【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)線設計和它的控制系統(tǒng)的發(fā)展和完善。必須要在PLC選型和確定I/O點數(shù)的時候要多加考慮，多點備用就能達到今后工業(yè)自動化的更新要求。易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體；易于擴充其功能的原則選型；必須是成熟可靠的系統(tǒng)；硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應；選用可編程控制器必須是自己熟悉，了解，會運用。PLC控制是采用循環(huán)掃描的工作方式，集中進行輸入采樣，集中進行輸出刷新。I/O映像區(qū)分別存放執(zhí)行程序之前的各中輸入狀態(tài)和執(zhí)行過程中各結(jié)果的狀態(tài)。PLC任務的完成是建立在其硬件的支持下，通過執(zhí)行反映用戶程序來實現(xiàn)的，這一點是和計算機工作原理是相一致的。因此，PLC的工作原理就是建立在計算機工作原理的基礎上。PLC是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存儲于用戶存儲器中的程序，按指令作周期性循環(huán)掃描。如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始一一順序執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。周而復始。PLC的掃描工作過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，并進行周期性循環(huán)。根據(jù)以上相關信息和生產(chǎn)線設計要求及自身所學考慮，最終選擇德國SIEMENS（西門子）PLC，該公司是歐洲最大的電氣設備制造商，是世界上研制、開發(fā)PLC較早的少數(shù)幾個國家之一。S7系列PLC產(chǎn)品以其編程均使用STEP 7軟件，可靠性高，功能強大并且該軟件已經(jīng)完全漢化的性能，在我國也是應用的十分普遍。這次設計選擇是德國西門子PLC S系列200的，其中CPU是采用CPU226，下表中是其參數(shù)表41物理特性尺寸（W寬+H高+D深）96 x 80 x 62 mm 重量660 g功耗17 W表42 存儲器特性在線程序編輯時16384 bytes 非在線程序編輯時24576 bytes數(shù)據(jù)存儲器10240 bytes(可選電池)200天/典型值表43 I/O特性本機數(shù)字量輸入 24 輸入本機數(shù)字量輸出16 輸出本機模擬量輸入無本機模擬量輸出無數(shù)字I/O映象區(qū)256 (128輸入/128輸出)模擬I/O映象區(qū)64(32輸入/32輸出)允許最大的擴展I/O模塊7個模塊允許最大的智能模塊7個模塊脈沖捕捉輸入高速計數(shù)器24個總數(shù)6個單相計數(shù)器 6，每個30KHz兩相計數(shù)器4，每個20KHz脈沖輸出2個20KHz(僅限于DC輸出)表44 常規(guī)特性定時器總數(shù)256個 1ms4個10ms16個100ms236個計數(shù)器總數(shù)256(由超級電容或電池備份)內(nèi)部存儲器位掉電保持256(由超級電容或電池備份)時間中斷2個1ms分辨率邊沿中斷 4個上升沿和/或4個下降沿模擬電位器2個8位分辨率 布爾量運算執(zhí)行時間 時鐘內(nèi)置 卡件選項存儲卡和電池卡表45 集成的通訊功能接口 2個RS485接口PPI/T波特率, 自由口波特率 至 每段最大電纜長度使用隔離的中繼器：，：50米最大站點數(shù)每段32個站，每個網(wǎng)絡126個站最大主站數(shù)32點到點(PPI主站模式)是(NETR / NETW)MPI連接共4個，2個保留(1個給PG，1個給OP)表46 電源特性輸入電壓85至264V AC(47至63 Hz)輸入電流80/40mA(僅CPU，120/240V AC) 320/160mA(最大負載，120/240V AC)沖擊電流20A，264V AC時隔離(現(xiàn)場與邏輯)1500V AC保持時間(掉電)20 / 80ms，120/240VAC時保險(不可替換)2A，250 V時慢速熔斷表47 數(shù)字量輸入輸出特性本機集成數(shù)字量輸入點數(shù)24輸入輸入類型漏型/源型 (IEC 類型1/漏型)額定電壓24V DC，4mA典型值時最大持續(xù)允許電壓30V DC本機集成數(shù)字量輸出點數(shù)16輸出輸出類型 干觸點 額定電壓24VDC或250V AC電壓范圍5至30V DC或5至250V AC此外還加兩個EM223 16*DI 16*DQ擴充模塊，選擇這樣最后總共就有56個DI，48個DO。完全滿足這次設計要求，還余幾個輸入輸出接口備用。在生產(chǎn)線中存在著好幾個液體罐，在生產(chǎn)線中要求對各個罐內(nèi)的液體液位狀況進行實時的測量并顯示出來，并且在自動生產(chǎn)程序中許多動作都與液位的狀況有直接的關系。所以選擇一個準確的合適的經(jīng)濟的液位計就顯得尤為重要。結(jié)構(gòu)簡單、使用方便；性能穩(wěn)定、使用壽命長、便于安裝維護。