【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 00～ 400）美元。1986 年國(guó)外亦提出按照 I/O 點(diǎn)總數(shù)、價(jià)格和尺寸，將 PLC 分類。 ①微型： I/O 總點(diǎn)數(shù)（ 20～ 64）點(diǎn)，后上移到 128 點(diǎn)。 PLC 的一個(gè)發(fā)展方向是越來(lái)越小， 一些 PLC 只有手掌大小，使用起來(lái)靈活方便； ②小型： I/O 總點(diǎn)數(shù)為（ 65～ 128）點(diǎn)，后上移到 5l2 點(diǎn)。其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量 I/O 以外，還可以連接模擬量 I/O 以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令； ③中型： I/O 總點(diǎn)數(shù)為（ 129～ 512）點(diǎn)，后上移到 2048 點(diǎn)。 I/O 的處理方式除了采用一般 PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的 7 過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊 功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快； ④大型： I/O 總點(diǎn)數(shù)為（ 513～ 1024）點(diǎn)，后上移到 8192 點(diǎn)。大型 PLC 的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型 PLC 還可以采用三 CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高； ⑤超大型： I/O 總點(diǎn)數(shù) l02l4 點(diǎn)。 PLC 的另一個(gè)發(fā)展方向是大型和超大型，這些PLC 具有上萬(wàn)個(gè)輸入輸出量，用于石化、冶金、汽車制造等領(lǐng)域。 下述兩個(gè)方面應(yīng)注意：一是微型 PLC 的產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速，占領(lǐng)了整個(gè) PLC 市場(chǎng)的25％。主要使用于不連續(xù) I/O 狀況，不需在通信與其它先進(jìn)功能，如應(yīng)用于單臺(tái)機(jī)床控制等場(chǎng)所；二是隨著 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，劃分 PLC 規(guī)模的 I/O 點(diǎn)數(shù)的界限不斷向上增移。這是由于 PLC 的結(jié)構(gòu)沒計(jì)是為了適應(yīng)各種用戶需要，通常是設(shè)計(jì)成可擴(kuò)展性的，并且隨著微電子技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展，處理機(jī)的性能及其通信能力也在不斷擴(kuò)大所造成的。 PLC 的應(yīng)用 隨著 PLC 技術(shù)的飛躍發(fā)展， PLC 系統(tǒng)已成為一種綜合的控制系統(tǒng)，特別是 PLC 己經(jīng)深入到智能控制領(lǐng)域中，如在機(jī)械手控制、機(jī)器 人控制、實(shí)現(xiàn)離散數(shù)學(xué)模型等方面都獲得廣泛應(yīng)用，使 PLC 技術(shù)已大大超出了過(guò)去僅代替繼電器電路的范疇。 PLC 的輸入輸出功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)于各種形式和性質(zhì)的開關(guān)量和模擬量信號(hào)的輸入和輸出，從而使得 PLC 具備許多控制功能。 （ 1）取代繼電器控制：在燈光照明、機(jī)床電控、食品加工、印刷機(jī)械、電梯、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)流水線等方面進(jìn)行邏輯控制。 （ 2）過(guò)程控制：對(duì)溫度、壓力、流量、物位高度等連續(xù)變化的物理量進(jìn)行控制。 （ 3）位置、速度控制：在機(jī)器人、機(jī)床、電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域進(jìn)行位置、速度控制。 （ 4）數(shù)據(jù)監(jiān)控：在電力、 自來(lái)水處理、化工、煉油、軋鋼等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和控制。 （ 5）組成分散控制系統(tǒng)：把 PLC 作為下位機(jī)，與上位機(jī)的計(jì)算機(jī)共同組成分散控制系統(tǒng)。 可以說(shuō) PLC 幾乎應(yīng)用到了工業(yè)控制的每一個(gè)領(lǐng)域，小到家庭的燈光照明，大到冶金、石化企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程都有 PLC 的應(yīng)用。 課題的研究目的和內(nèi)容 8 皮帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，皮帶輸送機(jī)控制的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越先進(jìn)，越來(lái)越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。 皮帶輸送機(jī)是在輸送設(shè)備中是最常用的一種傳輸機(jī)構(gòu)。該機(jī)種具 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)方便，使用可靠，傳輸平穩(wěn)，輸送量大，效率高，低噪音等優(yōu)點(diǎn)。其形式多樣，適用范圍廣，特別適合一些散碎原料與不規(guī)則物品的輸送。廣泛應(yīng)用于輕工，電子，食品，化工，木業(yè)，機(jī)械等行業(yè)。它具有輸送平穩(wěn)，物料與輸送帶沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能夠避免對(duì)輸送物的損壞。噪音較小，適合于工作環(huán)境要求比較安靜的場(chǎng)合等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。能耗較小，使用成本低。由于可編程控制器（簡(jiǎn)稱 PLC）將其系統(tǒng)的繼電器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，以其可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、以及編程簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、通訊靈活等眾多優(yōu)點(diǎn)， 廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和裝置的自動(dòng)控制中。 PLC 不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時(shí)、計(jì)算和各種閉環(huán)控制功能。