【文章內(nèi)容簡介】 6 畢業(yè)設(shè)計 14 YB1 Y6 BU Y20 HL12 Y37 KM7 Y7 HL1 Y24 HL13 Y40 KM8 Y10 HL2 Y25 HL14 Y41 YB2 Y11 HL3 Y26 HL15 Y42 KM9 Y12 HL4 Y27 KM10 Y13 HL5 Y30 PLC I/O接線圖的繪制 由輸入元件分配表 PLC輸入和輸出元件接線圖如附圖 。 畢業(yè)設(shè)計 15 第 4 章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計及實(shí)現(xiàn) PLC 梯形圖總體方案設(shè)計 PLC程序的組成及各部分程序的作用 在第二章中，已對電鍍行車工作方式控制的設(shè)計要求進(jìn)行了敘述，其內(nèi)容如下： 為了適應(yīng)電鍍行車控制系統(tǒng)的調(diào)試、檢查和操作方便的需要，應(yīng)使電鍍行車控制系統(tǒng)具備手動、單周和連續(xù)三種工作方式。 據(jù)此，本設(shè)計基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的軟件部分應(yīng)由公用程序、手動程序、單周程序、連續(xù)程序、信號顯示和故障報警程序等五個部分組成。 公用程序是電鍍行車在大多數(shù)工作方式下都要執(zhí)行的程序， 這部分程序主要用來處理電鍍行車的各種操作信號（如預(yù)開和預(yù)停等操作信號）、電鍍行車起動前應(yīng)具備的各種初始信號、由連續(xù)的工作方式轉(zhuǎn)換為手動或單周工作方式時，使連續(xù)工作方式程序復(fù)位的信號等，并將處理結(jié)果作為電鍍行車啟動、停止、程序轉(zhuǎn)換或故障報警等的一個依據(jù)。 連續(xù)程序是軟件中最重要的部分。它用來實(shí)現(xiàn)電鍍行車控制對象在無人參與的情況下對成批零件進(jìn)行自動地連續(xù)電鍍，在電鍍完預(yù)期的零件后才自動停下來。因此，連續(xù)程序可大大提高加工效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動強(qiáng)度、降低加工成本。 單周程序可實(shí)現(xiàn)電鍍行車控制對象對單批 零件的自動電鍍，在電鍍完單批零件后實(shí)現(xiàn)自動停車。因此這部分程序主要用于電鍍行車控制對象及其 PLC控制系統(tǒng)在組裝或檢修完成后投入生產(chǎn)前的試車，以及工人交接班時對行車的檢查。 手動程序主要用來檢查和調(diào)整電鍍行車每一步的運(yùn)行狀態(tài)。具體來說，就是要實(shí)現(xiàn)單步控制，即按下某一步的起動按鈕，該步就運(yùn)行直到這一步完成。 畢業(yè)設(shè)計 16 公用程序單周/ 連續(xù)工作方式程序手動工作方式程序C J P 0C J P 1X3X1X2信號顯示與故障報警程序P0P1圖4 . 1 P L C 梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)圖..信號顯示及故障報警程序用來顯示電鍍行車控制對象中各電動機(jī)的工作狀態(tài)、電鍍行車控制對象的工作方式和運(yùn)行過程，用來在電鍍行車控制對象啟動的所有初始條件都已具備且已按下預(yù)開按鈕時發(fā)出音響預(yù)告信號，或在各電動 機(jī)的過載保護(hù)動作時發(fā)出音響故障警告信號。 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu) 在第二章中，對電鍍行車控制對象工作方式選擇的設(shè)計要求中，還提出了如下的要求： （ 1）應(yīng)具有對上述三種工作方式的自由選擇功能。 （ 2）為了避免程序混亂和發(fā)生機(jī)械碰撞事故，應(yīng)能避免在同一時間內(nèi)電鍍行車控制系統(tǒng)有兩種或兩種以上的工作方式運(yùn)行。 