【文章內(nèi)容簡介】 術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3) 易學易用，容易掌握PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。(4) 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。(5) 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。 PLC控制系統(tǒng)設計步驟(1) 分析被控對象，提出控制要求。(2) 確定輸入、輸出設備。(3) 確定PLC的I/O點數(shù)，選擇PLC機型。(4) 分配I/O點數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。 (5) 程序設計。；；、故障診斷和顯示等程序；。(6) 程序調(diào)試。先進行模擬調(diào)試，再進行現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試；先進行局部、分段調(diào)試，再進行整體、系統(tǒng)調(diào)試。(7) 調(diào)試過程結(jié)束，整理技術資料，投入使用。 PLC模塊的選擇(1) 遠程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場遠離控制站。(2) 高速計數(shù)器模塊：當PLC內(nèi)部的高速計數(shù)器的最高計數(shù)頻率不能滿足要求時，可選擇使用。(3) 定位模塊：在機械設備中，保證加工精度進行定位。(4) 通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC與PLC之間，或PLC與計算機之間的通信與聯(lián)網(wǎng)。(5) 模擬輸入模塊、輸出模塊：把流量、速度、壓力、風、力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進行輸入、輸出。 取料機控制系統(tǒng)選型指南取料機控制系統(tǒng)在一個成本具有競爭力的小軟件包中提供順序、過程、運動和傳動方面的控制盒通訊以及最新技術的I/O[8]。系統(tǒng)是模塊化的，因此可以高效地設計、構(gòu)建和修改系統(tǒng)。在培訓和工程方面可節(jié)省大量的成本。一個簡單的取料機控制系統(tǒng)可由單個機架的獨立控制器和I/O模塊組成。還可以將取料機控制系統(tǒng)作為網(wǎng)關。包括連接到其它的網(wǎng)絡所需的通訊模塊。這種用法不需要控制器。取料機控制網(wǎng)關集成到現(xiàn)有的基于PLC的系統(tǒng)中，以便使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡的用戶可以向它發(fā)送消息或從其它網(wǎng)絡接收消息。 通過確定網(wǎng)絡配置和每個位置中的組件位置來布置系統(tǒng)。此時決定每個位置是否要自己的控制器。將每個控制器的I/O放置在獨立的網(wǎng)絡上，可最大程度天狗系統(tǒng)的性能并更易于適應將來的網(wǎng)絡或系統(tǒng)配置變化。如果計劃共享I/O，則要確保I/O處于每個控制器都可以訪問的網(wǎng)絡上。假設位置A 和位置B都需要控制器及其自己的I/O，兩個控制器都與時間關鍵的信息進行交換。取料機控制系統(tǒng)選型步驟如下： 選擇I/O設備設備的位置所需的點數(shù)適當?shù)漠a(chǎn)品目錄號模塊數(shù)選擇運動控制盒傳動要求選擇通訊模塊選擇控制器所需的控制器任務所需要的I/O點數(shù)所需的控制器內(nèi)存選擇機架選擇電源選擇軟件 PLC機型的選擇隨著PLC技術的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標有著重要意義。在PLC系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC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。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。 