【正文】 K M 3K M 4F R 1 F R 2 F R 3 F R 4M 1 M 2 M 3 M 4P E 圖 4 系統(tǒng)主回路原理圖 圖中 M1， M2， M3， M4 為三四臺(tái)皮帶傳 輸 送電動(dòng) 機(jī)，交流接觸器 KM1KM4 通過控制四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來控制四個(gè)皮帶輸送機(jī)，從而進(jìn)行對物料傳輸。但是針對不同的元器件，我們要根據(jù)需要設(shè)計(jì)出不同的功能。該設(shè)計(jì)中具體 I/O 地址表和 PLC 外部接線圖在前面已給出。單擊“下一步”繼續(xù)。 該課題設(shè)計(jì) 中使用 歐姆龍 CPM1A 系列 PLC 和組態(tài)王 進(jìn)行 通信。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“變量屬性”對話框。 其它被控對象與此類似可一一 進(jìn)行動(dòng)畫連接，最終編輯好的整個(gè)仿真系統(tǒng)的命令語言如下 所示 。 if(\\本站點(diǎn) \角度一 360) \\本站點(diǎn) \角度一 =0。 if(\\本站點(diǎn) \角度一 =0) \\本站點(diǎn) \角度一 =360。 5 軟件調(diào)試 在長期的軟件開發(fā)實(shí)踐中，人們積累了許多成功的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也總結(jié)出許多失敗的教訓(xùn)。任何時(shí)候 PLC從停止模式進(jìn)入運(yùn)行模式，該掃描的第一掃描位 ()將被激活。一切輸出指示也都顯示紅色，代表系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)。 圖 15 逆流啟動(dòng)運(yùn)行畫面 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 當(dāng)有故障時(shí)， 系統(tǒng)全部停止運(yùn)行，在監(jiān)控界面上可看到四級(jí)皮帶機(jī)指示燈全部熄滅，圖 16 是第四四級(jí)皮帶機(jī)生故障時(shí)的監(jiān)控界面。基于這些問題，我會(huì) 在以后的工作和學(xué)習(xí)中 努力 完善。四 機(jī)皮帶機(jī)順流啟動(dòng) 運(yùn)行時(shí)的界面如 圖 14 所示。 組態(tài)調(diào)試 及注意事項(xiàng) 在組態(tài)王 “文件 \切換到 View”菜單命令，進(jìn)入組態(tài)王 系統(tǒng)。 （ 2）打開程序狀態(tài) 選擇“排錯(cuò)”菜單中的“程序狀態(tài)”，打開輸出窗口，或單擊調(diào)試工具條中的“程序狀態(tài)”按鈕，短暫停頓后，程序編輯器窗口開始顯示狀態(tài)。 if(\\本站點(diǎn) \角度四 =0) \\本站點(diǎn) \角度四 =360。 if(\\本站點(diǎn) \角度四 360) \\本站點(diǎn) \角度四 =0。 else \\本站點(diǎn) \逆流 =0。單擊“命令語言 ? ”按鈕，彈出畫面命令語言對話框。變量在畫面制作系統(tǒng) 組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng) 中定義，定義時(shí)要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。 圖 11 組態(tài)監(jiān)控畫面 ● 定義 IO設(shè)備 組態(tài) 王 把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備?！敖M態(tài)王”用工作目錄標(biāo)識(shí)工程，不同的工程應(yīng)置于不同的目錄。同時(shí)， PLC 又將處理的結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)（ 皮帶傳輸送料電動(dòng)機(jī)）實(shí)現(xiàn)控制。因此，在正式編寫程序之前，首先要站在控制系統(tǒng)的整體角度上，進(jìn)行系統(tǒng)功能要求的分配，弄清楚哪些功能是要通過軟件的執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)的，即明確應(yīng)用軟件所必須具備的功能。本次 設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)室提供的 CPU 型號(hào)為CPM1ACDR20A，它有 20 個(gè) I/O 點(diǎn)數(shù)， 實(shí)際應(yīng)用 只需要 10 個(gè)輸入點(diǎn)和 8個(gè)輸出點(diǎn)共 18個(gè) I/O 點(diǎn)數(shù)，剩下的 I/O 點(diǎn)數(shù)就可以作為裕量使用。為突出問題的實(shí)質(zhì)，把時(shí)間參數(shù)稱作“允許運(yùn)行信號(hào)”。如圖 3 所示， B2的啟動(dòng)信號(hào) (脈沖 )是物料到達(dá) N1 時(shí)發(fā)出的。圖中 Bl、 B B B4......Bn，分別表示膠帶機(jī)代號(hào)，箭頭表示料流方向。 帶式輸送機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置拉緊輸送帶 ,中部構(gòu)架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品 ， 是一種以摩擦驅(qū)動(dòng)方式連續(xù) 運(yùn)輸物料的機(jī)械。監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理如圖 2 所示。另外，組態(tài)王 ，畫面和命令語言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。在輸入采樣階段， PLC 把所有基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 的外部輸入電路的 ON/OFF 狀態(tài)讀入到輸入映像寄存器，此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。整體式結(jié)構(gòu)的微型 PLC 機(jī)以 C20P 為代表的機(jī)型。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 如下 ： （ 1）控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。