【正文】 定義許多變量，而這些變量都是彼此相關聯(lián)的，工作量非常的大，既浪費人力，又浪費時間。按動“連續(xù)運行或單周期”按鈕，再按“啟動按鈕”系統(tǒng)即按照工藝要求進行運動，直至所有工藝要求完成。但是在編寫的過程中我們還是遇到了很多問題，這樣的系統(tǒng)如果能夠?qū)嶋H驗證的話會很到程度上提高我們的動手能力。在此，我特別要感謝我的導師于桂音教授，從論文的選題、文獻的采集、框架的設計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標題到標點，他都費盡心血。感謝電氣工程系的各位同學，與他們的交流使我受益頗多。當然在以后的類似設計當中我們將會盡量的達到這些要求。并使其成為現(xiàn)代表面工程技術的重要組成部分。圖 選擇變量類型點擊“確定”則可以完成一個變量的定義。需要檢測外部輸入量是否與PLC相連時，只用雙擊該設備，在彈出的對話框中選擇測試PLC即可，詳細步驟在這里不再一一介紹。27 / 46圖 新畫面在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，點擊“確定”按鈕進入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。 創(chuàng)建組態(tài)畫面進入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個畫面上生成互相關聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。方便的配方處理功能。組態(tài)軟件：對應全稱為 Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻譯為：人機界面/監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集軟件，一般英文簡稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA。但在設計梯形圖時，對這種并行處理與串行處理的差別有時候應予注意，特別是那些在程序執(zhí)行階段還要隨時對輸入、輸出狀態(tài)存儲器進行刷新操作的 PLC，不要因為對串行處理這一特點考慮不夠而引起偶然的誤操作。層次改變（接通的順序）也只能先上后下，與程序編寫時的步序號是一致的。我們在本次設計中選擇梯形圖編程。同時在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。利用定時器的觸點就可以得到控制所需的延時時間。在這里，我們把行車的一個動作定義為：“到幾號工位上升，再到幾號工位下降”，或者是“延時幾秒”，每個動作表由若干個動作字組成，放在 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器里，動作表由 PLC 程序初始化，也可以在運行時通過串行通訊由上位機讀取和修改，PLC 程序在運行時只是不斷地解釋和執(zhí)行動作表。至 wt=0 之后，U 2將要超過 Ud，使得 VD1和 VD4開通，U d=U2，交流電源向電容充電，同時向負載 R供電。由圖表可以看出,PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 18 個，均為開關量。根據(jù)自動化電鍍生產(chǎn)線的控制要求以及以上根據(jù)，我們采用了德國西門子PLC S7200 CPU226 型號，此類型 PLC 無論獨立運行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡都能完成各種控制任務。⑷響應速度要求PLC 是為工業(yè)自動化設計的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應速度一般都能滿足其應用范圍內(nèi)的需要。 ② 自 動 運 行 方 式 。按照要求，我們要實現(xiàn)以下工作方式：原位：表示設備處于初始狀態(tài)，吊鉤在下限位置，行車在左限位置。隨著工業(yè)化生產(chǎn)的不斷細分，新工藝新材料的不斷涌現(xiàn)，在實際產(chǎn)品得到應用的設計效果也日新月異，電鍍是我們在設計中經(jīng)常要涉及到的一種工藝，而電鍍效果是我們使用時間較長，工藝也較為成熟的一種效果。集中輸出的方式。集中對輸出信號進行刷新。當開關斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導通。 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能CPU 運算和控制中心 它在整個系統(tǒng)中起“心臟”作用。其小型機 F1/F2 系列是 F 系列的升級產(chǎn)品，早期在我國的銷量也不小。C200H 是前些年暢銷的高性能中型 機，配置齊全的 I/O 模塊和高功能模塊，具有較強的通信和網(wǎng)絡功能。本的 PLC 產(chǎn)品 日本的小型 PLC 最具特色，在小型機 領域中頗具盛名，某些用歐美的中型機或大型機才能實現(xiàn)的控制，日本的小型機就可以解決。M584 是大型機，其容量大、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡能力強，最多可擴展 I/O 點為 8192。中型機 GEⅢ，它比GE1/P 增加了中斷、故障診斷等功能，最多可配置到 400 個 I/O 點。該系列為模塊式結(jié)構(gòu)，CPU 模塊為 PLC5/PLC5/12 、 PLC5 / 465/1PLC5/25 時，屬于中型 PLC，I/O 點配置范圍為 256～1024 點；當 CPU模塊為 PLC5/1PLC5/ PLC5/PLC5/40 、PLC5/60、PLC5/40L、PLC5/60L 時，屬于大型 PLC，I/O 點最多可配置到 3072 點。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi) PLC 在我國仍將保持高速增長勢頭。PLC 已不再是早期那種只能進行開關量邏輯運算的產(chǎn)品了，而是具有越來越強的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計算機上才能具有的高級處理能力，如浮點數(shù)運算、PID 調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進驅(qū)動、報表統(tǒng)計等。其輸入設備和輸出設備與繼電器控制系統(tǒng)相同，但它們直接連接到可編程控制器的輸入端子和輸出端子。電鍍生產(chǎn)線按照其工藝要求和規(guī)模一般設計有兩臺行車、三臺行車和四臺行車工作，每臺行車都根據(jù)已編制好的各自的程序運行；對于行車的自動控制，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，自動化程度更高。本文首先分析和制定了該生產(chǎn)線的整體設計思想和方案，確保了該生產(chǎn)線系統(tǒng)具備真正的自動化生產(chǎn)能力且結(jié)構(gòu)簡單。