【文章內(nèi)容簡介】 運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 (4) 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量 時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 實(shí)際上 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，按照國外發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)：首先考慮的是系統(tǒng)的安全性、可靠性設(shè)計(jì)，然后才是根據(jù)控制工藝要求進(jìn)行控制流程設(shè)計(jì)，然后就是編寫切實(shí)可行、高效的 PLC 程序，這里在安全性、可靠性設(shè)計(jì)要求的前提下，編寫相應(yīng)的 PLC 程序非常重要，硬件上保證的安全性，以及軟件 PLC 程序中的安全考慮應(yīng)該同步進(jìn)行 任務(wù)的分析 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是以 S7300 系列 PLC 作為處理核心，用行程開關(guān)、傳感器將生產(chǎn)過程中的信號（如空瓶的運(yùn)行的位置、飲料瓶的大小等等 ）處理后送給PLC 處理器，由 PLC 對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出驅(qū)動(dòng)信號（如接觸器、電磁閥等等）來完成飲料罐裝生產(chǎn)過程的流水線操作。 該系統(tǒng)的總體思路：此生產(chǎn)線為全自動(dòng)控制的，生產(chǎn)線一旦上電， PLC 將通過軟件對生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制：通過輸出繼電器控制傳送帶的停轉(zhuǎn)和對飲料瓶灌裝的控制，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的顯示，并且通過 PLC 內(nèi)部的計(jì)數(shù)器對所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。 河 北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 硬件方案設(shè)計(jì) 飲料的灌裝是采用了飲料灌裝機(jī)，飲料灌裝機(jī)將灌裝裝置以及封蓋裝置集合在一起，使飲料的灌裝穩(wěn)定、高效的完成。對于飲料瓶大小的區(qū)別是通過 反射式光電傳感器工作來實(shí)現(xiàn)的。利用輔助繼電器對計(jì)數(shù)器進(jìn)行正電平觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)對所生產(chǎn)產(chǎn)品的計(jì)數(shù)。生產(chǎn)流水線結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。 系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)一旦上電，傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，待空飲料瓶行至行程開關(guān)，行程開關(guān)閉合，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，灌裝設(shè)備通過閥門的關(guān)斷來控制飲料灌裝的時(shí)間，待飲料灌裝過程完畢后電動(dòng)機(jī)恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動(dòng)控制。對于傳送帶上的飲料瓶大小的區(qū)分，是通過下圖中所在位置的反射式光電傳感器工作來實(shí)現(xiàn)的。 軟件方案設(shè)計(jì) PLC 軟件方案設(shè)計(jì)的方法有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，邏輯設(shè)計(jì)法等。 （ 1） 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是比較廣泛的一種方法。這種方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循 ,具有很大的試探性很隨意性 ,最后的結(jié)果不是唯一的。該方法的核心是輸出線圈。以下是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的基本步驟： 。 PLC 的輸入信號和輸出負(fù)載，畫出 PLC 的外部接線圖。 ，時(shí)間繼電器對應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器（ M）和定時(shí)器（ T）的元件號。 。 （ 2） 邏輯設(shè)計(jì)法 邏輯設(shè)計(jì)法的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)。而繼電器控制系統(tǒng)的本 質(zhì)是邏輯線路。看一個(gè)電氣控制線路都會(huì)發(fā)現(xiàn) ,線路的接通和斷開 ,都是通過繼電器等元件的觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的 ,故控制線路的種種功能必定取決于這些觸點(diǎn)的開，合兩種狀態(tài)。因此電氣控制電路從本質(zhì)上說是一種邏輯線路 ,它符合邏輯運(yùn)算的基本規(guī)律。