工業(yè)自動(dòng)化的廣泛使用能夠提高工廠裝備的技術(shù)水平、節(jié)約能源、降低能耗、促進(jìn)生產(chǎn)的柔性化和集成化；控制環(huán)境污染、改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全可靠；提高產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)展品種、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及產(chǎn)品的國際競爭力。 隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 人們對自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的人性化互動(dòng)與系統(tǒng)定義要求 也 越來越高。 （ 2） PLC 控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。疊裝式結(jié)構(gòu)的微型機(jī)以 CJ 型機(jī)最為典型。外部的輸入電路閉合時(shí)，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“ 1”狀態(tài)，反之，外部的輸入電路斷開時(shí)，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“ 0”狀態(tài)。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。 （ 2）畫面制作系統(tǒng) ● 支持無限色和過渡色 組態(tài)王 調(diào)色板支持無限色，支持二十四種過渡色效果， 組態(tài)王的任一種繪圖工具都可以使用無限色，大部分圖形都支持過渡色效果，巧妙地利用無限色和過渡色效果，可以使您輕松構(gòu)造面無限逼真、美觀的畫面。 監(jiān)控對象采 集控 制傳 感 器執(zhí) 行 器狀 態(tài)數(shù) 據(jù)下 位 機(jī)輸 入模 塊輸 出模 塊狀 態(tài)數(shù) 據(jù) 控 制 數(shù) 據(jù)上 位 機(jī)圖 形顯 示操 作命 令通 信網(wǎng) 絡(luò)信 號(hào)電 纜控 制數(shù) 據(jù) 圖 2 監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理圖 （ 1）上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 現(xiàn)場 是由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)作為上位機(jī) ， 通過組態(tài)軟件，建立組態(tài)界面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與PLC 的實(shí)時(shí)通信、交換和顯示，從而最終實(shí)現(xiàn)上位機(jī)組態(tài)軟件對下位機(jī) PLC 控制系統(tǒng)的基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。應(yīng)用它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。“順流啟動(dòng)”的控制工藝流程如圖 3所示 。為突出問題的實(shí)質(zhì)，把這段時(shí)間 (TQBZ)稱為 B2 的“啟動(dòng)信號(hào)”。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，把物料從 O2到達(dá) M2的這段時(shí)間 (TYB2)作為 B2 的“準(zhǔn)許運(yùn)行信號(hào)”。 （ 2） 其他設(shè)備選擇 根據(jù)控制要求 ， 本設(shè)計(jì) 使用 OMRON CXProgrammer 軟件進(jìn)行 PLC 編程，選用CPM1ACDR20A 可編程控制器 對多機(jī)皮帶機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí) 用 一臺(tái) 計(jì)算機(jī) 作為上位機(jī) 和 組態(tài)軟件 相結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)對 多機(jī)皮帶機(jī) 控制系統(tǒng) 的監(jiān)控 和管理，最后通過 PLC 可編程控制器模擬 實(shí)驗(yàn) 箱 對控制系統(tǒng)運(yùn)行 結(jié)果進(jìn)行模擬顯示。對于一個(gè)實(shí)用軟件，大體上可以從以下兩個(gè)方面來考慮 。因此對 I/O 信息的分析，就是對后面編程所需要的 I/O 信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的分析和定義，并以 I/O 信息表的形式提供給編程人員 [10]。工作目 錄下的文件由“組態(tài)王 ”自動(dòng)管理。外部設(shè)備包括：下位機(jī)（ PLC、 模塊、 模擬試驗(yàn)箱 等），它們一般通過串行口和上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；其他 Windows 應(yīng)用程序，它們之間一般通過 DDE 交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。 數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為 “ 數(shù)據(jù)詞典 ” ，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息 [12]。在編輯框處輸入相對應(yīng)的命令語言。 if(\\本站點(diǎn) \皮帶 1==1 amp。} 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 if(\\本站點(diǎn) \皮帶 1==1 amp。} 編輯系統(tǒng)畫面命令語言好后，單擊“確定”，再單擊“確定”返回組態(tài)王 開發(fā)系統(tǒng)。如果操作數(shù)數(shù)值等于 1(位打開 )，布爾指令 (觸點(diǎn)、線圈 )將被顯示成彩色塊，非布爾操作數(shù)則以通信速度允許的最快速度顯示并更新 [14]。在該圖框中，單擊“忽略”按鈕，出現(xiàn) 組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)空白畫面 。