【文章內容簡介】 動 機 行 程 開 關光 電 傳 感 器大 瓶小 瓶 圖 2 飲料灌裝生產流水線 結構 軟件方案設計 PLC 軟件方案設計有經驗設計法，邏輯設計法等 梯形圖的經驗設計法是 運用 比較廣泛的一種方法。該方法的核心是輸出線圈。以下是 梯形圖經驗設計 法的基本步驟： 。 PLC 的輸入信號和輸出負載，畫出 PLC 的外部接線圖。 繼電器電路圖的中間繼電器，時間繼電器對應的梯形圖中的輔助繼電器（ M）和定時器（ T）的元件號。 。 邏輯 設計法的理論基礎是邏輯代數。而繼電器控制系統(tǒng)的本質是邏輯線路。在 電氣控制線路 中 會發(fā)現 ,線路的接通和斷開 ,都是 由 繼電器等元件的觸點來 控制泰山學院本科畢業(yè)論文 5 決定 的 ,故控制線路的 所有 功能必定取決于這些觸點的開，合兩種狀態(tài)。因此電氣控制電路從 根 上說是一種邏輯 性 線路 ,它滿足 邏輯運算的基本規(guī)律。具體步驟如下圖 3 所示 : 明 確 設 計 任 務 和 技 術 條 件修 改 軟 件 ， 硬 件聯 機 調 試局 部 模 擬 運 行安 裝 P L C程 序 檢 查 調 試I / O 配 線編 制 程 序制 作 控 制 區(qū)系 統(tǒng) 總 體 設 計P L C 機 型 選 擇 是 否 滿 足 要 求 ？交 付 使 用整 理 系 統(tǒng) 文 件系 統(tǒng) 試 運 行程 序 備 份否是 圖 3 PLC 邏輯設計步驟圖 泰山學院本科畢業(yè)論文 6 3 系統(tǒng)元件的選擇 PLC 控制要求和內容 及選型 PLC 可編 程控制器是工業(yè)自動化的基礎。在工業(yè)現場中用于 對大量的數字量和模擬量進行控制，例如電磁閥的開閉，電動機的啟停， 溫度、壓力、流量的設 置與控制 ，產品的計數與控制等。 (1) 可靠性高，抗干擾能力強 微機雖然具有很強的功能，但單抗干擾能力差，工業(yè)現場環(huán)境的電磁干擾、電源波動、機械振動、溫度和濕度的變化等都可能使一般通用微機不能實現正常工作。而 PLC 是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計的，故對可能受到的電磁干擾、高低溫及電源波動等影響，其已在 PLC 硬件及軟件的設計上采用了一定的措施。如在硬件方面采用 了電和磁的屏蔽，對 I/O 接口采用了光電隔離技術，對電源及 I/O 接口線采用了數 種濾波等。而在軟件方面采用了故障監(jiān)測、診斷、信息防護和復位等手段，一旦發(fā)生非正常狀況， CPU 立馬進行行之有效的方案，防止故障向更糟的方向發(fā)展，使 PLC 的可靠度大為提高。 (2) 機構簡單，應用靈活 PLC 在硬件結構上采用模塊化中的類似積木式的結構，輸入和輸出信號模塊、通信模塊及一些特別功能模塊類型繁多。面對不同的控制對象，可以方便、快速靈活地組合成完成其功能的控制系統(tǒng)。 (3) 編程方便，易于使用 PLC 采用了與繼電器控制電路有許 多相似之處的梯形圖作為主要的編程語言，形象直觀 的程序 ， 簡單易學 指令， 容易理解和掌握 編程步驟和方法，不需要具備專門的計算機知識， 使具有一定的電工和工藝知識的人員 可以在短時間內學會。 (4) 功能完善，適用性強 PLC 具有 強大的 對數字量和模擬量處理 的 功能，如 一般 邏輯、算術運算、 常見特殊函數運算等。 PLC 具有 多種 常用的功能，如 PID 閉環(huán)回路控制、中斷控制等。泰山學院本科畢業(yè)論文 7 PLC 還 可以擴展 好多 特殊功能，如高速計數、電子凸輪控制、伺服電動機定位、多軸運動插補控制等。 PLC 組成 的 多種工業(yè)網絡， 可 實現數據傳送、上位監(jiān) 測 控 制 等功能。 PLC 的安裝與接線 PLC 一般要求安裝在環(huán)境溫度為 0 到 55 攝氏度，相對濕度小于 85%，無粉塵、油煙，無腐蝕性及可燃性氣體的場合中。為了達到這一目的， 其不要安裝在發(fā)熱器件附近，不能安裝在結露，雨淋的場所，在粉塵多，油煙大、有腐蝕性氣體的場合安裝時要采取封閉措施，在封閉的電器柜中安裝時，要注意解決通風問題。另外， PLC 要安裝在遠離強烈振動 和 電磁干擾源的 場合 ，否則需要 對其 采取減震及屏蔽措施。 PLC 的安裝固定常有兩種方式，一是直接利用機箱上的安裝孔，用螺釘把 機箱固定在控制柜的背板或面板上；二是利用 DIN 導板安裝，這需先將 DIN 導板 先 固定好，再將 PLC 與各種擴展單元卡上 DIN 導板。 并注意在 PLC 周圍留足散熱及接線的空間。 PLC 在工作前必須正確地接入控制系統(tǒng)，和其連接的主要有 PLC 的電源接線，輸入輸出器件的接線，通信線，接地線。 