【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3 所示： 圖 23中央處理器 (1) 中央處理單元 （ CPU） 中央處理單元 （ CPU） 是 PLC 控制中樞。 PLC 程序系統(tǒng)賦予功能接受并存儲(chǔ)從編程器鍵入用戶程序和數(shù)據(jù)：檢查電源 .存儲(chǔ)器 .I/O 以及警戒定時(shí)器狀態(tài)，并能診斷用戶程序中語(yǔ) 法錯(cuò)誤，當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，元首先它以掃描方式接受現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映像區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算結(jié)果送入 I/O 影響區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有用戶程序執(zhí)行完畢后，最后將 I/O 影響區(qū)各輸出寄存內(nèi)數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)輸出裝置，如此循環(huán)，直到停止運(yùn)行。 進(jìn)一步提高 PLC 可靠性。今年來(lái)對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成沉余系統(tǒng)，或采用三 CPU 表決系統(tǒng)。這樣，某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常工作。 (2) 存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 PLC 常用存儲(chǔ)器類 ① RAM（ Random Assess Memory）這是一種讀 /寫(xiě)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器），其存取速度快，由鋰電池支持。 ② EPROM（ Erasable Read Only Memory）這是一種可插式只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。紫外線連續(xù)照射下可插除存儲(chǔ)器內(nèi)容。 ③ EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一編程器 中央處理單元（ CPU） 輸出電路 輸入電路 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 電源 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 種電可插除只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易對(duì)其所存 儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。 (3) PLC 存儲(chǔ)空間分配 各種 PLC、 CPU 最大尋址空間各不相同， PLC 工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： ① 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) ② 系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 影像區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） ③ 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序 .管理程序 .命令解釋程序 .功能子程序 .系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化 EPROM 中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該 PLC 的性能。 系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)包括 I/O 影響區(qū)以及各類軟設(shè)備， 如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。 （ 4） I/O 映像區(qū)： PLC 投入運(yùn)行后，輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相關(guān)外設(shè)。它需要一定量存儲(chǔ)單元（ RAM）以存放 I/O 狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/P 映像區(qū)。一個(gè)開(kāi)關(guān)量 I/O 占用存儲(chǔ)單元一個(gè)為（ bit），一個(gè)模擬量 I/O 占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)字（ 16 個(gè) bit）。整個(gè) I/O 映象可看做兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量 I/O 映像區(qū)；模擬量 I/O 影響區(qū)。 （ 5） 系統(tǒng)軟件設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)： I/O 映像區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū) 還包括 PLC內(nèi)部各種軟設(shè)備（邏輯線圈，計(jì)時(shí)器，計(jì)數(shù)器，數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)和無(wú)電保持存儲(chǔ)區(qū)域，前者 PLC 斷電時(shí)，由內(nèi)部鋰電池，供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng) PLC 斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。 用戶存儲(chǔ)區(qū)：主要用來(lái)存放用戶的應(yīng)用程序。所謂用戶程序是指使用 用戶工程現(xiàn)場(chǎng)的產(chǎn)生過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的控制程序。此程序由使用者通過(guò)編程器輸入到 PLC 機(jī)子的 RAM 存貯器中，以便于用戶隨時(shí)修改。也可將用戶程序放在EEPROM 中。 