【文章內(nèi)容簡介】 ，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。為了進一步提高PLC的可靠性，對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。①．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。②．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號。如計數(shù)、定位等功能模塊。如以太網(wǎng)、RS48ProfibusDP通訊模塊等。圖為S7300系列PLC PLC的連線 本次畢設中使用的S7300系列PLC與變頻器的X12，X13，X15，X16,相連，下圖為實驗室中的PLC與變頻器連線圖。第6章 實際調(diào)節(jié)過程 調(diào)試慣性角度時遇到的主要問題本次轉(zhuǎn)角控制是通過PQW752輸出電壓給變頻器控制電機進行轉(zhuǎn)動，在不同電壓下，電機以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。當速度越大時，停機電壓輸出電機憑借慣性轉(zhuǎn)動的角度越大。所以當電機快要轉(zhuǎn)到目標角度時，通過給變頻器一個小電壓，讓電機以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，慣性角度盡可能小，來減小誤差。同時，電機在轉(zhuǎn)動過程中需要克服各種摩擦力，所以電壓也不能太小，否則當進行小角度調(diào)試時，電機不能克服摩擦力進行轉(zhuǎn)動。下面，是本次調(diào)節(jié)的過程，主要在于調(diào)試最后一級分級調(diào)速的下，電機的慣性角度。一開始，是分為五級調(diào)速過程，每級電壓分段情況為（1）一級調(diào)速：當角度大于720176。時，PQW752輸出1000電壓。（2）二級調(diào)速：當角度在360176?！?20176。之間時，PQW752輸出700電壓。（3）三級調(diào)速：當角度在180176。—360176。之間時，PQW752輸出400電壓。（4）四級調(diào)速：當角度在90180176。之間時，PQW752輸出200電壓。（5）當角度小于90176。時，電機停止。按照以上分級設置，在設置目標角度為720176。時，電機轉(zhuǎn)過660176。由于最后一級調(diào)速設置在角度差為90176。時，不再供電機電壓，也就是說電機靠外界動力轉(zhuǎn)動了630176。，最后憑借慣性再轉(zhuǎn)動了30176。所以我便在五級調(diào)速的控制角度從90176。調(diào)為30176。，四級調(diào)速改為30180176。再次進行調(diào)試。發(fā)現(xiàn)此時在進行180360176。角度轉(zhuǎn)動時實際轉(zhuǎn)角偏小而在進行720176。以上角度轉(zhuǎn)動時實際轉(zhuǎn)角偏大后來，經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)可能是一下原因：當一開始進行720176。角度調(diào)試時，變頻器一開始獲得700電壓，之后再360176。時獲得400電壓，360176?！?20176。之間變頻器一直輸出700電壓讓電機進行轉(zhuǎn)動，由于角度較小，電機此時慣性較大，當電機轉(zhuǎn)到角度差值90176。時，所進行的轉(zhuǎn)速大于在變頻器輸出200恒壓下的轉(zhuǎn)速。所以一開始得出的200恒壓下的慣性角度為30176。的結(jié)論不正確。當設置角度為180176。時，慣性角度小于30176。：當設置角度在720176。以上時，慣性角度又大于30176。 