【文章內(nèi)容簡介】 ，它與PLC相結(jié)合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開關(guān)、信號指示燈，及生產(chǎn)流程模擬屏和電控柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進行。PLC可以方便、快捷地對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進行采集、處理，并可對要顯示的參數(shù)以二進制、十進制、十六進制、ASCII字符等方式進行顯示。在顯示畫面上，通過圖標的顏色變化反應現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，如閥門的開與關(guān)，電機的啟動與停止，位置開關(guān)的狀態(tài)等。PID回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產(chǎn)過程中量的變化，操作人員通過參數(shù)設(shè)定可進行參數(shù)調(diào)整，通過數(shù)據(jù)查詢可查找任一時刻的數(shù)據(jù)記錄，通過打印可保存相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為今后的生產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來便利。５、網(wǎng)絡(luò)特性 PLC可以實現(xiàn)多臺PLC之間或多臺PLC與一臺計算機之間的通訊聯(lián)網(wǎng)要求，從而組成多級分布式控制系統(tǒng)，構(gòu)成工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。 (1) 通過通訊模塊、上位機以及相應的軟件來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠距離監(jiān)控。 (2) 通過調(diào)制解調(diào)器和公用電話網(wǎng)與遠程客戶端計算機相連，從而使管理者可通過電話線對控制系統(tǒng)進行遠距離監(jiān)控。結(jié)束語可編程控制器作為一種通用的工業(yè)控制器，它可用于所有的工業(yè)領(lǐng)域。當前國內(nèi)外已經(jīng)廣泛的將可編程控制器成功地應用到機械、冶金、石油、化工、紡織、交通、電力、軍事等各個領(lǐng)域，并取得了可觀的技術(shù)濟濟效益。而且它還代表當今電氣控制技術(shù)的世界先進水平，它已與數(shù)控技術(shù)、CAD／CAM技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)并列為工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱[8]。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖根據(jù)本設(shè)計的內(nèi)容要求。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. System diagram 系統(tǒng)的主電路設(shè)計直流電主要應用于各種電子儀器,電解,電鍍,直流電力拖動等方面。 交流電的優(yōu)點主要表現(xiàn)在發(fā)電和配電方面：利用建立在電磁感應原理基礎(chǔ)上的交流發(fā)電機可以很經(jīng)濟方便地把機械能（水流能、風能……）、化學能（石油、天然氣……）等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比，造價大為低廉；交流電可以方便地通過變壓器升壓和降壓，這給配送電能帶來極大的方便．這是交流電與直流電相比所具有的獨特優(yōu)勢．因此課題選用交流拖動電機， QS是一個帶有的閘刀開關(guān)，各個電機都有熱繼電器用于電動機的長期過載保護。 電機接線圖 Electrical wiring diagram 系統(tǒng)的控制電路設(shè)計PLC是以繼電器控制為基礎(chǔ)，以微處理器為核心，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，專門為工業(yè)應用環(huán)境而設(shè)計的功能強大的新型控制器，其實質(zhì)是工業(yè)控制專用計算機。 PLC的選型設(shè)計S7200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7200系列具有極高的性能/價格比[15]。S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：極高的可靠性，極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實時特性，強勁的通訊能力，豐富的擴展模塊。S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。S7200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供選擇。 CPU單元設(shè)計：集成的24V負載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫撦d電源。 不同的設(shè)備類型：CPU 221~226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 本機數(shù)字量輸入/輸出點：CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 226具有24個輸入點和16個輸出點。 本機模擬量輸入/輸出點：CPU 224XP具有2個輸入點，1個輸出點。 中斷輸入：允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 高速計數(shù)器：CPU 221/222，4個高速計數(shù)器（30KHz），可編程并具有復位輸入，2個獨立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為90176。的A/B相增量編碼器。CPU 224/224XP/226，6個高速計數(shù)器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。CPU 222/224/224XP/226，可方便地用數(shù)字量和模擬量擴展模塊進行擴展?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對本機輸入信號進行仿真，用于調(diào)試用戶程序。 模擬電位器：CPU 221/222 1個，CPU 224/224XP/226 2個。