【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O種類(lèi)有開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等。開(kāi)關(guān)量是指只有開(kāi)和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類(lèi)如下： 開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類(lèi)型分，有電流型（420mA,020mA）、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 內(nèi)存內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。不同機(jī)型的PLC期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機(jī)單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機(jī)型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴(kuò)展。 電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類(lèi)型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）?！? 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備 i)編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編寫(xiě)程序、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。某些PLC也配有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。 ii)人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面也非常普及。 iii)輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫(xiě)入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)[4] 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說(shuō)法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)模控制系統(tǒng))來(lái)講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開(kāi)放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來(lái)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適用性等具體問(wèn)題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。12金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第3章 相關(guān)設(shè)備的介紹 3 相關(guān)設(shè)備的介紹 步進(jìn)電機(jī)的介紹①、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱(chēng)為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。②、步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比③、步距值不容易因?yàn)殡姎?、?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開(kāi)環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。④、起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。⑤、價(jià)格便宜,可靠性高。⑥、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。⑦、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng),在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí),電機(jī)才能獲得滿意的運(yùn)行性能。⑧、由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。 本系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)介紹我們?cè)谠摿Ⅲw倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京四通電機(jī)有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。型號(hào)：42BYG250C?？旖泳€插頭：紅色表示A相，藍(lán)色表示B相；如果發(fā)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不對(duì)時(shí)可以將A相或B相中的兩條線對(duì)調(diào)。 步進(jìn)電機(jī)的出線圈此步進(jìn)電機(jī)的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：電機(jī)型號(hào)相數(shù)步距角相電流驅(qū)動(dòng)電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYG250C2 /DC24VM 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的介紹與交直流電動(dòng)機(jī)不同，僅僅接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會(huì)運(yùn)行的。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制）、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成這個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移，或者說(shuō)：控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。所有型號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)都相同，共有三路信號(hào)，它們是：步進(jìn)脈沖信號(hào)CP、方向電平信號(hào)DIR、脫機(jī)信號(hào)FREE(此端為低電平有效，這時(shí)電機(jī)處于無(wú)力矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時(shí)，此功能無(wú)效，電機(jī)可正常運(yùn)行)。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同。OPTO端為三路信號(hào)的公共端，三路輸入信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部接成共陽(yáng)方式，所以O(shè)PTO端須接外部系統(tǒng)的VCC，如果VCC是+5V則可直接接入；如果VCC不是+5V則須外部另加限流電阻R，保證給驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光耦提供81 5mA的驅(qū)動(dòng)電流。在該立體倉(cāng)庫(kù)中由于FP0提供的電平為24V，而輸入部分的電平為5V。 輸入信號(hào)接口電路 外接限流電阻R步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)有兩種:①初相位信號(hào)：驅(qū)動(dòng)器每次上電后將使步進(jìn)電機(jī)起始在一個(gè)固定的相位上，這就是初相位。初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間，此信號(hào)就輸出為高電平，否則為低電平。此信號(hào)和控制系統(tǒng)配合使田，可產(chǎn)生相位記憶功能。 初相位信號(hào)接口電路②報(bào)警輸出信號(hào)：每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器都有多種保護(hù)措施(如：過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫等)。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)使電機(jī)失電，但這時(shí)控制系統(tǒng)可能尚未知曉。如要通知系統(tǒng)，就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。此信號(hào)占兩個(gè)接線端子，此兩端為一繼電器的常開(kāi)點(diǎn)，報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)立即閉合。驅(qū)動(dòng)器正常時(shí)，觸點(diǎn)為常開(kāi)狀態(tài)。觸點(diǎn)規(guī)格：DC24V／1A或AC11OV／O．3A。本系統(tǒng)所使用的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相數(shù)類(lèi)別細(xì)分?jǐn)?shù)通過(guò)撥位開(kāi)關(guān)設(shè)定 最大 相電流 開(kāi)關(guān)設(shè)定工作電源SH2H057二相或四相混合式二相八拍一組直流DC(24V40V) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖對(duì)于兩相步進(jìn)電機(jī),細(xì)分后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)，例如細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為176。/176。的電機(jī)，247。40=。可以看出,步進(jìn)電機(jī)通過(guò)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)，其步距角變小了，如驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一，也就是說(shuō)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動(dòng)上例的電機(jī)時(shí)，控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，176。；而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí)，176。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的，與電機(jī)無(wú)關(guān)。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后將對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動(dòng)器本身產(chǎn)生的，和電機(jī)及控制系統(tǒng)無(wú)關(guān)。在使用時(shí)，唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點(diǎn)將對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號(hào)的頻率有影響。因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小，要求步進(jìn)信號(hào)的頻率要相應(yīng)提高。SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定電機(jī)的相電流，根據(jù)面板上的電流設(shè)定表格進(jìn)行設(shè)定。驅(qū)動(dòng)器的指示燈共有兩種：電源指示燈(綠色或黃色)和保護(hù)指示燈(紅色)。當(dāng)任一保護(hù)發(fā)生時(shí)，保護(hù)指示燈變亮。對(duì)于超小型驅(qū)動(dòng)器(SH—2H05SH—3F07SH—2H057M、SH3F075M)，采用一組直流供電DC(2440V)，注意正負(fù)極不要接錯(cuò)，此電源可以由一變壓器變壓后加整流濾波(無(wú)須穩(wěn)壓)組成，或者由一開(kāi)關(guān)電源提供。 傳感器及微動(dòng)開(kāi)關(guān)的介紹在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍EESPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周?chē)鈦?lái)光干擾的變調(diào)光式。采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來(lái)光干擾的影響；電源電壓為DC524V的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；。 反射式傳感器的時(shí)間圖和輸出回路圖它有三根連接線(紅、藍(lán)、黑)，紅色接電源的正極、黑色接電源的負(fù)極、藍(lán)色為輸出信號(hào)，當(dāng)與擋塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。需要注意檢測(cè)距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動(dòng)作；連接是采用接插件方式，千萬(wàn)不要對(duì)端子(讀出頭)進(jìn)行焊接。在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用8個(gè)對(duì)射式傳感器作限位控制，其中4只對(duì)射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位控制，當(dāng)入光時(shí)輸出晶體管ON；2只對(duì)射式光電傳感器分別作為貨架在X軸和Y軸的到位檢測(cè)，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，如果貨架未到達(dá)正確位置，Z軸電機(jī)將不能運(yùn)行以確保當(dāng)PLC程序出錯(cuò)時(shí)也不至于損壞設(shè)備；2只對(duì)射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，（后限位）（前限位）。在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉(cāng)位（四層十二個(gè)倉(cāng)位加0號(hào)倉(cāng)位）分別采用13只微動(dòng)開(kāi)關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，；另外為保險(xiǎn)起見(jiàn)，在X軸的左限位和Y軸的下限位處還分別加裝了1只微動(dòng)開(kāi)關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫(kù)在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；。 微動(dòng)開(kāi)關(guān)原理圖 PLC的介紹本自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)所用的可編程控制器是由德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的SIEMENS S7200系列CPU226CN機(jī)型，24VDC電源，24個(gè)輸入/16個(gè)快速輸出，型號(hào)為6ES72162AD230XB8。SIEMENS S7200系列的物理結(jié)構(gòu)[8]。 S7200 CPU模塊的外形圖 本課題所用的PLC機(jī)型67金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 軟件部分4 軟件部分 I/O地址分配表X軸脈沖X