改進調(diào)試方案1由于上述產(chǎn)生的問題，我采用了另外一個調(diào)試慣性的思路：在最后一級不設下限停止角度，讓電機在PQW752輸出200電壓下轉(zhuǎn)動，當電機勻速轉(zhuǎn)動時，記下某一時刻角度X，同時按下停止按鈕，記錄下電機實際轉(zhuǎn)過角度Y，（YX）即為電機在200電壓下的慣性角度。 200電壓，調(diào)試慣性角度。測得如下幾組數(shù)據(jù)：176。停止，176。，176。；176。停止，176。，176。；176。停止，176。，176。；176。停止，176。，176。；發(fā)現(xiàn)此時的慣性角度仍不統(tǒng)一，造成這情況的原因仍是前幾級的轉(zhuǎn)速影響了最后電機在200電壓下的轉(zhuǎn)速。 改進調(diào)試方案2于是我最后采用六級調(diào)速方法，讓電壓從最后一級到第一級，依次以小電壓遞增，讓前面一級的轉(zhuǎn)速盡可能小的影響下面一級。程序思路為：暫定最后一級調(diào)速角度為60176。一級調(diào)速，角度大于1440176。時，給予700電壓；二級調(diào)速，角度在7201440176。之間時，電壓為500；三級調(diào)速，角度在360720176。之間時 給予300電壓；四級調(diào)速，角度在180360176。之間 給予250電壓；五級調(diào)速，角度在60180176。之間時 給予200電壓；測得數(shù)據(jù)設置角度為720176。時，實際轉(zhuǎn)過664176。，即此時慣性角度僅為4176。采用逐漸逼近慣性角度的方法，把最后一級調(diào)速角度定為20176。時，再次進行調(diào)試，測得以下數(shù)據(jù)： 設置角度為1500176。時，實際轉(zhuǎn)角為1485176。；設置角度為720176。時，176。；設置角度為360176。時，176。；設置角度為240176。時，176。設置角度為180176。以及180度以下時，電機轉(zhuǎn)過一定角度后反轉(zhuǎn)，不能調(diào)試。發(fā)現(xiàn)最后一級角度仍稍大，改為最后一級調(diào)速角度為5176。，再次進行調(diào)試，測得以下數(shù)據(jù)：設置角度為1500176。時，176。；設置角度為720176。時，176。；設置角度為360176。時，176。；設置角度為240176。時，176。；設置角度為180176。及以下時，電機轉(zhuǎn)過一定角度后反轉(zhuǎn)，不能調(diào)試。發(fā)現(xiàn)此時慣性角度小2176。左右，于是把最后一級調(diào)速角度改為7176。后進行調(diào)試。176。以內(nèi)的數(shù)值。但缺陷是此控制程序無法調(diào)節(jié)180度以下的角度。第7章 效果展示設置角度為1500176。：設置角度為720176。：設置角度為360176。：設置角度為240176。：。附錄附錄一 文獻翻譯應用于電氣系統(tǒng)的可編程序控制器此項目主要是研究電氣系統(tǒng)以及簡單有效的控制氣流發(fā)動機的程序和氣流系統(tǒng)的狀態(tài)。它的實踐基礎包括基于氣流的專有控制器、自動化設計、氣流系統(tǒng)的控制程序和基于微控制器的電子設計。使用電氣技術(shù)的自動化系統(tǒng)主要由三個組成部分：發(fā)動機或馬達，感應器或按鈕，狀如花瓣的控制零部件?，F(xiàn)在，大部分的系統(tǒng)邏輯操作的控制器都被程序邏輯控制器（PLC）所取代。PLC的感應器和開關(guān)是輸入端，而發(fā)動機的直接控制閥是輸出端，其中有一個內(nèi)部程序操控所有運行必需的邏輯，模擬其他的裝置如計算器、定時器等，對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行控制。因為可以根據(jù)需要無數(shù)次創(chuàng)建和模擬這樣的系統(tǒng)，所以藉由PLC的使用，此項目有靈活的優(yōu)點。因此，可以節(jié)省時間，減少失誤的危險，同時在使用相同材料的情況下，它可以更加精密。市場上的許多家公司都使用了常規(guī)的PLC，它不僅可以用氣流系統(tǒng)來控制，還可以用各種電氣設備。