【文章內(nèi)容簡介】 掃描各個輸入端并讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把他們存入相應的輸入存儲單元。在執(zhí)行階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行邏輯運算，得到運算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應的輸出存儲單元。在輸出階段中，PLC將相應的輸出存儲單元的運算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。 自動運料小車控制系統(tǒng) 小車運料示意圖如圖2所示，為小車一處裝料，另一處卸料。小車由電動機拖動，電機正轉(zhuǎn)，小車前進，電機反轉(zhuǎn)，小車后退。料斗底門和小車底門均由電磁閥控制，得電打開，斷電閉合。小車前、后終端位置均由限位開關(guān)控制。按下右啟動按鈕小車右行(前述至限位開關(guān)SQ1處停下來裝料，20 S后結(jié)束，開始左行。當碰到SQ2后停下來第一次卸料，15 S后右行，碰到SQ1又停下來裝料，20S后結(jié)束，又開始左行，經(jīng)過SQ2不停，當碰到SQ3后停下來第二次卸料，15 S后右行，碰到SQ1后又停下來裝料。完成一個工作周期動。圖22送料小車工作示意圖 圖23 系統(tǒng)總體框架圖系統(tǒng)硬件配置結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，包括PLC及I/O擴展單元、傳感器元件（行程開關(guān)和接近開關(guān)等）、控制面板（按鈕開關(guān)和指示燈）、控制元件（中間繼電器，交流接觸器和電磁閥）以及執(zhí)行元件（電機）等幾部分?？刂泼姘遄鳛樵O(shè)備控制的主要器件，接收來自操作人員的操作指示：傳感器元件檢測運轉(zhuǎn)小車進信號、后退信號，以及各部分的動作完成情況：PLC自動循環(huán)掃描各個輸入輸出點的當前狀態(tài)，并根據(jù)梯形圖程序所確定的邏輯關(guān)系更新輸出點的狀態(tài)，通過通斷交流接觸器和換向電磁閥來控制電機的啟停和油缸的動作，從而完成轉(zhuǎn)料小車運轉(zhuǎn)任務的過程的自動控制。第3章 控制系統(tǒng)的硬件選型 系統(tǒng)硬件的選型本課題涉及的硬件包括步進電機、驅(qū)動器、傳感器、三相異步電機、氣動系統(tǒng)、PLC控制器等。以下為各部件詳細介紹：1. 步進電機：步進電機有步角距、靜力矩、電流三大要素組成。根據(jù)負載的控制精度要求選擇步角的大小，根據(jù)負載的大小確定靜力矩，靜力矩一經(jīng)確定給我悲劇電機矩頻特性曲線來判斷電機的電流。一旦三大要素確定，步進電機的型號變確定下來了。2. 驅(qū)動器：遵循先選電機后選驅(qū)動的原則，電機的相數(shù)、電流大小是驅(qū)動器選擇的決定因素：在選型中，還要根據(jù)PLC輸出信號的極性來決定驅(qū)動器輸入信號是共陽極或者共陰極。未來改善電機的運行性能和提高控制精度，通常通過選擇帶細分功能的驅(qū)動器來實現(xiàn)，目的驅(qū)動器的細分等級有8倍、16倍、32倍、64倍等，最高可達256倍細分。在實際應運中，應根據(jù)控制要求和步進電機的特性選擇合適的細分倍數(shù)，以達到更高的速度和更大的高速轉(zhuǎn)矩。使電機運轉(zhuǎn)精度更高。振動更小。3. 三相異步電動機：1）電動機的機械特性、啟動、制動、調(diào)速及其他控制性能應滿足機械特性和生產(chǎn)工藝過程的要求。