最終經(jīng)過考慮我選擇了結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟的浮球液位計浮球液位計的結(jié)構(gòu)主要是基于浮力和靜磁場原理設計而生產(chǎn)的。它帶有磁體的浮球在被測介質(zhì)中的位置受浮力作用影響，液位的變化導致磁性浮子位置的變化。浮球中的磁體和傳感器（磁簧開關）作用，使串連入電路的元件（如定值電阻）的數(shù)量發(fā)生變化，進而使儀表電路系統(tǒng)的電學量發(fā)生改變。也就是使磁性浮子位置的變化引起電學量的變化。通過測量電學量的變化來反映容器內(nèi)液位的情況。表48 浮球液位計參數(shù)測量范圍L≤6000mm介質(zhì)溫度≤120℃介質(zhì)比重≥（浮球φ75）；（浮球φ95）特殊可訂做容器法蘭DN80、DN100 HG2059397（FM）壓力等級—輸出信號4— 供給電源177。5%測量精度L=5001000mm，≤177。%FS，1000mm，≤177。%FS圖41 FLOWLINE浮球式液位計開關是作用于接通或斷開電路的電器。常用的開關有刀開關、組合開關和自動空氣開關，現(xiàn)今被取而代之的就是斷路器。斷路器是指能夠關合、承載和開斷正常回路條件下的電流并能關合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等實行保護，當它們發(fā)生嚴重的過載或者短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。而且在分斷故障電流后一般不需要變更零部件。目前，已獲得了廣泛的應用。斷路器的分類方式有多種，常見的有按結(jié)構(gòu)分：有萬能式和塑殼式；按使用類別分：有選擇型和非選擇型；按滅弧介質(zhì)分：有油浸式、六氟化硫、真空式和空氣式；按極數(shù)分：有單極、二極、三極和四極等；按安裝方式分：有插入式、固定式等。最終我左右思考選擇了小型斷路器，小型斷路器可用于交流50/60Hz額定電壓230/400V，小型斷路器主要用于工業(yè)、商業(yè)、高層和民用住宅等各種場所。圖42正泰小型斷路器DZ4760按鈕開關是一種結(jié)構(gòu)簡單，應用十分廣泛的主令電器。在電氣自動控制電路中，用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器、電磁起動器等。按鈕開關的結(jié)構(gòu)種類很多，可分為自鎖式、自復位式、旋柄式、帶指示燈式、帶燈符號式和鑰匙式等，有單鈕、雙鈕及不同組合形式，一般是采用積木式結(jié)構(gòu)，由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成，通常做成復合式，有一對常閉觸頭和常開觸頭，有的產(chǎn)品可通過多個元件的串聯(lián)增加觸頭對數(shù)。按鈕的分類方式很多，生產(chǎn)廠家也很多，下面我主要選擇介紹用到的幾種常用的按鈕開關。 圖43正泰NP4按鈕 圖44帶燈指示按鈕現(xiàn)今還有一種在工廠里也經(jīng)常用到的一種顏色不同帶燈的按鈕，這種按鈕可以方便與操作者能夠很清楚的知道按鈕的動作狀態(tài)，像這種按鈕一般有指示燈電源。 接觸器接觸器是指能夠頻繁關合、承載和開斷正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關合裝置接觸器分為直流接觸器和交流接觸器，在該系統(tǒng)中我們運用交流接觸器，下面我們主要介紹一下交流接觸器。交流接觸器工作原理是當線圈通電時，靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力，將動鐵芯吸合，由于觸頭系統(tǒng)是動鐵芯聯(lián)動的，因此動鐵芯帶動三條動觸片同時運行，觸點閉合，從而接通電源。當線圈斷電時，吸力消失，動鐵芯聯(lián)動部分依靠彈簧的反作用力而分離，使主觸頭斷開，切斷電源。這條生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的主電路中有八臺電機，選擇與之匹配的接觸器去控制這些電機的通斷情況。這里我最終選擇的是交流接觸器，選擇的型號為CJX2D09。 圖45 國產(chǎn)CJX2D09 圖46 西門子 3TF系列交流接觸器 還有一種常見接觸器，那就是西門子生產(chǎn)的接觸器，西門子接觸器安全性能好，體積小，重量輕等特點。它的主觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)獨特，觸頭磨損比較低，使用壽命也得到增加，電磁鐵工作性能也可靠，損耗低，噪音也小，且具操作頻率和控制容量高。 熱繼電器熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點在生產(chǎn)中得到了廣泛應用。主電路中有八臺電機，電動機在實際運行中，若機械出現(xiàn)特殊情況或電動機遇到過載，電動機就會轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將會增大，長時間過載，將會使電動機繞組老化，大大縮短電動機的使用壽命，嚴重時會使電動機燒毀。所以，這為了防止這樣的事