為適應現(xiàn)代傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)，我們還采用了基于組態(tài)王軟件的系統(tǒng)作為上位機，配合下位機 PLC 完成了該系統(tǒng)的實時監(jiān)控系統(tǒng)功能，更好的使該自動生產(chǎn)系統(tǒng)融入到現(xiàn)代工業(yè)控制領域中。隨著集成電路和計算機技術的迅猛發(fā)展，存儲控制程序逐步替代接線程序控制，成為工業(yè)控制系統(tǒng)的主流發(fā)展方向?？删幊炭刂破鲿r通過軟件實現(xiàn)控制邏輯的，能夠使用不同控制任務的需要，通用性強，使用靈活，可靠性強。目前 PLC 推廣的難度之一就是復雜的編程使得用戶望而卻步，而且不同廠商 PLC 所有編程的語言也不盡相同，用戶4 / 46往往需要掌握更多種編程語言，難度較大。而日本的PLC 技術是由美國引進的，對美國的 PLC 產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定 位在小型 PLC 上。AB 公司的小型 PLC產(chǎn)品有 SLC500 系列等。德州儀器（TI ）公司的小型 PLC 新產(chǎn)品有 5520 和 TI100 等，中型PLC 新產(chǎn)品有 TI300、5TI 等，大型 PLC 產(chǎn)品有 PM550、5560、565 等系列。德國的西門子的電子產(chǎn)品以性能精良而久負盛名。 歐姆龍（OMRON）公司的 PLC 產(chǎn)品，大、中、小、微型規(guī)格齊全。CS1 系列具有中型機的規(guī)模、大型機的功能，是 一種極具推廣價值的新機型。FX2 系列是在 90 年代開發(fā)的整體式高功能小型機，它配有各種通信適配器和特殊功能單元。由只讀存儲器、ROM 組成。 (2) 輸出接口輸出接口工作過程：當內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號 1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負載導通的電流和電壓。只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。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)品嚴格按照電鍍工藝流程運行和保證產(chǎn)品的電鍍時間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。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)品嚴格按照電鍍工藝流程運行和保證產(chǎn)品的電鍍時間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。12 / 46第2章 系統(tǒng)的硬件設計 ⑴PLC 控制系統(tǒng)類型① 由 PLC 構(gòu)成的單機控制系統(tǒng)。集中式不需要設置驅(qū)動遠程 I／O 硬件，系統(tǒng)反應快、成本低；遠程 I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程 I／O 可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設驅(qū)動器和遠程 I／O 電源；多臺 PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加 通訊 模塊。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。S7200 CPU226 通訊功能完善，具有極高的性能價格比是很突出的特點，也是我們采用它的主要原因。15 / 46表 I/O 分配表序號 輸 入 序號 輸 出1 上限位 19 上升2 下限位 20 下降3 左限位 21 左行4 右限位 22 右行5 前限位 23 前進6 后限位 24 后退7 原點開關 25 原位8 啟動開關 26 運行9 停止開關10 單周期開關11 連續(xù)工作開關12 步進開關13 XK1行程開關14 XK2行程開關15 XK3行程開關16 XK4行程開關17 XK5行程開關18 XK6行程開關16 / 46I 0 . 2I 0 . 1I 0 . 0I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 7I 2 . 0I 2 . 1上限下限左限右限前限后限原點開關啟動開關停止開關單周期連續(xù)步進X K1X K2X K3X K4X K5X K62 4 VQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6Q 0 . 7S7200 CPU226圖 I/O 端子接線圖電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。主電路如圖 22。定時器：電氣自動控制的大部分領域都需要用定時器進行時間控制，靈活地使用定時器可以編制出復雜動作的控制程序。當輸入觸發(fā)條件滿足時，計數(shù)器開始累計它的輸入端脈沖電位上升延的次數(shù)，當計數(shù)器計數(shù)達到預定的設定值時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。以上幾個是我們在本次系統(tǒng)設計的過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。母線之間是觸點的邏輯連接和線圈的輸出。梯形圖中每個繼電器和觸點均為 PLC 存儲器中的一位，相應位為“1”，表示繼電器線圈通電、常開接點閉合或常閉接點斷開；相應位為“0”，表示繼電器線圈斷電、常開接點斷開或常閉接點閉合。組態(tài)軟件應該能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議，并且通常應提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡功能。 無與倫比的動力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動畫功能可以對畫面中的一部分進行保存，以便以后進行分析或打印。 組態(tài)王軟件設計建立新建工程啟動組態(tài)王軟件的工程管理器，在菜單中點擊“新建”彈出如圖 對話框如下：圖 工程向?qū)е粏螕簟跋乱徊健崩^續(xù)。提供了對圖形對象在窗口內(nèi)任意移動、縮放、改變形狀、復制、刪除、對齊等編輯操作，全面支持鍵盤、鼠標繪圖，并可提供對圖形對象的顏色、線型、填充屬性進行改變的操作工具。由于該設計是在實驗室中完成的，用的是簡單的 PLC 與組態(tài)軟件，而與設備要鏈接的是 PLC 上的 COM1 口，通訊協(xié)議是 PPI 協(xié)議。 圖 定義變量在變量類型中選取變量類型，一般的變量類型有“內(nèi)存”和“IO”兩種類型，在這兩種類型中又分“離散、整數(shù)、實數(shù)、字符串形”。我們在設計的最后階段把軟件和硬件結(jié)合起來，成功實現(xiàn)了電鍍生產(chǎn)線系統(tǒng)的監(jiān)控功能。在設計當中我們的基本參考資料是基于各種有關于 PLC 方面的書籍，再通過各種途徑獲取更詳細的資料設計該控制系統(tǒng)的。在這四年的時間里，我在學習上和思想上都受益非淺。懇請閱讀此篇論文的老師、同學，多予指正，不勝感