PLC的選擇 PLC選型表 機架1756LA7 電源1756PA72 CPU1756L61DI(數(shù)字量輸入)1756IM16IDO(數(shù)字量輸出) 1756OM16IPLC機型、I/O模塊選擇。根據(jù)煤場取料機工藝和控制要求，列出該系統(tǒng)的輸入/輸出表。從表中可得出該系統(tǒng)輸入、輸出數(shù)總和為61點，其中有36個數(shù)字量輸入，25個數(shù)字量輸出，屬于小型的控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)用一般的PLC均可滿足要求，選型時應將性價比作為重點考慮因素。經(jīng)計算各種機型和方案的投入費用，依經(jīng)濟性原則選擇最優(yōu)方案為1756ControlLogix系列可編程控制器，型號為1756L55。1756ControlLogix系列可編程控制器是PLC的佼佼者，比國外著名公司的PLC價格低，但功能相似。其屬緊湊組合式小型PLC，價格便宜，易于操作，結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高，適宜于點數(shù)較少的單機控制場合。在此基礎上，選擇數(shù)字量輸入模塊A0～A3四塊，輸出模塊A4～A6三塊。因其為組合式PLC，故還應選擇電源框架和編程器。 。 PLC配置說明PLC模塊配置圖見圖213。 PLC的模塊配置由中央處理器CPU、電源、A0~A6七個輸入輸出模塊組成，這些模塊都會放在電氣柜的插槽里，與系統(tǒng)的其他設備連線，在下載控制程序后可以實現(xiàn)設計的功能，這是整個取料機控制系統(tǒng)的核心設備，一旦控制中心出現(xiàn)錯誤，整個系統(tǒng)將會癱瘓。因此在連線的過程中，一定要注意布線的兩端是否一致。圖213 PLC模塊配置圖(1)1756L61的CPU模塊自帶存儲器，故不需另選存儲器。若CPU不帶存儲器，則應注意組合型的PLC需另配一個存儲器模塊，以備永久存放調(diào)試好的最終程序。 (2)該系統(tǒng)對PLC輸入數(shù)的總需求為36點。因此本系統(tǒng)采用12點輸入模塊4塊，其中12點作為裕量，以備日后對系統(tǒng)改進和擴充時使用。 (3)本系統(tǒng)對可編程控制器輸出數(shù)的總需求為25點。因此本系統(tǒng)采用16點輸入模塊3塊，其中23點作為裕量，以備日后對系統(tǒng)改進和擴充時使用。 (4)1756ControlLogix系列系統(tǒng)配備的電源框架有2槽、3槽、5槽、8槽四種，因該系統(tǒng)選用的I/O模塊為7塊，故確定本系統(tǒng)選用8槽機件框架1756LA7。在系統(tǒng)連線時，將各個模塊直接插入機件框架插槽中即可。 模塊連線圖在做硬件連接圖前，應在PLC用戶手冊上查出所用各模塊的接線圖，嚴格按連接圖接線。輸入模塊1756IM16I的接線圖如圖21圖21圖216所示。如圖214的連接圖顯示，輸入模塊1與外部電機設備信號的連接情況，主要涵蓋了快速電機、慢速電機、耙車電機、刮板電機、懸臂皮帶電機的備妥、應答輸入點是如何與輸入模塊1的00~11這些點一一對應連接的。每一個信號發(fā)出后都會觸發(fā)PLC相應的點，產(chǎn)生相應的應答、動作。如圖215的連接圖顯示，輸入模塊2與外部聯(lián)鎖信號之間的連接情況，主要包括了啟動、停止、故障、平臺選擇這些點點是如何與輸入模塊2的00~11這些點一一對應連接的。這些按鈕都是點動的，在控制程序里都有相應的自鎖信號，這樣可以保證系統(tǒng)的正確運行。圖214 輸入模塊1圖215 輸入模塊2圖216 輸入模塊3如圖216顯示，輸入模塊3與外部限位開關信號之間的連接情況，這些開關信號有的架設在導軌上，有的安裝在耙車的前后極限位，通過圖216可以知道它們是如何與輸入模塊2的00~11這些點一一對應連接的。輸出模塊1756OM16I的接線圖如圖21圖218所示。圖217 輸出模塊1如圖217的連接圖顯示，輸出模塊1與外部電機驅(qū)動信號和輸出控制信號之間的連接情況，主要是一系列的電機驅(qū)動信號和啟動控制信號這些點與輸出模塊1中00~15的一一對應連接表。圖218 輸出模塊2如圖218的連接圖顯示，輸入出模塊2與外部指示燈信號之間的連接情況，指示燈對與提示系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很重要的作用，主要是車位的信號和平臺選擇信號，其余剩下的點和模塊作為裕量，以備日后對系統(tǒng)改進和擴充時使用。 