圖 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)圖 為滿足上述要求，從程序的總體結(jié)構(gòu)上來說，應(yīng)采用跳步法設(shè)計基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)的用戶程序，即將手動程序、單周程序和連續(xù) 程序分隔在不同的跳步區(qū)，同時應(yīng)能保證在同一時間內(nèi)，所有跳步區(qū)中只有一個跳步畢業(yè)設(shè)計 17 X0 X 3 3 X 4 4M 1 5 1M 8 0 0 2 M 1 5 1X3 M 1 5 1X2M 1 5 0X1 M0X4X5M 1 5 1X2Y 1 7M 1 5 0S E T M0R S T M0Z R S T M1 M 2 3Z R S T Y0 Y 4 2預(yù)開電鈴響預(yù)停單周連續(xù)循環(huán)使初始步置位手動圖4 . 2 公用程序梯形圖區(qū)的跳步條件滿足，其余跳步區(qū)的跳步條件都不滿足，而各跳步區(qū)的跳步條件的滿足與否，則應(yīng)能由工作方式選擇開關(guān) SA2自由選擇，這樣才能滿足上述要求。據(jù)此，可將 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計成圖 。 公用程序設(shè)計 公用程序采用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計，可將其梯形圖設(shè)計成如圖 。 由圖 1邏輯行并結(jié)合 PLC輸入 /輸出接線圖可知，在電鍍行車的小車處于傳送帶 A的 1號位時（初始狀態(tài)）和未按預(yù)停按鈕的情況下，輔助繼 電器的線圈回路中 X33和 X44的觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)， X2觸點(diǎn)均處于閉和狀態(tài)。此時，按下預(yù)開按鈕 SB11(X0)，可使繼電器 M151和 Y17通電動作。 M151動作可為電鍍行車起動作好準(zhǔn)備， Y17動作可接通電鈴 BE的電源，向人們發(fā)出電鍍行車將要開車的音響預(yù)告信號。在按下起動按鈕 SB12（ X1）以前，若想取消預(yù)開命令，只要按下預(yù)停按鈕 SB13（ X2），使 M151斷電即可。 在圖 2邏輯行中，電鍍行車的預(yù)停信號由輔助繼電器 M150發(fā)出。當(dāng)按預(yù)停按鈕 SB13 (X2)，應(yīng)能使預(yù)?；芈?M150通電，以向電鍍行車發(fā) 出預(yù)停信號；當(dāng)按啟動按鈕 SB12（ X1）或電鍍行車回到初始步 M0時，應(yīng)能使預(yù)停回路M150斷電，否則，電鍍行車將無法在連續(xù)工作方式下再次啟動運(yùn)行。據(jù)此，應(yīng)將預(yù)停按鈕 X和初始步的狀態(tài)寄存器 M0的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)起來，去控制輔助繼電器 M150的線圈回路，以得到所需的預(yù)?；芈贰? 畢業(yè)設(shè)計 18 圖 公用 程序梯形圖 在圖 4邏輯行中，當(dāng) M151和 M8002滿足同時動作時，可使初始步M0置位。系統(tǒng)選擇手動工作方式運(yùn)行時， X3的常開觸點(diǎn)接通，用區(qū)間復(fù)位指令 ZRST使 M1～ M23復(fù)位，同時 初始步 M0復(fù)位，為以后由手動轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)作好準(zhǔn)備。如果此時不對所有的狀態(tài)復(fù)位，回到單周或連續(xù)狀態(tài)后有可能出現(xiàn)兩個狀態(tài)同時為 ON的異常現(xiàn)象。 在圖 5邏輯行中，系統(tǒng)選擇單周或連續(xù)工作方式工作時， X4或 X5的常開觸點(diǎn)接通，且必須是由一個上升沿脈沖才能使觸點(diǎn)動作，同時使用 ZRST指令使 Y0～ Y42復(fù)位，防止由手動轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)時出現(xiàn)兩個輸出狀態(tài)同時為 ON的異?，F(xiàn)象。 單周 /連續(xù)程序設(shè)計 單周 /連續(xù)工作方式的順序功能圖設(shè)計 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書要求，本控制系統(tǒng)應(yīng)具備單周 /連續(xù)工作方式，即在單周 /連續(xù)工作方式下，控制系統(tǒng)控制的電鍍行車在按下啟動按鈕后，將按照設(shè)計的程序連續(xù)不間斷的運(yùn)行，在完成一個循環(huán)后又進(jìn)入下一個循環(huán)，直到循環(huán)次數(shù)達(dá)到預(yù)定值或操作人員停止電鍍行車的運(yùn)行。