【文章內(nèi)容簡介】 可編程控制器的選型 PLC 是一種專門用于在工業(yè)環(huán)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出 信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。 ① 輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%~20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 ② 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體是都是的按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10~15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此 數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù) (16 位為一個(gè)字 )，另外再按此數(shù)的 25%的考慮余量。因此本課題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ) 2020 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠有空間。 通過對(duì)輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)容量以及 I/O 響應(yīng)時(shí)間的分析，得出該控制系統(tǒng)選用三菱公司 FX2N 系列的 PLC 較為合適。故花式噴泉控制系統(tǒng)選用型號(hào)為FX2N32MR 的 PLC（系統(tǒng)共有 6 輸入 /11 輸出）。 變頻器的選型 我設(shè)計(jì)的是通過變頻器調(diào)速技術(shù)來控制每環(huán)噴水管的高度。我選用的是 FRS520（ S） E 系列變頻調(diào)速器，其特點(diǎn)是簡單、易用。 其實(shí)物如圖 31 示： ◆ 功率范圍： ~ ( 三相 200V FRS520E 系列 )~ (單相 220V FRS520SE 系列 ) ◆ 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升，實(shí)現(xiàn) 5Hz 時(shí) 150%轉(zhuǎn)矩輸出 ◆ 數(shù)字式撥盤，設(shè)定簡單快捷 ◆ 柔性 PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行 ◆ 15 段速， PID， 4~20mA 輸入和漏源型轉(zhuǎn)換等多功能 ◆ 內(nèi)置獨(dú)立 RS485 通訊 口 水泵的選型 由于噴泉的水泵必須滿足大功率快速精確起停，而且其功率必須能夠精確的進(jìn)行控制。我選用品牌為 DESHB（德士比）的 噴泉泵，具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊；無需引水、使用簡便；雙端密封、電器保護(hù)；設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良；經(jīng)貿(mào)耐用、安全可靠。并且水泵出口采用圓法蘭結(jié)構(gòu)，電機(jī)為 F 級(jí)絕緣。適用于音樂噴泉等場合對(duì)電機(jī)頻繁啟動(dòng)的要求，葉輪具有防松裝置，不怕反轉(zhuǎn)，其實(shí)物圖見其 32 所示： 圖 32 QYP 噴泉泵的實(shí)物圖 硬件清單 符號(hào) 名稱 用途 數(shù)量 QF 空氣開關(guān) 電源總開關(guān) 7 FU 熔斷器 電源總保險(xiǎn) 3 M 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)主軸 5 SB1 開關(guān) 停止開關(guān) 1 SB2 開關(guān) 啟動(dòng)開關(guān) 1 SB3 開關(guān) 燈控開關(guān) 1 SB4 開關(guān) 上保護(hù)開關(guān) 1 SB5 開關(guān) 下保護(hù)開關(guān) 1 FR 熱繼電器 M 過載保護(hù) 4 KM 接觸器 電機(jī)啟動(dòng) 8 HL1 燈泡 紅色燈指示 1 HL2 燈泡 黃色燈指示 1 HL3 燈泡 綠色燈指示 1 硬件接線圖 系統(tǒng)的硬件連接圖即 PLC 和系統(tǒng)中各個(gè)硬件的連線。具體的如圖 33， 34 所示： LQ FQ FQ FL 1L 2L 3NC O MC O M2 2 0 V+ D C 2 4 VC O M 0C O M 1Y 0Y 1Y 2Y 3Y 4C O M 2Y 5Y 6Y 7C O M 3Y 1 0Y 1 1Y 1 2C O M 4P L CF X 2 N 3 2 M RK M上 保 護(hù) 開 關(guān)下 保 護(hù) 開 關(guān)X 0X 1X 2X 3X 4X 5停 止 按 鈕啟 動(dòng) 按 鈕選 擇 開 關(guān) 1 的 位 置選 擇 開 關(guān) 2 的 位 置選 擇 開 關(guān) 3 的 位 置燈 控 按 鈕L 2L 3 L 1R MR LS T FS DD C 1 2 VUVWM電 源 指 示控 制 1 管 噴 水控 制 2 管 噴 水控 制 3 管 噴 水控 制 4 管 噴 水紅 色 燈綠 色 燈黃 色 燈變 頻 器 圖 33 硬件接線圖 QFL123Q1L32L1UVW變頻器K1KM23KM4FR2QF3MQF2FR1MM5KM6FR3QF4MKM7KM8FR4QF5FU 圖 34 變頻器跟水泵接線圖 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PLC 梯形圖概述 梯形圖是使用最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)邏輯掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。 PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元（軟繼電器），每一軟繼電器與 PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元如果為 “1”狀態(tài)， 則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈 “通電 ”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的 “1”或 “ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為 “0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該繼電器為 “0”或 “OFF” 狀態(tài)。使用中也常將這些 “軟繼電器 ”稱為編程元件。 梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左是正而右是負(fù)的直流電源電壓，母線之間有 “能流 ”從左向右流動(dòng)。右母線可以不畫出。 根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求 出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，這為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。 編程軟件的操作方法 本課題采用的編程軟件為 GX DEVELOPER 852 編程軟件，具體的操作方法如下： ⒈ 打開 GX DEVELOPER 852 編程軟件，之后點(diǎn)擊 ，在下拉菜單欄點(diǎn)擊 “創(chuàng)建新工程 ”，確定打開后就可以繪制梯形圖編本課題的程序。 ⒉ 在打開文件之后就可以繪制梯形圖，根據(jù)所編的程序的，在頁面右面的功能圖，如 42 所示： 圖 42 GX DEVELOPER 852 編程軟件的功能圖 在繪制梯形圖中選擇需要的輸入元件，完成對(duì)梯形圖的繪制。 ⒊完成了對(duì)梯形圖的繪制后，在軟件的菜單欄中點(diǎn)擊“在線”下拉菜單中的“ PLC寫入” ,將程序編入軟件中。 I/O 分配表 系統(tǒng)工作過程分析 ⒈ 按下啟動(dòng)按鈕和燈控按鈕，開始運(yùn)行。 ⒉ 按下位置開關(guān) 2，則是第一種花樣噴泉。 ⒊ 按下位置開關(guān) 3，則是第二種花樣噴泉。 ⒋ 按下位置開關(guān) 4，則是第三種花樣噴泉。 ⒌ 無論哪種花樣噴泉，只要當(dāng)?shù)谌虻谒娜我庖粚訃娝臅r(shí)候，黃燈亮；當(dāng)?shù)诙訃娝臅r(shí)候，紅燈亮；當(dāng)所有噴水時(shí)，綠燈亮。 ⒍ 按下停止按鈕，則 運(yùn)行結(jié)束。 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 花式噴泉的第一種花樣 當(dāng)選擇開關(guān) 2 的位置時(shí)，噴泉運(yùn)行第一種花樣： 1 隔 2 秒依次噴水，一起 中速 正轉(zhuǎn) 噴水 10 秒后停下，再按 4 的次序隔 2 秒依次噴水，再一起 中速 正轉(zhuǎn) 噴 15 秒后停下，以此規(guī)律循環(huán)。 3 管以慢速正轉(zhuǎn)噴水， 4 管以中速正轉(zhuǎn)噴水。當(dāng)?shù)谌?