脈沖輸出：2路高頻率脈沖輸出（最大20KHz），用于控制步進電機或伺服電機實現(xiàn)定位任務(wù)。 實時時鐘：例如為信息加注時間標記，記錄機器運行時間或?qū)^程進行時間控制。 EEPROM存儲器模塊（選件）可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進行輔助軟件歸檔工作。 電池模塊：用于長時間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 編程：CPU 221/222/224/224XP/226。STEP 7Micro/WIN32 221/222/224/224XP/226功能進行編程。同時也可以使用STEP 7Micro/WIN16 ，但是它只支持對S721x同樣具有的功能進行編程。STEP 7Micro/DOS不能對CPU 221/222/224/224XP/226編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。如果使用STEP 7Micro/WIN32 ，則也可以通過SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下?？梢岳肞C/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7200 CPU 連接到許多和RS232標準兼容的設(shè)備。 有兩種不同型號的 PC/PPI 電纜：帶有RS232口的隔離型 PC/PPI 電纜，用5個DIP開關(guān)設(shè)置波特率和其它配置項。 帶有RS232口的非隔離型 PC/PPI 電纜，用4個DIP開關(guān)設(shè)置波特率。 有關(guān)非隔離型PC/PPI電纜的技術(shù)規(guī)范，請參閱S7200 可編程控制器系統(tǒng)手冊[9]。 PLC的I/O編址編址：就是對輸入/輸出模塊上的I/O點進行編碼，以便程序執(zhí)行時可以唯一的識別每個I/O點。數(shù)字量I/O點的編址是以字長為單位，采用標志域（I或Q）、字節(jié)號和位號三部分的組成形式，在字節(jié)號和位號之間以點分隔，習慣上稱做字節(jié)位編址。每個I/O點就有了唯一的識別地址。 Digital quantity a I/O address輸入量輸出量CPU224有14個輸入和10個輸出，根據(jù)設(shè)計要求I/。 Digital quantity a I/O assignment輸入點輸入設(shè)備輸出點輸出設(shè)備自動手動轉(zhuǎn)換開關(guān)秤斗閘門開啟繼電器小車上行開關(guān)秤斗閘門關(guān)閉繼電器下限位置開關(guān)鐵礦皮帶開啟繼電器秤斗閘門開動合觸點焦炭皮帶開啟繼電器秤斗閘門關(guān)動合觸點鐵礦料斗開啟繼電器鐵礦皮帶開動合觸點鐵礦料斗關(guān)閉繼電器鐵礦皮帶關(guān)動合觸點鐵礦皮帶關(guān)閉繼電器鐵礦料斗開動合觸點焦炭料斗開啟繼電器鐵礦料斗關(guān)動合觸點焦炭料斗關(guān)閉繼電器焦炭皮帶開動合觸點焦炭皮帶關(guān)閉繼電器當主機單元的I/O點數(shù)不能滿足控制要求是，通過I/O擴展接口增加I/O模塊來完成要求。S7200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數(shù)。 擴展單元型號及輸入輸出點數(shù) Expansion unit model and input output points類 型型 號輸入點輸出點數(shù)字量擴展模塊EM2218無EM222無8EM2234/8/164/8/16由于CPU224的輸入輸出點數(shù)不夠，所以選用EM223(16輸入/16輸出擴展模塊。 擴展模塊（EM223）I/O地址分配表 distribution list of expansion modules (EM223) I/O address 輸入點輸入設(shè)備輸出點輸出設(shè)備上限位置開關(guān)小車上行繼電器小車下行開關(guān)小盅開啟繼電器焦炭皮帶關(guān)動合觸點小盅關(guān)閉繼電器焦炭料斗開動合觸點布料器開啟繼電器焦炭料斗關(guān)動合觸點大盅開啟繼電器小盅開動合觸點大盅關(guān)閉繼電器小盅關(guān)動合觸點布料器關(guān)閉繼電器大盅開動合觸點小車下行繼電器大盅關(guān)動合觸點配料繼電器布料器開動合觸點布料器關(guān)動合觸點 PLC的輸入/輸出接線圖 根據(jù)以上的I/O編址，I/O接線圖所示。由于此設(shè)計有21個輸入量和19個輸出量，應選用CPU224，并使用擴展模塊EM223?？紤]到SIEMENS公司的產(chǎn)品在中國的應用非常廣泛，其功能比較全面和典型，具有一定的代表性，所以設(shè)計以西門子公司的S7系列入手，S7系列是該公司20世紀末推出的新型PLC。其中的S7200為小型的PLC。但是許多功能卻達到了原來大、中型PLC的水平，而價格確是小型PLC的價格。因此，S7200一經(jīng)推出，即受到了廣泛的關(guān)注。特別是S7200的第二代——CPU22X系列具有多種功能模塊和人機界面可供選擇，具有功能齊全的編程軟件，控制系統(tǒng)的設(shè)計更簡單，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。SIEMENS公司的CPU224具有14個輸入和6個輸出，可連接7個I/O擴展和一個串行通訊口，還有6個高速計數(shù)器足以滿足設(shè)計需要，考慮到以后的發(fā)展留有一定的余量。因此，決定選用SIEMENS公司的CPU224和擴展EM223作為本設(shè)計的主控制元件。 main engine I/O wiring diagram 擴展模塊I/O接線圖 Expansion module I/O wiring diagram根據(jù)的I/O接線圖把各個元件分表排列。 元件明細表 Part detailed list of specifications序號名稱電氣符號型號數(shù)量1小車上行按鈕SB1LA191112下限位置按鈕SB2LA191113上限位置按鈕SB3LA191114小車下行按鈕SB4LA191116位置開關(guān)SQ017LXW518LA19系列控制按鈕適用于交流50Hz或60Hz、額定工作電壓380V或直流額定工作電壓220V、額定工作電流不大于5A的控制電路中，帶信號燈的按鈕，其信號燈用于交、直流電壓為6V的信號電路中，作各種燈光信號指示用。LA19系列控制按鈕是由按鈕元件與信號燈組合而成的一種組合電器。按鈕有一對常開觸頭、一對常閉觸頭和一副接觸橋。LA19—11是帶指示燈一般控制按鈕。LXW5系列微動開關(guān)適用于交流50Hz、電壓至380V，直流電壓至220V的控制或輔助電路中，作控制、信號、聯(lián)鎖和限位之用。開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點和動作原理： LXW5微動開關(guān)是一種瞬動型單斷點電器元件，采用一只常閉觸頭、一只常開觸頭和一