當(dāng) 閉合系統(tǒng) 啟動(dòng)開關(guān)，且物料檢測開關(guān) S5 閉合時(shí)，可清晰的看到四級(jí)皮帶機(jī)每隔 3秒啟動(dòng)一級(jí)，最后全部啟動(dòng)。 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1] 孫立峰 .膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究 [D]:20xx:1232 [2] 張勇東 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 [M].武漢 :武漢理工大學(xué)出版 ， 1999:205288 [3] 劉恩博，田敏 .組態(tài)軟件數(shù)據(jù)采集與串口通信測控應(yīng)用技術(shù) [M].北 京 :人民郵電出版， 20xx:2666 [4] 甄小琴 .張世光 .PLC 與上位機(jī)的串行通訊程序設(shè)計(jì) [J]:中國儀器儀表 .20xx (5) [5] 范銀琢 .工 業(yè)過程監(jiān)控系統(tǒng)中組態(tài)軟件的應(yīng)用與設(shè)計(jì) [J]:甘肅冶金 .20xx [6] 林振輝 .膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)“順流啟動(dòng)”控制原理及 PLC 控制程序的研制 [J]:中國礦業(yè) .20xx（ 9） [7] 史國生 .電氣控制與可編程控制器技術(shù) [M].武漢 :化學(xué)工業(yè)出版社 ， 1999:99113 [8] 夢亮 .PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐 [M].北京 :人民郵電出版社 ， 1998:5876 [9] 高巖 .可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京 :北京理工大學(xué)出版社 ， 20xx:200238 [10] 劉茂祥 .對膠帶機(jī)輸送線控制程序的改進(jìn) [J]:人民長江 . 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(2) 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 附錄 一 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 圖 10 四機(jī)皮帶機(jī)程序 梯形圖 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 附錄二 圖 12 數(shù)據(jù)庫構(gòu)造圖 基于組態(tài)軟件的多級(jí)皮帶機(jī) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 致謝 阿大夫 ?？擅黠@看到四級(jí)皮帶機(jī)按照 M4M4M2M1的順序，每隔 3 秒啟動(dòng)一級(jí)，最后全部運(yùn) 行。 在圖中可明顯看到 在 PLC沒有運(yùn)行時(shí)，因?yàn)闆]有任何輸入信號(hào)，組態(tài)界面上所有的輸入都顯示紅色，代表處于停止?fàn)顟B(tài)。 PLC不支持對運(yùn)行模式執(zhí)行循環(huán)次數(shù)。至此，該控制系統(tǒng)的組態(tài)界面的設(shè)計(jì)工作基本完成，而組態(tài)的運(yùn)行和調(diào)試將在下一章中詳細(xì)介紹。 \\本站點(diǎn) \逆流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度一 =\\本站點(diǎn) \角度一 12。 \\本站點(diǎn) \順流 ==1) {\\本站點(diǎn) \角度一 =\\本站 點(diǎn) \角度一 +12。 單擊“確認(rèn)”，及“確定”回到開發(fā)系統(tǒng) [13]。 繼續(xù)上面的工程。為方便定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計(jì)了 “ 設(shè)備配置向?qū)?” 引導(dǎo) 用戶 一步步完成設(shè)備的連接。彈出“新建工程向?qū)еυ捒颉保? 在彈出圖框中的工程路徑文本框中輸入一個(gè)有效的工程路徑，或單擊“瀏覽?”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個(gè)有效的路徑。 （ 1） 定義每一個(gè)輸出信號(hào)并確定它的地址。該系統(tǒng)最主要的功能就是實(shí)現(xiàn)多級(jí)皮帶機(jī)的雙向啟動(dòng) ,要靠及時(shí)準(zhǔn)確地控制 物料 檢測開關(guān)、皮帶傳輸送料電動(dòng)機(jī)等元器件來實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)系統(tǒng)的控制工藝要求， 本設(shè)計(jì)以四級(jí)皮帶機(jī)為例 ， 設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)主回路原理圖如圖 4所示 。 TYB2=B L2/V2 (2) 式中 L2 為 B2 的長度 。 TQB2=A Ll/V1 (1) 式中 L1 為 Bl 的長度 。當(dāng)物料隨膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)而到達(dá)距轉(zhuǎn)載點(diǎn)一定距離時(shí)，由程序啟動(dòng) B2，如果 B2因其它原因拒啟動(dòng)或啟動(dòng)失敗， B1必須在物料到達(dá)轉(zhuǎn)載點(diǎn)之前停車。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中 ， 可以單機(jī)輸送，也可多機(jī)組合成水平或傾斜的運(yùn)輸系統(tǒng)來輸送物料 。 目前，已在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，采用工控組態(tài)軟件和PLC 相結(jié)合進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)和監(jiān)控已成為工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域一個(gè)必然的趨勢 [4]。 ● 按鈕和圖形 組態(tài)王 支持按鈕的多種形狀和多種效果，并且支持位圖按鈕， 用戶可以構(gòu)造無限漂亮的按鈕。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用