PLC 的基本工作原理 PLC 采用“順序 掃描，不斷循環(huán)”的工作方式 (1) 每次掃描過(guò)程。集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。 (2) 輸入刷新過(guò)程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新?tīng)顟B(tài)，新?tīng)顟B(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入。 (3) 一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 (4) 元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 (5) 掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定： ① CPU 執(zhí)行指令的速度 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 ② 指令本身占有的時(shí)間 ③ 指令條數(shù) (6) 由于采用集中采樣。集中輸出的方式 。存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入 /輸出響應(yīng)延遲。 PLC 有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行（ RUN） 狀態(tài)和停止（ STOP） 狀態(tài) ,在運(yùn)行狀態(tài)， PLC 通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。 PLC 在輸入采樣階段，無(wú)論信號(hào)如何變化，其內(nèi)容保持不變直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫(xiě)入輸入端的新內(nèi)容根據(jù) PLC 的程序掃描原則， PLC 先左后右，先上后下的步序語(yǔ)句逐句掃描 ,內(nèi)容保持不變直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫(xiě)入輸入端的新內(nèi)容 ,在采樣周期中，將所有輸入信號(hào)（不管該信號(hào)當(dāng)時(shí)是否采用），一起讀入，此后在 整個(gè)程序處理過(guò)程中 PLC 系統(tǒng)與外界隔絕，直到輸出控制信號(hào)到下一個(gè)工作周期再與外界交涉，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾擾提高了工作的可靠性。可以把 PLC 的工作過(guò)程為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。 PLC 機(jī)型的選取 可編程控制器的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)如果把 PLC與計(jì)算機(jī)或 PLC與其他智能裝置通過(guò)傳輸介質(zhì)連接起來(lái) ,就可以實(shí)現(xiàn)通信或組建網(wǎng)絡(luò) ,從而構(gòu)成功能更強(qiáng)、性能更好的控制系統(tǒng) ,這樣可以提高 PLC 的控制能力及控制范圍以實(shí)現(xiàn)綜合及協(xié)調(diào)控制 。同時(shí)也便于計(jì)算機(jī)管理及對(duì)控制數(shù)據(jù)的處理 ,提供人機(jī)界面友好 的操控平臺(tái) 。可使自動(dòng)控制從設(shè)備級(jí)發(fā)展到生產(chǎn)線級(jí)、甚至工廠級(jí) ,從而實(shí)現(xiàn)智能化工廠 (Smart Factory)的目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展 ,PLC 在通信及網(wǎng)絡(luò)方面的發(fā)展也極為迅猛 ,幾乎所有提供可編程控制器的廠家都開(kāi)發(fā)了通信模塊或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)化控制及集散式控制不斷普及 ,工業(yè)控制要求的不斷提高 ,傳統(tǒng)的 PLC 控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展已成為趨勢(shì)。三菱可編程控制器的通信類型三菱可編程控制器的通信類型主要有 :用 FX2N、 FX2NC、 FX1N、 FXON 可編程控制器進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸 ,這次設(shè)計(jì)所選的機(jī)型 為 三菱 FX2N48MR 系列的 PLC。 溫度傳感器 感應(yīng)溫度的變化，使敏感元件 (如：熱敏電阻、熱電偶等 )的阻值發(fā)生變化，從而在電路中，使輸出的電壓發(fā)生變化。 溫度范圍：最大 200 ～ 500℃ 電阻隨溫度變化率： /Ω /℃ 絕緣電阻： 200MΩ 供電電流： 2mA 外殼材料：不銹鋼 測(cè)量介質(zhì)：與不銹鋼兼容的氣體和液體 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 溫度極限： 120％ 額定溫度范圍 (持續(xù) 30 秒不損壞 ) 溫度傳感器是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的一種傳感器。它將物體的溫度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量范圍寬， 穩(wěn)定性好、精度高等優(yōu)點(diǎn)。不同的溫度傳感器制作方法不同，常見(jiàn)的有熱敏電阻、熱電偶和集成型產(chǎn)品。其發(fā)展大體經(jīng)歷了從分體式、模擬集成到智能型階段?，F(xiàn)在的溫度傳感器不僅溫度信號(hào)輸出，還可以集成濕度測(cè)量，信號(hào)輸出也由原來(lái)的單一信號(hào)變成多樣化的輸出形式，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要進(jìn)行記錄、上限報(bào)警和自控控制等多種功能 , 熱電偶有標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩種，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶嚴(yán)格遵循熱電勢(shì)與溫度之前的關(guān)系，并有統(tǒng)一的分度號(hào)，其誤差也在允許范圍之內(nèi)。