PLC 的用途廣泛，可以應用于許多工業(yè)生產(chǎn)中，甚至用于建筑物的安全和自動化系統(tǒng)中。由于以上的各種特性，在一些實際應用中PLC提供了很多的資源，甚至包括不控制系統(tǒng)的資源，電氣系統(tǒng)就是一種這樣的應用。對于自動化的工程，PLC的使用是比較昂貴的，尤其是對那些小型的系統(tǒng)。針對這種情況可行的一種辦法是創(chuàng)建一個可提供特定尺寸和功能的控制器。這種控制器可以根據(jù)微控制器來制作。這種基于微控制器的控制器的適用范圍比較小，只能用于一個類型的機器或者可以用做一個像普通PLC一樣可以被編程的控制器，那樣它就可以通過可變化的邏輯程序來進行各種作業(yè)。所有的這些特性根據(jù)具體需要的不同而不同，具體的設計者的經(jīng)驗的不同而不同。但是這種設計的主要優(yōu)點在于設計人員非常了解自己的控制器，可以自由掌握控制器的大小尺寸，改變它的功能。這就意味著此項目有更多的獨特性，但同時系統(tǒng)的控制也由它的設計者所控制。人們可以從一個自動化系統(tǒng)中找到三個上文中提到的基本部件，外加一個控制系統(tǒng)的邏輯線路。只有成熟先進的技術(shù)能做出特定的邏輯線路和執(zhí)行正確操作所需要的部件升級。對于一個簡單的運動，系統(tǒng)自動程序可以完成，但是對于間接或更加復雜的運動，系統(tǒng)的程序就會產(chǎn)生復雜的線路和錯誤的信號。這是就需要另一種方法可以節(jié)省時間，產(chǎn)生清晰線路，能夠防止偶然的信號交疊和線路堵塞。這種方計的不同標準的線路基法叫循序漸進式或規(guī)則系統(tǒng)，它對氣流和電氣系統(tǒng)非常有效，而且也是此項目的一個基礎。它包括根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)各個不同變化所設礎上的系統(tǒng)。 圖1 氣壓系統(tǒng)標準回路 圖2 電控氣壓系統(tǒng)標準回路 第一步是為每個步驟設計那些種標準的線路。第二步是聯(lián)編標準的線路，最后一步是連接接收來自感應器，開關(guān)和先前的運動信號，同時把空氣或電傳送給每個步驟的補給線。如圖中所示， 1 和 2 標準線路是為氣流的和電氣系統(tǒng)服務。我們能夠很清楚的看到每一步驟和下一個步驟之間的聯(lián)系。上述方法可以使發(fā)動機的每一個運動都被很好地用步驟來定義。這也就是說發(fā)動機的每一次運動變化都是系統(tǒng)的一個新的狀態(tài)，而兩個不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變叫做步驟。先前提到的標準線路可以幫助設計人員定義系統(tǒng)的不同狀態(tài)和不同步驟的變化所帶來的不同環(huán)境。在設計的最后階段，系統(tǒng)中會有一個從來不變化的序列和明確的輸入和輸出端。我們把一個序列從輸入端輸入，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，由輸出端輸出。這些步驟的所有過程都是在微控制器內(nèi)部進行的，并且以同樣的方式在運行著。部件的序列在控制器里被 5個位元組規(guī)劃。 每個部分都有程序的一個步驟結(jié)構(gòu)。輸入端有二個位元組，輸出端有一個，其他結(jié)構(gòu)部分和附加功能步驟有兩個。 在編程之后，部件序列被內(nèi)部微控制器的記憶所儲藏，因此，他們是可讀的而且可以運行。不同于傳統(tǒng)的PLC，這種控制器的工作目的是成為特定領(lǐng)域設計的多用控制器。傳統(tǒng)的 PLC 的系統(tǒng)運行程序是一個循環(huán)的線路：輸入一個圖像,運行所有的內(nèi)部程序, 然后升級輸出的狀態(tài)。 這一個控制器以不同的方式工作,它讀取步驟的結(jié)構(gòu),等待輸入,然后升級或輸出，然后直接跳躍到下一個步驟，開始另一次的程序運行。