本章小結(jié)(1)本系統(tǒng)原理控制圖較多，各圖之間都有緊密的關系。閱讀原理圖時要用系統(tǒng)、整體的觀點去對待，善于從中找出內(nèi)在的關聯(lián)。 (2)熟悉工藝過程和控制任務是建立I/O表的基礎，也是關系到設計成敗的出發(fā)點。在操作方式選擇和細節(jié)設計時，應最大限度地滿足操作方便、功能齊全的設計目標?？傮w設計是分配各個控制系統(tǒng)和軟、硬件任務劃分及聯(lián)系的核心，要在設計初期給予充分重視。應避免在總體設計未完成的情況下，先動手做細節(jié)問題，最終導致整個系統(tǒng)無法正確連接，成為一個個分散的小系統(tǒng)。 (3)PLC的I/O模塊選好后，要進行地址分配，這個地址應與I/O表及功能模塊程序一一對應，才能將整個系統(tǒng)各部分正確地聯(lián)系在一起。(4)PLC的I/O模塊中有些插槽內(nèi)沒有接任何的輸入和輸出，主要是預留出一定的裕量，為以后擴展時使用。多余的指示燈是為現(xiàn)場調(diào)試時需增加設備情況下的備用燈。第3章 取料機控制系統(tǒng)軟件設計第3章 取料機控制系統(tǒng)軟件設計 PLC輸入輸出表設計 PLC輸入，，、快速電機左行應答、快速電機右行應答信號，、慢速電機左行應答、慢速電機右行應答信號，、耙車2電機備妥、耙車1電機應答、耙車2電機應答信號，、懸臂皮帶電機備妥、刮板電機應答、懸臂皮帶電機應答信號，、去右堆取料信號，~、耙車1后限位開關、耙車2前限位開關、耙車2后限位開關，~、限位開關限位開關限位開關限位開關5，，。 PLC輸出、快速電機右驅(qū)動信號，、慢速電機右驅(qū)動信號，、懸臂皮帶驅(qū)動信號，、耙車2驅(qū)動信號，、耙車1向后驅(qū)動信號、耙車2向前驅(qū)動信號、耙車2向后驅(qū)動信號，、~、系統(tǒng)上電燈顯信號、操作臺選擇指示燈信號、大車向左燈顯信號、大車向右燈顯信號、緊急停車燈顯信號、維修位燈顯信號、在左堆燈顯信號、在右堆燈顯信號。 控制標簽的設計根據(jù)總體設計思路和實際控制方案，做出完整的輸入標簽如表31所示。 表31 數(shù)字量輸入標簽對應設備對應模塊輸入數(shù)據(jù)類型名稱SB1DI2:04BOOL上電SB2DI2:05BOOL斷電SB3DI2:06BOOL中控位啟動SB4DI2:07BOOL操作臺選擇K1DI1:00BOOL快速電機備妥K3DI1:03BOOL慢速電機備妥K5DI1:06BOOL耙車1電機備妥K9DI2:01BOOL耙車2電機備妥K7DI1:09BOOL刮板電機備妥K8DI1:11BOOL懸臂皮帶電機備妥KM11DI3:01BOOL去左堆取料KM12DI3:02BOOL去右堆取料SQ6DI3:03BOOL耙車1前限位SQ7DI3:04BOOL耙車1后限位SQ8DI3:05BOOL耙車2前限位SQ9DI3:06BOOL耙車2后限位SQ1DI3:07BOOL限位開關1SQ2DI3:08BOOL限位開關2SQ3DI3:09BOOL限位開關3SQ4DI3:10BOOL限位開關4SQ5DI3:11BOOL限位開關5KM1DI1:01BOOL快速電機左行應答KM2DI1:02BOOL快速電機右行應答KM3DI1:04BOOL慢速電機左行應答KM4DI1:05BOOL慢速電機右行應答KM5/KM6DI1:07/08BOOL耙車1電機應答KM9/KM10DI2:02/03BOOL耙車2電機應答KM7DI1:10BOOL刮板電機應答KM8DI2。00BOOL懸臂皮帶電機應答SB9DI3:00BOOL檢查備妥SB5DI2:08BOOL故障信號SB6DI2:09BOOL故障排除SB7DI2:10BOOL中控位選擇SB8DI2:11BOOL中控位停止根據(jù)總體設計思路和實際控制方案，做出的輸出標簽如表32所示。表32 數(shù)字量輸出標簽對應設備對應模塊輸出數(shù)據(jù)類型名稱1KDO1:00BOOL快速左驅(qū)動2KDO1:01BOOL快速右驅(qū)動3KDO1:02BOOL慢速左驅(qū)動4KDO1:03BOOL慢速右驅(qū)動7KDO1:06BOOL刮板驅(qū)動11KDO1:10BOOL耙車1驅(qū)動12KDO1:11BOOL耙車2驅(qū)動HL30DO1:14BOOL中控位燈顯HL31DO1:15BOOL上電燈顯13KDO1:13BOOL可啟動系統(tǒng)HL32DO2:00BOOL操作臺選擇指示燈HL33DO2:01BOOL大車向左燈顯HL34DO2:02