制要求的程序。 、抗電源干擾的措施 （ 1）、采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾 在 PLC 控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。 (3)正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。 （ 1）、從抗干擾角度選擇 I/O 模塊。 ④交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會(huì)影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選擇，或加隔離繼電器。具體分配如下：起動(dòng)、停車、緊停需要四個(gè)輸入端子；各倉(cāng)倉(cāng)位信號(hào) ( 原礦倉(cāng)高、低位信號(hào)， 精粉池高、低位信號(hào) )需要四個(gè)輸入端子；各設(shè)備動(dòng)作的返回信號(hào)需要 13 個(gè)輸入端子。 按下急停 SB3，整個(gè)生產(chǎn)線立即停止運(yùn)行，并亮急停燈（ Y20 為 ON），這時(shí)不能啟動(dòng)； 當(dāng)原礦低位（ X5 為 ON）或精粉池高位（ X6 為 ON）時(shí)報(bào)警（ Y0 為 ON），不能啟動(dòng)，若原為啟動(dòng)狀態(tài)則自動(dòng)停車 （順流停車）。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 24 當(dāng)?shù)V位報(bào)警時(shí)，生產(chǎn)線不能啟動(dòng)，可以在啟動(dòng)前進(jìn)行檢測(cè)，則如下圖所示： 圖 55 礦位、故障報(bào)警禁止啟動(dòng) X005 和 X006 都是限位開關(guān)，當(dāng)?shù)V位達(dá)到條件觸發(fā)開關(guān)，就由閉合狀態(tài)變?yōu)閿嚅_狀 態(tài)，當(dāng) X000 接通也不會(huì)接著運(yùn)行下面的程序，達(dá)到礦位報(bào)警時(shí)禁止啟動(dòng)的目的。 、啟動(dòng)模塊 要求按下啟動(dòng) SB1 后，鐵精粉生產(chǎn)線逆流啟動(dòng)，先啟動(dòng)預(yù)告（ Y2 閃爍）， 5 秒后開始正式逆流啟動(dòng)：磁選機(jī)→螺旋分級(jí)機(jī)→球磨機(jī)→ 5膠帶機(jī)→圓盤喂料機(jī)→ 4膠帶機(jī)→ 3膠帶機(jī)→篩選機(jī)→ 2膠帶機(jī)→細(xì)碎機(jī)→ 1膠帶機(jī)→粗碎機(jī)→給礦機(jī)（每 2 秒啟動(dòng)下一級(jí)設(shè)備）。程序中使用了定時(shí)器、模擬開關(guān)等，經(jīng)調(diào)試，本程序能夠達(dá)到工藝要求。 利用編程軟件 GX Developer 打開事先編好的梯形圖程序，如下圖把梯形圖邏輯 測(cè)試啟動(dòng)： 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 30 圖 511 梯形圖邏輯測(cè)試啟動(dòng) 當(dāng)啟動(dòng)完成后，梯形圖就會(huì)如下圖所示狀態(tài)： 圖 512 啟動(dòng)前系統(tǒng)狀態(tài) 這時(shí)我們假設(shè)按下 SB1 啟動(dòng)按鈕，在軟元件測(cè)試中，強(qiáng)制啟動(dòng) X000，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)按照程序達(dá)到逆流啟動(dòng)的效果，如下圖所示： 第 五 章、 軟 件設(shè)計(jì) 31 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用 32 圖 513 系統(tǒng)逆流啟動(dòng) 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后 先啟動(dòng)預(yù)告（ Y2 閃爍）， 5 秒后開始正式逆流啟動(dòng)：磁選機(jī)→螺旋分級(jí)機(jī)→球磨機(jī)→ 5膠帶機(jī)→圓盤喂料機(jī)→ 4膠帶機(jī)→ 3膠帶機(jī)→篩選機(jī)→ 2膠帶機(jī)→細(xì)碎機(jī)→ 1膠帶機(jī)→粗碎機(jī)→給礦機(jī)（每 2 秒啟動(dòng)下一級(jí)設(shè)備）。 在這個(gè)不斷設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、再設(shè)計(jì)的反復(fù)操作過(guò)程中，我們潛移默化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和方法，這對(duì)我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向廣東石油化工學(xué)院 —— 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系的全體老師表示由衷的謝意。 廣東石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)： PLC 控制技術(shù)在鐵精粉生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用