設計 PLC 控制時，應遵循以下基本原則 （ 1） 最大限度地滿足被控對象的要求 （ 1） 最大限度地滿足被控對象的要求 充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的要求，被稱為設計系統(tǒng)的居于第一的目標和任務，這也是設計中最該銘記的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行細致的調查研究，收集有關控制現場的資料，收集相關先進的中國、外國資料。同時還要留心和在場的管理人員、監(jiān)管人員、現場操作維修人員密切配合，相互深入溝通，定制相關控制方案 ，共同解決設計中的重點問題和疑難問題，力求方案準確高效的實施。 (2) 確保 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長期 安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的最為泰山學院本科畢業(yè)論文 8 重要原則。這就要求設計者更加 全 面考慮系統(tǒng) 總體 設計、元器件選擇、軟件編程 ，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運行，而且在 特殊 非正常 條件下（如突然停 電再上電、按鈕按錯 ，繼電器不動作 等），也能正常工作。 (3) 力求簡單、經濟、使用及維修方便 在充分滿足被控制要求的基礎上，一方面要注意不斷地擴大工程的效率與利益，另一方面也要注意不斷地降低其成本，力求工程的經濟性。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)較簡易、實惠，而且要使系統(tǒng)的使用及維護更簡單、花費更低，不宜盲目地追求過程的自動化和高指標。 (4) 適應 生產 發(fā)展的需 要 這就要求在選擇 PLC、輸入輸出模塊、輸入輸出點數和內部存儲器容量時，要適當留有一定的裕量，以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的改進。 事實 上 PLC 控制系統(tǒng)的設計 ：首先考慮的是 應是 系統(tǒng)的安全性、可靠性設計，然后才是根據控制工藝要求進行控制流程 的 設計， 最后 就是編寫切實可行、 簡單、高效的 PLC 程序，安全性、可靠性設計要求的前提下，編寫相應的 PLC 程序非常重要，硬件上保證的安全性 與可靠性 ，以及軟件 PLC 程序中的 安全 性 考慮應該同步進行。 PLC 的工作原理 （ 1） PLC 的工作方式 PLC 采用的是周期性循環(huán)掃描的 工作方式。 （ 2） PLC 的工作過程 PLC 用戶程序 的工作過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段。 PLC 的工作過程包括初始化， CPU 自診斷，通信信息處理， PLC 與外部設備交換信息，執(zhí)行用戶程序，輸入輸出信息處理等六步 。 PLC 選型與硬件配置 選擇 PLC,主要是確定它的生產廠家與型號。 挑選 生產廠家， 用戶的要求、設計使用者的習慣、熟悉程度、配套產品的一致性 是 主要應考慮 的幾個方面 ，編程泰山學院本科畢業(yè)論文 9 器等附加設備的通用性、技術服務等方面的因素 也應加以考慮 。 在生產廠家確定后，它的型號主要決定于控制要求，在滿足 設備控制要求的前提下，必須考慮生產成本。 選擇 PLC 型號時應注意以下指標： 性能 配套 。 考慮到生產規(guī)模的擴大、生產工藝的改進、控制任務的增加以及維護重接線的需要，在選擇硬件模塊時要留有適當的余量。 根據已經確定的 I/O 設備統(tǒng)計所需要的 I/O 信號的點數和類型，預留 10%至15%的空間 ，選擇 I/O 信號模塊。 根據特殊功能要求選擇智能單元 . 根據通信要求選擇通信接口模塊。 依據 飲料罐裝自動生產線的工藝流程圖， PLC 控制系統(tǒng) 有均為開關量 的 9 個 輸人信號。 PLC 控制系統(tǒng) 的 有 10 個 輸出信號。 FX2N 系列的 PLC 有繼電器輸出方式，晶體管輸出方式和雙向晶閘管輸出方式三種 , 繼電器輸出方式其特點是：可接通 交 、直流電源，其反應 慢，但有干結點，安全 性及其隔離性好，可靠性高；晶體管輸出方式其特點是：只能接入 直流電源，無干接點，其響應速度最快 —— 場效應管輸出模塊的工頻 可達 20kHz，但過 度負載能力較差；雙向晶閘管輸出方式其特點是：只能接入 交流電源，無干接點。 綜合以上 相關 信息，并結合經濟實用性的考慮，系統(tǒng)選用 FX2N32MR 型號的PLC：繼電器輸出 方式 ,輸人點數輸出點數均為 16 點，可 以滿足工藝要求，且留有一定的余量。便于以后的修改和擴展。根據系統(tǒng)的性能與要求， PLC 輸入 /輸出端口地址的分配如表 4 所示。 PLC 的性能指標 3 .掃描速度 的配置及容量 。 表 1 PLC I/O 端地址編號對照表 輸入信號 輸出信號 泰山學院本科畢業(yè)論文 10 名稱 功能 編號 名稱 功能 編號 SB0 啟動按鈕 X0 KM