【文章內(nèi)容簡介】 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 輸入元件 SQ10 SQ11 SQ12 SQ13 SQ14 SQ15 SQ16 SQ17 SQ18 FR1 FR2 FR3 FR4 FR5 輸入點(diǎn) X42 X43 X44 X45 X46 X47 X50 X51 X52 X53 X54 X55 X56 X57 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 二、 PLC輸出元件分配 可將基于 PLC的電鍍行車控制系統(tǒng)中 PLC的所有輸出元件分配到PLC的各個(gè)輸出點(diǎn) 上，如表 。 表 輸出元件 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 YB1 KM7 KM8 YB2 KM9 KM10 輸出點(diǎn) YO Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 PLC 輸出元件分配表 輸出點(diǎn) Y14 輸出元件 HL6 HL7 Y15 HL8 HL9 Y16 Y17 Y20 Y24 Y25 Y26 Y27 Y30 HL10 HL11 HL12 HL13 HL14 HL15 輸出點(diǎn) Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 Y37 Y40 Y41 Y42 輸出元件 KA KM11 KM12 KM13 YB3 BE BU HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 PLC I/O 接線圖的繪制 接線圖的繪制 由輸入元件分配表 和輸出元件分配表 PLC輸入和輸出元件接線圖如附圖 。 12 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) PLC 梯形圖總體方案設(shè)計(jì) 梯形圖總體方案設(shè)計(jì) PLC 程序的組成及各部分程序的作用 程序的組成及各部分程序的作用 在第二章中，已對(duì)電鍍行車工作方式控制的設(shè)計(jì)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(dòng)、單周和連續(xù)三種工作方式。 據(jù)此，本設(shè)計(jì)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(dòng)程序、單 周程序、連續(xù)程序、信號(hào)顯示和故障報(bào)警程序等五個(gè)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(hào)（如預(yù)開和預(yù)停等操作信號(hào)） 、電鍍行車起動(dòng)前應(yīng)具備的各種初 始信號(hào)、由連續(xù)的工作方式轉(zhuǎn)換為手動(dòng)或單周工作方式時(shí)，使連續(xù)工作方式程序復(fù)位的信 號(hào)等，并將處理結(jié) 果作為電鍍行車啟動(dòng)、停止、程序轉(zhuǎn)換或故障報(bào)警等的一個(gè)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(duì)象在無人參與的情況下 對(duì)成批零件進(jìn)行自動(dòng)地連續(xù)電鍍，在電鍍完預(yù)期的零件后才自動(dòng)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(dòng)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(duì)象對(duì)單批零件的自動(dòng)電鍍，在電鍍完單批零件后實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)停車。因此這部分程序主要用于電鍍行車控制對(duì)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(shí)對(duì)行車的檢查。 手動(dòng)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(dòng)按鈕，該步就運(yùn)行直到這一步完成。 信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序用來顯示電鍍行車控制對(duì)象中各電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)、電鍍行 車控制對(duì)象的工作方式和運(yùn)行過程，用來在電鍍行車控制對(duì)象啟動(dòng)的所有初始條件都已具 備且已按下預(yù)開按鈕時(shí)發(fā)出音響預(yù)告信號(hào)，或在各電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)發(fā)出音響故障 警告信號(hào)。 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu) 梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu) 在第二章中， 對(duì)電鍍行車控制對(duì)象工作方式選擇的設(shè)計(jì)要求中， 還提出了如下的要求： （ 1）應(yīng)具有對(duì)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(shí)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。 13 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 公用程序 X2 X3 CJ P0 . . 單周 /連續(xù)工作方式程序 X1 P0 CJ 手動(dòng)工作方式程序 P1 P1 信號(hào)顯示與故障報(bào)警程序 圖 PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)圖 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(jì)基于 PLC的電鍍行車 控制系統(tǒng)的用戶程序，即將手動(dòng)程序、單周程序和連續(xù)程序分隔在不同的跳步區(qū)，同時(shí)應(yīng) 能保證在同一時(shí)間內(nèi)，所有跳步區(qū)中只有一個(gè)跳步區(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(jì)成圖 形式。 公用程序設(shè)計(jì) 公用程序采用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，可將其梯形圖設(shè)計(jì)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(hào)位時(shí)（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(shí)，按下預(yù)開按鈕 SB11(X0)，可使繼 電器 M151和 Y17通電動(dòng)作。 M151動(dòng)作可為電鍍行車起動(dòng)作好準(zhǔn)備， Y17動(dòng)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(hào)。 在按下起動(dòng)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 第 2 邏輯行中，電鍍行車的預(yù)停信號(hào)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(hào)；當(dāng)按啟動(dòng)按鈕 SB12 14 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ X1）或電鍍行車回到初始步 M0時(shí)，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(dòng)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)停回路。 X0 M151 X2 M150 M8002 X3 M151 SET M0 M151 RST M0 ZRST M1 M23 X4 ZRST Y0 Y42 X5 連續(xù)循環(huán) 單周 手動(dòng) 使初始步置位 X1 M0 M150 預(yù)停 X33 X44 X2 M151 Y17 預(yù)開 電鈴響 圖 公用程序梯形圖 圖 公用程序梯形圖 在圖 4邏輯行中，當(dāng) M151和 M8002滿足同時(shí)動(dòng)作時(shí)，可使初始步 M0置位。