它也有局限性，例如這種控制器有時會不執(zhí)行指令，在同一程序指令下，會出現(xiàn)某一個運行的反復等等，但是這一個問題可以通過外部的邏輯運行解決。另外，這中控制器在沒有序列的系統(tǒng)上不能夠被應用。這些局限性也是這個系統(tǒng)的特性，這種系統(tǒng)的每一個應用都必須要有相應的系統(tǒng)分析。這種控制器以微集成電路微控制器 PIC16F877為基礎,它擁有全部此次項目所需要的資源。它有足夠的插孔，線路連續(xù)通訊 EEPROM 記憶解救系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)和步驟的序列。它提供了項目所需要的所有的運行，例如定時器和分岔等。我們做出了控制器的資源目錄，想盡可能的使它變的完善。在步驟的運行過程中，程序自動選擇如何讀取每一步驟的結(jié)構(gòu)。這個操作有兩個位元組位于電子輸入處。一個位元組位于輸出端，還有一個被用作內(nèi)部定時器，類似輸入或暫停功能。EEPROM 記憶內(nèi)部是 256 位元組，可以儲藏所有步驟的運行,即可以儲藏 48個步驟之間的所有運行。除了一個互動菜單外，這種控制器還有一個控制臺和一些指令按鈕，他們一起控制各個步驟的運行和連續(xù)性，也控制其他的一些裝置。在實際運行操作中，控制器需要有一些輔助設備幫助它和使用者進行互動，可以提供可靠的操作監(jiān)控，同時對氣流系統(tǒng)進行邏輯控制。交互工作模式： 在主要的程序中，使用者可以根據(jù)指導發(fā)出信號來進行具體步驟的操作LCD 平臺可以顯示系統(tǒng)工作的狀態(tài)，衡量輸入，輸出，計時器和運行的數(shù)據(jù)等。嘀嘀聲用來提示重要警示，停止，開始和一些緊急情況的發(fā)生亮燈表示接通電源，和輸入，輸出狀態(tài)。 安全性如果想正常運行程序，必須保證每一個步驟都正確的執(zhí)行。更重要的是，應該有預防運行故障和問題的解決方法。控制器提供了這種可能性，通過使用兩個內(nèi)部虛擬線路同時運行。他們可以重新啟動程序，隨時恢復到程序的原有狀態(tài)。有兩個輸入端共同工作可以快速的運行這些功能。 接口程序運行序列可以用控制器的接口來編程。一臺計算機的接口也可以用來升級使用程序。使用者能利用接口配置一連串定義序列的步驟位元組。但是也可以設計一個程序,利用可視資源為使用者翻譯所需要的信息。 但是，如果想聯(lián)結(jié)電腦接口和控制器，至少應該有一個儀器來保證數(shù)據(jù)的可靠性。 固件主要的線環(huán)是通過讀取EEPROM 記憶中的每一資訊步驟進行工作。 在每個步驟中，系統(tǒng)的狀態(tài)被儲存，同時它也在顯示器上被顯示。根據(jù)使用者的構(gòu)造,它能利用分流或暫停應付緊急線路情況來保證系統(tǒng)安全。5 電氣系統(tǒng)例子這種系統(tǒng)不只是適應于特定的機器。它由四個主動器組成。 主動器 A，B 和C是兩倍的，只有D是單倍的。第一步，主動器A開始運行，并保持在一個特定的位置一直到一個循環(huán)的結(jié)束，如圖 5 所示它可以確定某一對象的下一運動。第二步，當A完成了它的工作后，主動器C連同B一起開始盡可能多的產(chǎn)生電流圈，并受B的運行速度的限制，而B速度由一個流動的控制活瓣管理。B和C是一起工作的主動器的例子，當B慢慢地推動一個物體的時候，C有時則重復它的工作。 圖5 A，B，C，D 傳動裝置時間曲線 第三步，當B到達最后的位置時候，C停止立刻它的循環(huán)運動并且回到開始的位置。利用回旋的電流工作的主動器 D連同返回來的C一起工作。第四步，主動器D快速往返來回運動一次。D可以充當一個工具，在物體上的表面上打洞。當D返回開始的位置時候，A和B也同時返回，這是第五個步驟。圖 6 顯示了程序設計的第一部分。我們把每個步驟的所有運行統(tǒng)稱為 [2]. (A+) 表示主動器 A 向前推動，而 (A) 表示返回到開始的位置。 同時發(fā)生的運動在相同的步驟中被一起疊加。這個系統(tǒng)共有有五個步驟。圖6 A ,B ,C ,D 傳動裝置傳動順序圖5和6所表現(xiàn)的系統(tǒng)運行清楚的描述