非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶通常是根據(jù)特殊測(cè)量需要制作而成的，它沒(méi)有測(cè)量范圍上沒(méi)有統(tǒng)一 的標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有分度號(hào)。 熱電阻用得最多的當(dāng)屬鉑電阻和銅熱電阻，鉑電阻測(cè)量溫度范圍更大，精度更高。鉑電阻和銅熱電阻其電阻和溫度變化值都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。它只跟初始溫度和材料溫度系數(shù)有關(guān)。 現(xiàn)在用的智能集成型溫度傳感器采用單片機(jī)技術(shù)，里面裝有多位模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其測(cè)量精度更高，分辨力更是高達(dá) 度，里面還可以集成日歷時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)多種測(cè)量模式之間切換，輸出更具規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，可以有效抑制周圍環(huán)境對(duì)溫度信號(hào)輸出的干擾，使得測(cè)量值更加精確。 溫度傳感器輸出的溫度不是待測(cè)物現(xiàn)在的溫度，通常會(huì)有一定的誤差。對(duì)于需要精確測(cè)量 的場(chǎng)合，需選用響應(yīng)速度更快的傳感器。在測(cè)量過(guò)程要保護(hù)要探頭，探頭的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的壽命，當(dāng)輸出不正確的時(shí)候要及時(shí)更換。在響應(yīng)時(shí)間要求不高的場(chǎng)合，可以用專用套管將探頭包裹起來(lái)，主要可以延長(zhǎng)探頭的使用時(shí)間，不過(guò)這樣會(huì)影響測(cè)量精度，兩者之間需權(quán)衡好。很多熱敏電阻表面都有涂敷層，要保護(hù)涂敷層不被損壞，涂敷層具有傳溫和保護(hù)里面元件的作用，可以防潮防腐蝕。 壓力傳感器 壓力傳感器的測(cè)量范圍比電感式傳感器大一倍，它不僅能檢測(cè)金屬目標(biāo)，而且還能檢測(cè)電介質(zhì)，如紙、玻璃、木材和塑料等，甚至可以通過(guò)墻壁或紙 殼進(jìn)行檢測(cè)。由于人體在低頻下相當(dāng)于電導(dǎo)體，因此也出現(xiàn)了用于人的顫抖測(cè)量和防盜報(bào)警。 在測(cè)量構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，直接將應(yīng)變片黏貼在構(gòu)件上即可，但若要測(cè)量力、壓力、加速度等信號(hào)，應(yīng)先將這些物理量轉(zhuǎn)變成應(yīng)變，然后用應(yīng)變片測(cè)量，比直接測(cè)量時(shí)多了一個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，完成這種轉(zhuǎn)換過(guò)程的原件通常稱為彈性原件，因此，應(yīng)變式傳感器通常由彈性敏感原件和應(yīng)變計(jì)兩部分構(gòu)成。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 壓力傳感器的種類繁多，其性能也有較大的差異，如何選擇較為適用的傳感器，做到經(jīng)濟(jì)、合理。 (1) 額定壓力范圍 額定壓力范圍是滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的壓力范圍。也就是在最高和 最低溫度之間，傳感器輸出符合規(guī)定工作特性的壓力范圍。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)傳感器所測(cè)壓力在該范圍之內(nèi)。 (2) 最大壓力范圍 最大壓力范圍是指?jìng)鞲衅髂荛L(zhǎng)時(shí)間承受的最大壓力，且不引起輸出特性永久性改變。特別是半導(dǎo)體壓力傳感器，為提高線性和溫度特性，一般都大幅度減小額定壓力范圍。因此，即使在額定壓力以上連續(xù)使用也不會(huì)被損壞。一般最大壓力是額定壓力最高值的 2－ 3 倍。 (3) 損壞壓力 損壞壓力是指能夠加工在傳感器上且不使傳感器元件或傳感器外殼損壞的最大壓力。 (4) 線性度 線性度是指在工作壓力范圍內(nèi)，傳感器輸出與壓力之間直線關(guān)系的最大偏離。 (5)溫度范圍 壓力傳感器的溫度范圍分為補(bǔ)償溫度范圍和工作溫度范圍。補(bǔ)償溫度范圍是由于施加了溫度補(bǔ)償，精度進(jìn)入額定范圍內(nèi)的溫度范圍。工作溫度范圍是保證壓力傳感器能正常工作的溫度范圍。 電動(dòng)機(jī) 定義：應(yīng)用電磁感應(yīng)原理運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)電磁機(jī)械。用于實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。運(yùn)行時(shí)從電系統(tǒng)吸收電功率，向機(jī)械系統(tǒng)輸出機(jī)械功率。 選擇電動(dòng)機(jī)的原則： （ 1） 根據(jù)要拖動(dòng)的機(jī)械功率決定電動(dòng)機(jī)的功率。 （ 2） 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率選擇電源電壓（大于 220KW 要考慮用高壓電動(dòng)機(jī)）。 （ 3） 根據(jù)機(jī)械設(shè)備和傳動(dòng)裝置決定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 （ 4） 根據(jù)工作環(huán)境和負(fù)載性質(zhì)選擇電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)。 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的基本工作原理是： （ 1） 三相對(duì)稱繞組中通人三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 （ 2） 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流； （ 3） 轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個(gè)線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為 1（ U1）、 2（ V1）、 3（ W1），下排三個(gè)接線樁 自左至右排列的編號(hào)為 6（ W2）、 4（ U2）、 5（ V2）， .將三