基于plc的自動(dòng)化生產(chǎn)線供料站(編輯修改稿)
2024-07-24 18:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是用來(lái)執(zhí)行 PC 的功能，亦被視同為 PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器?？删幊绦蚩刂破骱?jiǎn)稱? Programmable Controller — PC Personal Computer — PC? Programmable Logic Controller — PLC PLC 的特點(diǎn)① 無(wú)觸電免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ② 通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便③ 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)④ 編程簡(jiǎn)單，容易掌握 ⑤ 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少⑥ 維修工作量小，維護(hù)方便⑦ 體積小，能耗低可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)是 PLC 最重要的特點(diǎn)之一。PLC 的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)小時(shí) 。 ★硬件方面：I/O 接口采用采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源的影響；對(duì)供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對(duì) CPU 等重要部件采用良好的導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料進(jìn)行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對(duì)有些模塊設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)、自診斷電路等。 ★軟件方面：采用掃描工作方式，減少了外界的干擾；設(shè)有故障檢測(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)由干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫(xiě)操作，一旦正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的工作。目前，各種 PLC 都采用梯形圖語(yǔ)言為第一編程語(yǔ)言，是，它是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制線路圖相似，形象、直觀，不需要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，很容易讓廣大工程技術(shù)人員掌握。當(dāng)生產(chǎn)流程需要改變時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)改變程序，使用方便、靈活。 同時(shí)，PLC 編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。這也是 PLC 獲得普及和推廣的主要原因之一。 許多 PLC 還針對(duì)具體問(wèn)題，設(shè)計(jì)了各種專用編程指令及編程方法，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了編程。 現(xiàn)代 PLC 不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，而且還具有 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、PID 控制、通信聯(lián)網(wǎng)以等許多功能。同時(shí)，由于 PLC 產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。由于 PLC 用軟件代替了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的硬件，控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線工作量大為減少。 PLC 的用戶程序大部分可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。 在維修方面，由于 PLC 的故障率極低，維修工作量很小；而且 PLC具很強(qiáng)的自診斷功能，如果出現(xiàn)故障，可根據(jù) PLC 上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。 PLC 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗低，因而是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC 的應(yīng)用與發(fā)展前景① 開(kāi)關(guān)量邏輯控制自動(dòng)生產(chǎn)線、機(jī)床電氣控制、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)、飛剪等控制② 運(yùn)動(dòng)控制金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)器人、電梯等。③ 閉環(huán)過(guò)程控制溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。④ 數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作。⑤ 通信聯(lián)網(wǎng)PLC 與遠(yuǎn)程 I/O、PLC 之間、PL 與其它智能控制器之間?！?高性能、高速度、大容量發(fā)展? 多 CPU 結(jié)構(gòu)? 高性能、流水 RISC 結(jié)構(gòu) CPU(32 位機(jī))? 增加智能控制功能? 支持組態(tài)設(shè)計(jì)▲ 大力發(fā)展微型 PLC,不斷增強(qiáng)微型 PLC 的功能? 掌上 PLC? 高性能? 支持多種編程方式▲ PLC 編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)化IEC11313 (IEC 1994 年 5 月公布)? 順序功能圖（SFC）? 梯形圖? 功能塊圖? 指令表? 結(jié)構(gòu)文本▲ PLC 與其它工業(yè)控制器產(chǎn)品相互融合 ● 與個(gè)人計(jì)算機(jī) PC ● 集散控制系統(tǒng) DCS ● 計(jì)算機(jī)數(shù)控 CNC ▲ 大力開(kāi)發(fā)智能 I/O 模塊模擬量 I/O、高速計(jì)數(shù)輸入、中斷輸入、機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、熱電偶輸入、條形碼閱讀器、多路 BCD 輸入/輸出、模糊控制器、PID 回路控制、通信模塊第三章 自動(dòng)生產(chǎn)線的組成及基本功能 基本組成自動(dòng)生產(chǎn)線由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式臺(tái)面上的供料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元 5 個(gè)單元組成。其外觀如圖 21 所示。圖 21 自動(dòng)生產(chǎn)線外觀其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有長(zhǎng)行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過(guò)的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。 基本功能供料單元的基本功能：供料單元是本次設(shè)計(jì)中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用。具體的功能是：按照需要將放置在料倉(cāng)中待加工工件（原料）自動(dòng)地推出到物料臺(tái)上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元上。如圖 23 所示為供料單元實(shí)物的全貌。圖 23 供料單元實(shí)物的全貌第三章 電氣控制 接線端子及主令部件 接線端子本次任務(wù)的設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對(duì)分離。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過(guò)程的 PLC 裝置則安裝在工作臺(tái)兩側(cè)的抽屜板上。因此，工作單元機(jī)械裝置與PLC 裝置之間的信息交換是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上。PLC 的 I/O 引出線則連接到 PLC 側(cè)的接線端口上。兩個(gè)接線端口間通過(guò)多芯信號(hào)電纜互連。圖 31 和圖32 分別是裝置側(cè)的接線端口和 PLC 側(cè)的接線端口。裝置側(cè)的接線端口的接線端子采用三層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接
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