系 統(tǒng)選擇手動(dòng)工作方式運(yùn)行時(shí)， 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(shí)初始步 M0復(fù)位， 為以后由手動(dòng)轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)作好準(zhǔn)備。 如果此時(shí)不對(duì)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(gè)狀態(tài)同時(shí)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(shí)， X4或 X5的常開觸點(diǎn)接通， 且必須是由一個(gè)上升沿脈沖才能使觸點(diǎn)動(dòng)作， 同時(shí)使用 ZRST指令使 Y0～ Y42復(fù)位， 防止由 手動(dòng)轉(zhuǎn)到單周或連續(xù)時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)輸出狀態(tài)同時(shí)為 ON的異常現(xiàn)象。 單周 /連續(xù)程序設(shè)計(jì) 單周 / 單周 /連續(xù)工作方式的順序功 能圖設(shè)計(jì) 單周 / 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)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 15 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 作方式下，控制系統(tǒng)控制的電鍍行車在按下啟動(dòng)按鈕后，將按照設(shè)計(jì)的程序連續(xù)不間斷的 運(yùn)行，在完成一個(gè)循環(huán)后又進(jìn)入下一個(gè)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(jì)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 所示。 單周 /連續(xù)工作方式的程序設(shè)計(jì) 單周 / 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(duì)映關(guān)系，可設(shè)計(jì)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(dòng)程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)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。 手動(dòng)運(yùn)行時(shí)， 各種操作可獨(dú)立運(yùn)行，但同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作，一步運(yùn)行時(shí)，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(jì)法，可設(shè)計(jì)出手動(dòng)工作方式程序的梯形圖， 如附錄A中的圖 示。 信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序設(shè)計(jì) 對(duì)信號(hào)顯示及故障報(bào)警程序的設(shè)計(jì)要求是： （ 1）在任何工作方式下，信號(hào)顯示系統(tǒng)都能顯示電鍍行車運(yùn)行的過程。 （ 2）信號(hào)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(dòng)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(dòng)的初始條件都具備時(shí)，按下預(yù)開按鈕后， 信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響預(yù)開信號(hào)。 （ 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(jì)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)時(shí)， 信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響預(yù)停信號(hào)。 （ 5）當(dāng)任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)，信號(hào)顯示系統(tǒng)應(yīng)能顯 示發(fā)生過載故障的 電動(dòng)機(jī)，故障報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出音響故障信號(hào)。 據(jù)此，結(jié)合附圖 PLC I/O接線圖，可設(shè)計(jì)出電鍍行車的信號(hào)顯示及故障報(bào)警 程序，如附錄 A中的圖 。 16 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié) 束 語 在電鍍行車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)目的： （ 1）對(duì)我們即將進(jìn)入社會(huì)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(jì)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(shí)，讓我們回顧 已學(xué)過的 電氣控制與 PLC的知識(shí)，并對(duì)知識(shí)重新組合、靈活運(yùn)用。使我們能夠通過畢業(yè)設(shè) 計(jì)對(duì)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(dòng)化及自動(dòng)線方 面的設(shè)計(jì)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(jì) 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(jì)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(jì)過程中遇到的 各種復(fù)雜問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目的。 17 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 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 . 18 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致 謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部工作是在湯曉燕副教授的悉心指導(dǎo)下完成的。在完成整個(gè)論文的過 程中，她不僅提供了大量的資 料，及時(shí)提出論文中存在的問題并給予了耐心的指導(dǎo)，對(duì)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。湯教授嚴(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。 作者在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究完成期間還得到了實(shí)驗(yàn)室的各位老師和同學(xué)的熱心幫助，在 此深表感謝。 19 L1 QS QF2 23 1 QF1 4 380/220VAC L2 2 5 HLD 去 PLC電源 L3 3 6 N 7 PV PA 24 TC 25 FU1 KM2 KM4 11 14 17 18 19 20 21 22 26 28 DC24V 去 PLC負(fù)載電源 27 29 15 16 12 13 KM5 KM6 KM7 KM8 KM9 KM3 KM10 31 32 33 34 KM1 8 9 10 沙洲職業(yè)工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 附錄 A 基于 PLC 的電鍍行車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙 20 FR2 FR3 FR4 YB1 YB2