電動機工作過程中對電源供電質(zhì)量的影響（入電壓波動、諧波干擾等），應在容許的范圍內(nèi)；（1）按預定的工作制、冷卻放大基礎(chǔ)在情況所需的電動機功率，電動機的溫升應在限定的范圍內(nèi)；（2）根據(jù)環(huán)境條件、運行條件、安裝方式、傳動方式，選定電動機的結(jié)構(gòu)、安裝、防護形式，保證電動機可靠工作；（3）綜合考慮一次投資幾運行費用，整個驅(qū)動系統(tǒng)經(jīng)濟、節(jié)能、合理、可靠和安全。 4. 傳感器：傳感器的選型原則可以從以下六個方面來敘述：（1）根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型；（2）靈敏度的選擇；（3）頻率響應特性；（4）線性范圍；（5）穩(wěn)定性；（6）測量精度。根據(jù)具體的測量工作，從以上六個方面綜合考慮，以選擇最合適的傳感器。 ：（1）確定氣動執(zhí)行元件的形式；（2）進行工況分析，確定系統(tǒng)的主要參數(shù)；（3）制定基本方案，擬定氣動系統(tǒng)原理圖；（4）選擇氣動元件；（5）氣動系統(tǒng)的性能驗算；（6）繪制工作圖，編制技術(shù)文件。 PLC選型 在設(shè)計控制系統(tǒng)中，PLC用到了8個輸入點、6個輸出點、1個模擬量輸入點以及1個模擬量輸出點控制運料小車的運動。因此，依據(jù)運料小車控制系統(tǒng)的工藝流程、實際控制需求以及輸入輸出變量特點，選用了西門子S72PLCCPU224XPCN控制的運料小車控制系統(tǒng)設(shè)計方案。該PLC不僅用有14個輸入點和10個輸出點，還有1個模擬量輸入點和1個模擬量輸出點，利用PLC控制技術(shù)，實現(xiàn)運料小車兩處裝料、兩處卸料的運動控制，完全能滿足設(shè)計需求。在運料小車控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要PLC具有抗干擾能力出眾、可靠性高、控制功能強、編程方便等優(yōu)點，因此采用可編程控制器作為主控制器。同時考慮到該控制系統(tǒng)不是很復雜，從經(jīng)濟角度考慮后決定：該控制系統(tǒng)采用德國西門子公司聲場的S7200系列可編程控制器，具體型號為CPU224 CN AC/DC/繼電器，現(xiàn)有 AC 220V電源，DC24V 電源輸入，繼電器輸出。該PLC結(jié)構(gòu)緊湊小巧。執(zhí)行速度快、功能強大及性價比高等特點，符合本系統(tǒng)各方面要求。（1） PLC的I/O分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入編號名稱代號輸出編號啟動按鈕SB1正轉(zhuǎn)接觸器KM1停止按鈕SB2反轉(zhuǎn)接觸器KM2前限位開關(guān)1SQ1裝料指示燈L1前限位開關(guān)2SQ2卸料指示燈L2后限位開關(guān)1SQ3運行指示燈L3后限位開關(guān)2SQ4報警指示燈L4急停按鈕1SB3報警信號SB4（2） PLC輸入輸出地址分配本次所采用的是S7200系列中的CPU 224，系統(tǒng)中的運料小車由一臺三相異步電動機拖動，電機正轉(zhuǎn)，小車向左行，電機反轉(zhuǎn)，小車向右行。SB1是系統(tǒng)啟動按鈕，SB2是系統(tǒng)停止按鈕，SQ1SQ4位行程開關(guān)，KMKM2分別為電動機正反轉(zhuǎn)，L1L4位小車狀態(tài)指示燈。小車控制系統(tǒng)的輸入，輸出設(shè)備與PLC的I/0段對應的外部接線如圖31所示：圖32 PLC外部接線 傳感器的選型 國家標準GB766587對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。本課題中需要各種傳感器來完成各種操作流程，比如需要傳感器來檢測小車是否運動到位，需要傳感器來檢測小車是否裝卸貨物完成到位，所以我們需要對傳感器進行型號選定。在檢測小車是否運動到位時，需要位置傳感器，位置傳感器可用來檢測位置，反映某種狀態(tài)的開關(guān)，和位移傳感器不同，位置傳感器有接觸式和接近式