具體步驟如下圖 12 所示 : 河 北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 明 確 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 和 技 術(shù) 條 件修 改 軟 件 ， 硬 件聯(lián) 機(jī) 調(diào) 試局 部 模 擬 運(yùn) 行安 裝 P L C程 序 檢 查 調(diào) 試I / O 配 線編 制 程 序制 作 控 制 區(qū)系 統(tǒng) 總 體 設(shè) 計(jì)P L C 機(jī) 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(yùn) 行程 序 備 份否是 圖 12 PLC 邏輯設(shè)計(jì)步驟圖 第 3 章 元件的選擇 PLC 的選型 根據(jù)飲料罐裝自動(dòng)生產(chǎn)線的工藝流程圖， PLC 控制系統(tǒng)的輸人信號有 9 個(gè)，且均為開關(guān)量。 PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 10 個(gè)。 河 北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 PLC 主要主要考慮一下幾點(diǎn)： I/O 信號的點(diǎn)數(shù)：根據(jù)已確定的 I/O 設(shè)備統(tǒng)計(jì)所需要的 I/O 信號的點(diǎn)數(shù)，選擇是否支持?jǐn)U展機(jī)架的 CPU。 網(wǎng)絡(luò)通訊的模式：根據(jù)控制要求的信號傳輸方式所需要網(wǎng)絡(luò)接口的形式，選擇支持現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)以亞太網(wǎng)絡(luò)或點(diǎn)到點(diǎn)通訊的 CPU。如果網(wǎng)絡(luò)有路由要求，則選擇集成了該功能的 CPU。 PLC 輸入 /輸出端口地址的分配如表 13所示。 輸入信號 輸出信號 名稱 功能 編號 名稱 功能 編號 SB0 啟動(dòng)按鈕 KM1 傳送帶電動(dòng)機(jī) SB1 停止按鈕 YV1 灌裝電磁閥 ST0 行程開關(guān) YV2 小瓶封蓋 S0 光電傳感器 YV3 大瓶封蓋 SB4 大包 HL4 大包 SB5 中包 HL5 中包 SB6 小包 HL6 小包 SB7 散裝 HL7 散裝 SB10 手動(dòng)復(fù)位 HL10 系統(tǒng)上電顯示 HL11 灌裝過程顯示 表 13 PLC I/O 端地址編號對照表 電動(dòng)機(jī)的選型 目前市面上的電動(dòng)機(jī)類型多種多樣，用于驅(qū)動(dòng)傳送帶傳送的電動(dòng)機(jī)的類型也數(shù)不勝數(shù)[1314]?；谠撓到y(tǒng)的控制要求與各類型電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作場合，并考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，本系統(tǒng)選擇的電動(dòng)機(jī)型號為 Y132M4，其性能參數(shù)如表 14 所示。 電流 電壓 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)速 極數(shù) 頻率 額定功率 A 380V 1440 r/min 4 50 Hz 表 14 Y132M4 型電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù) 河 北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 接觸器的選型 接觸器是一種用來接通或斷開帶負(fù)載的交 直流主電路或大容量控制電路的自動(dòng)化切換器，主要控制對象是電動(dòng)機(jī)。通用接觸器可大致分以下兩類。 1）交流接觸器。主要有電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。常用的是CJ 0CJ1 CJ12B 等系列。 2）直流接觸器，一般用于控制直流電器設(shè)備，線圈中通以直流電，直流接觸器的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)基本上與交流接觸器是相同的。 接觸器的選型有諸多因素外與負(fù)載密切相關(guān)一般三相異步電機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的 35 倍。所以接觸器的額定電流為： IN=36A (31) 綜上所述，本系統(tǒng)選用 CJ1040 接觸器：額定電流為 40A,額定電壓為 380V。 熱繼電器的選型 熱繼電器由兩部分組成，每一部分安裝的位置不同。一部分是主觸點(diǎn)，接在電動(dòng)機(jī)與接觸器 KM 之間。另一部分是接在控制電路中，與接觸器 KM 的線圈電路相串聯(lián)。熱繼電器在控制線路中起過載保護(hù)的功能。熱繼電器是采用雙金屬熱元件，動(dòng)作機(jī)構(gòu)，常閉觸頭和常開觸頭，復(fù)位按鈕及整定電流調(diào)節(jié)旋鈕等構(gòu)成。根據(jù)雙金屬熱元件的數(shù)目可分為兩極和三極型熱器，而三極型又分帶斷相保護(hù)和不帶斷相 保護(hù)兩種。 主電動(dòng)機(jī) M1 的額定電流 15A， FR1 可以選用 JR16，熱元件電流為 20A，電流整定范圍為 1422A 工作時(shí)將額定電流調(diào)整為 15A。 開關(guān)電器、熔斷器的選型 行程開關(guān)是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關(guān)，選用型號為LXK2131 型。 熔斷器選用 RL115 型熔點(diǎn)器，熔體的額定電流為 30A。 河 北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