設(shè)置性能完善、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)的可編程控制器 PLC 控制皮帶運(yùn)輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高自動(dòng)化的皮帶機(jī)群的集中控制（包括遙控）及保護(hù)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容即為 PLC 在皮帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 課題研究的方案論證 對(duì)于該課題設(shè)計(jì)，基本上存在三種方案，但是針對(duì)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行比較、選擇，大致分析過(guò)程如下： 方案一：利用強(qiáng)電電路，雖然強(qiáng)電電路也可以控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，但是其電路連接 復(fù)雜，不便直接操作且不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)存在一個(gè)穩(wěn)定性、可靠性的問(wèn)題，而且很難制動(dòng)繼電器，不能夠很好的完成所給定的任務(wù)。 方案二：只利用 PLC 可編程控制器，若只利用 PLC 可編程控制器，其高可靠性是絕對(duì)可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性的，存在強(qiáng)電容易損壞 PLC 的問(wèn)題。而且程序復(fù)雜，控制器的運(yùn)算時(shí)間變長(zhǎng)。 方案三：利用 PLC 可編程控制器來(lái)控制，再加上強(qiáng)電電路組成的控制部分。這個(gè)方案是利用了 PLC 的高可靠性和強(qiáng)電電路的簡(jiǎn)單化，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)作均由可編程控制器控制，控制部分的信號(hào)通道由 PLC 和按鈕開關(guān)來(lái)控制，這是為了保證電機(jī)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。這個(gè)方案包含了方案三的優(yōu)點(diǎn)，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性之外，還可以簡(jiǎn)化程序。 與上面的三個(gè)方案相比較，方案三的可行性最高，也是最簡(jiǎn)單，可靠的。所以采用方案三設(shè)計(jì)。 9 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 13 所示。 （ 1）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求 ①被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程 ； ②控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng) ，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。 圖 13可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟 N N Y N Y 10 （ 2）確定 I/O 設(shè)備 根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 （ 3）選擇合適的 PLC 類型 根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊 的選擇等。 （ 4）分配 I/O 點(diǎn) 分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入／輸出分配表或者畫出輸入／輸出端子的接線圖。接著就可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 （ 5）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 2 皮帶傳輸機(jī)控制系統(tǒng) 皮帶輸送機(jī)的電控原理及控制要求 皮帶機(jī)運(yùn)用輸送帶的連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送各種 輕重不同的物品，既可輸送各種散料，也可輸送各種紙箱、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途廣泛。 某廠的生產(chǎn)工序有 1 組四級(jí)皮帶輸送機(jī)，其示意圖如圖 21所示 。 物料 11 圖 21 四級(jí)皮帶輸送機(jī)示意圖 用 PLC 控制四級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)，各級(jí)皮帶分別由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，控制要求如下： ，經(jīng)過(guò) 10秒延時(shí)，再依次起動(dòng)其它皮帶各級(jí)延時(shí)均為 10 秒，待第一級(jí)啟動(dòng) 5秒后貨物開始裝填。 ，貨物應(yīng)先停止裝填，待料運(yùn)送完畢后 5 秒后第一級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)停止再依次停止其它級(jí)，各級(jí)延時(shí)均為 10 秒。 某級(jí)皮帶機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的皮帶機(jī)立即停止且停止裝填貨物，而該皮帶機(jī)以后的皮帶機(jī)待運(yùn)完后才停止。 ：?jiǎn)蝿?dòng)與循環(huán)控制連鎖，任何一個(gè)單動(dòng)按鈕“ ON”，循環(huán)控制不能建立，反之，如果循環(huán)控制已建立，單動(dòng)按鈕的動(dòng)作對(duì)循環(huán)操作沒有任何影響。 不論循環(huán)控制還是單動(dòng)控制，集中控制緊停按鈕均起作用。 傳送系統(tǒng)的硬件選擇 電機(jī)的選擇 本次設(shè)計(jì)中的電機(jī)采用普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中沒有對(duì)電機(jī)的什么特別要求，因此選用普通的三相異步電機(jī)，本設(shè)計(jì)中選用 Y2型異步電機(jī) 。 Y2 系列電動(dòng)機(jī)是 Y系列電機(jī) 的更新?lián)Q代產(chǎn)品，是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 如圖 22所示。 圖 22 籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 它是 我 國(guó)九十年代最新產(chǎn)品，其整體水平已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品九十年代初的水平。該產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，如機(jī)床、水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，也可適用于運(yùn)輸、攪拌、印刷、農(nóng)機(jī)、食品等各類不含易燃、易爆或腐蝕