據(jù)此，可設(shè)計出單周 /連續(xù)工作方式程序的順序功能圖，如附錄 A中的圖 。 單周 /連續(xù)工作方式的程序設(shè)計 根據(jù)圖 /連續(xù)工作方式程序的順序功能圖，以及順序功能圖與梯形圖之間的對映關(guān)系，可設(shè)計出電鍍行車控制系統(tǒng)單周 /連續(xù)工作方式程序的梯形圖，如附錄 A中的圖 。 手動程序設(shè)計 手動操作主要 用于設(shè)備的檢修和調(diào)試，以及調(diào)整元件位置和改進(jìn)接線等。畢業(yè)設(shè)計 19 手動運(yùn)行時，各種操作可獨(dú)立運(yùn)行，但同時只能執(zhí)行一個動作，一步運(yùn)行時，按其它步的運(yùn)行按鈕不能使這一步停止運(yùn)行，并且所按的步也不能運(yùn)行。各種操作之間的互鎖是分別串聯(lián)其它輸出線圈的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。據(jù)此，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法，可設(shè)計出手動工作方式程序的梯形圖，如附錄 A中的圖 。 信號顯示及故障報警程序設(shè)計 對信號顯示及故障報警程序的設(shè)計要求是： （ 1）在任何工作方式下，信號顯示系統(tǒng)都能顯示電鍍行車運(yùn)行的過程。 （ 2）信號顯示系統(tǒng)應(yīng)能顯示控制系統(tǒng)的 電源的工作狀態(tài)，電動機(jī)的工作狀態(tài)。 （ 3）在單周 /連續(xù)工作方式下，當(dāng)系統(tǒng)啟動的初始條件都具備時，按下預(yù)開按鈕后，信號系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響預(yù)開信號。 （ 4）在連續(xù)工作方式下，當(dāng)控制系統(tǒng)的實(shí)際工作循環(huán)次數(shù)累計達(dá)到設(shè)定的次數(shù)時，信號系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響預(yù)停信號。 （ 5）當(dāng)任何一臺電動機(jī)的過載保護(hù)動作時，信號顯示系統(tǒng)應(yīng)能顯示發(fā)生過載故障的電動機(jī)，故障報警系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響故障信號。 據(jù)此，結(jié)合附圖 PLC I/O接線圖，可設(shè)計出電鍍行車的信號顯示及故障報警程序，如附錄 A中的圖 。 畢業(yè)設(shè)計 20 結(jié) 束 語 在電鍍行車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中，實(shí)現(xiàn)了兩個目的：（ 1）對我們即將進(jìn)入社會的畢業(yè)生進(jìn)行了現(xiàn)場工程師的綜合訓(xùn)練，著重訓(xùn)練我們查閱資料的能力、工程制圖的能力、計算機(jī)運(yùn)用能力、元件選擇能力、軟件開發(fā)使用能力以及文字表達(dá)的能力。同時，讓我們回顧已學(xué)過的電氣控制與 PLC的知識，并對知識重新組合、靈活運(yùn)用。 我們通過畢業(yè)設(shè)計對電氣控制與 PLC應(yīng)用技術(shù)的了解更加深刻；也為我們今后從事工業(yè)自動化及自動線方面的設(shè)計工作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。（ 2）成功地實(shí)現(xiàn)使控制系統(tǒng)滿足工 藝流程要求以及設(shè)計任務(wù)書上提出的所有控制、保護(hù)和顯示要求，并且力圖使所設(shè)計的控制系統(tǒng)做到了工作穩(wěn)定可靠、技術(shù)性能先進(jìn)、操作靈活方便。 通過順序功能圖的循環(huán)，重點(diǎn)解決了連續(xù)工作方式的順序功能圖的設(shè)計過程中遇到的各種復(fù)雜問題。畢業(yè)設(shè)計達(dá)到了預(yù)期目的。 畢業(yè)設(shè)計 21 參 考 文 獻(xiàn) ［ 1］ 《可編程控制器技術(shù)》 . 齊蓉、肖維榮主編 . 電子工業(yè)出版社 . ［ 2］ 《 PLC 應(yīng)用實(shí)例與程序解說》 . 張公源主編 . 電子工業(yè)出版社 . ［ 3］ 《電氣控制與 PLC 技術(shù)應(yīng)用》 . 劉曉春主編 . 電子工業(yè)出版社 . ［ 4］ 《 PLC 應(yīng)用開發(fā)》 . 高欽和編著 . 人民郵電出版社 . 畢業(yè)設(shè)計 22 致 謝 本畢業(yè)設(shè)計的全部工作是在 **老師指導(dǎo)下完成，完成整個論文的過程中，她不僅提供了大量的資料，及時提出論文中存在的問題并給予了耐心的指導(dǎo)，對論文初稿進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的審查并提出了許多寶貴的意見。她嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度，敏銳的洞察力，準(zhǔn)確把握課題研究最新方向的能力和勇于創(chuàng)新的精神，給我留下了深刻的印象，我從中獲益非淺。為此，特向她致以深深的謝意。 我本畢業(yè)設(shè)計的研究完成期間，得到了實(shí)驗(yàn)室的各位老師和同學(xué)的 熱心幫助，在此深表感謝。 畢業(yè)設(shè)計 23 附錄 A 基于 PLC 的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計圖紙 L1 L2 L3QF11 2 3456QS202122U5V5W5M53~KM9FR5KM10吊鉤電機(jī)89U1V1W1M13~KM1FR1KM2傳送帶A電機(jī)111213U2V2W2M23~KM3FR2KM4傳送帶B電機(jī)141516U3V3W3M33~KM5FR3大車電機(jī)171819U4V4W4M43~FR4KM8小車電機(jī)KM7KM6IKM11KM12KM13YB1YB2YB3N710KI1KI2KI3TCFU1QF2HLD25DC24V2928直 流 穩(wěn) 壓 電 源2723去PLC電源26GD去PLC負(fù)載電源24R1 R2R3PAPV31323334380/220VACII 圖 電動機(jī)主電路原理圖 畢業(yè)設(shè)計 24 FX 128 M RAC 220VKMSB 15SB 14傳送帶A前進(jìn)接觸器KM1KMSA 1DC 24VKM預(yù)開電鈴BE故障蜂鳴器BU手動CO MLN單周連續(xù)傳送帶A前進(jìn)按鈕SB1傳送帶A后退按鈕SB2傳送帶B前進(jìn)按鈕SB3傳送帶B后退按鈕SB4大車前進(jìn)按鈕SB5大車后退按鈕SB6小車右行按鈕SB7小車左行按鈕SB8吊鉤上升按鈕SB9吊鉤下降按鈕SB10傳送帶A的1號位光電開關(guān)SP1傳送帶A的5號位光電開關(guān)SP2傳送帶B的5號位光電開關(guān)SP3導(dǎo)軌右限位開關(guān)SQ1導(dǎo)軌左限位開關(guān)SQ2導(dǎo)軌上對應(yīng)傳送帶A行程開關(guān)SQ3導(dǎo)軌上對應(yīng)傳送帶B行程開關(guān)SQ4導(dǎo)軌上對應(yīng)1號槽行程開關(guān)SQ5導(dǎo)軌上對應(yīng)2號槽行程開關(guān)SQ6導(dǎo)軌上對應(yīng)3號槽行程開關(guān)SQ7導(dǎo)軌上對應(yīng)4號槽行程開關(guān)SQ8導(dǎo)軌上對應(yīng)5號槽行程開關(guān)SQ9小車右限位開關(guān)SQ10小車左限位開關(guān)SQ11小車對應(yīng)1號槽開關(guān)SQ12小車對應(yīng)2號槽開關(guān)SQ13小車對應(yīng)3號槽開關(guān)SQ14小車上應(yīng)4號槽開關(guān)SQ15小車對應(yīng)5號槽開關(guān)SQ16小車上吊鉤定位行程開關(guān)SQ17吊鉤上升和下降行程開關(guān)SQ18傳送帶A熱繼電器FR1傳送帶B熱繼電器FR2大車電機(jī)熱繼電器FR3小車電機(jī)熱繼電器FR4吊鉤電機(jī)熱繼電器FR5傳送帶A后退接觸器KM2傳送帶B前進(jìn)接觸器KM3傳送帶B后退接觸器KM4大車前進(jìn)接觸器KM5大車后退接