【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定義輸入、輸出點(diǎn)名稱，分配 PLC 的 I/O 點(diǎn)，設(shè)計(jì) I/O 連接圖。 根據(jù) PLC 所要完成的任務(wù)及應(yīng)具備的功能，進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。 PLC 機(jī)型的選擇 這是 PLC 應(yīng)用設(shè)計(jì)中很重要的一步，目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的 PLC 種類(lèi)很多，在選用 PLC 時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面。 規(guī)模要適當(dāng) 輸入、 輸出點(diǎn)數(shù)以及軟件對(duì) PLC 功能及指令的要求是選擇 PLC 機(jī)型規(guī)模大小的重要依據(jù)。首先要確保有足夠的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，并留有一定的余地（要有10%的備用量）。如果只是為了實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化，或機(jī)電一體化產(chǎn)品，可選用小型 PLC。如果控制系統(tǒng)較大，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)較多，被控設(shè)備較分散，可以選用中型或大型 PLC。 2 功能要相當(dāng)，結(jié)構(gòu)要合理 對(duì)于以開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，應(yīng)選用帶 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 14 頁(yè) 3 輸入、輸出功能及負(fù)載能 力的選擇 選擇哪一種功能的輸入、輸出形式或模塊，取決于控制系統(tǒng)中輸入和輸出信號(hào)的種類(lèi)、參數(shù)要求和技術(shù)要求，選用具有相應(yīng)功能的模塊。為了提高抗干擾能力，輸入、輸出均應(yīng)選用具有光電隔離的模塊。 4 使用環(huán)境條件 在選擇 PLC 時(shí)，要考慮使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件是否符合它的規(guī)定。一般考慮的環(huán)境條件有：環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、電源允許波動(dòng)范圍和抗干擾等指標(biāo)。 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 15 頁(yè) 第四章 硬件 設(shè)計(jì) 方案 PLC 電梯 模型 控制系統(tǒng)的組成 PLC 電梯模型控制系統(tǒng)的組成如圖 41 所示。 圖 41 PLC 電梯模型 控制系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整個(gè)硬件系統(tǒng)由一個(gè) 4 層電梯教學(xué)模型、一個(gè)與之相配套的專用實(shí)驗(yàn)操作箱以及用作控制裝置的 PLC 組成。 我們所用的電梯模型為 4 層，它由轎箱、開(kāi)關(guān)門(mén)機(jī)構(gòu)、升降電機(jī)、以及模型本身的控制系統(tǒng)組成。為了突出電梯運(yùn)行控制這一重點(diǎn)，該電梯模型實(shí)驗(yàn)裝置的樓層顯示，電梯轎箱內(nèi)樓層指示燈，均已由電梯模型實(shí)驗(yàn)箱完成 。 用戶 主要操作電梯操作面板上的按鈕 及觀察 指示燈 顯示，來(lái)判定電梯的運(yùn)行狀態(tài)。 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖 42 所示： 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 16 頁(yè) 圖 42 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu) 圖 輸入、輸出部分 輸入、輸出部分涵 蓋了控制系統(tǒng)與電梯各個(gè)部位及與部件有聯(lián)系的所有信號(hào) 。 將電梯中發(fā)出指令或檢測(cè)信號(hào)的按鈕、開(kāi)關(guān)、傳感器（如 內(nèi)選按鈕信號(hào)、外選按鈕信號(hào)、平層信號(hào)、限位信號(hào)、廂門(mén)限位信號(hào)及公共端 Ⅰ 等 ）作為 PLC 的輸入 ，這些信號(hào)通過(guò) PLC 的輸入端子進(jìn)入 PLC 內(nèi)部，作為控制系統(tǒng)分析判斷的第一手資料。 將控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)分析判斷后產(chǎn)生的輸出信號(hào)（控制命令）送到電梯相應(yīng)的執(zhí)行部件， 如外呼指示燈、轎廂控制、內(nèi)選指示燈、廂門(mén)控制、公共端Ⅱ等。 整流濾波電路 電子電路和許多電氣裝置工作時(shí)都需要直流電源提供能量，電池因使用費(fèi)用高 ,一般只用于 低功耗便攜式的儀器設(shè)備中。 小功率直流電源一般由變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓器等構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 43 所示。 各部分功能簡(jiǎn)述如下： 電源變壓器 —— 將交流電源（本模型 220V） 變換成整流所需要的交流電壓（本模型有 24V 和 6V） 整流電路 —— 利用具有單向?qū)ㄐ缘亩O管，將交流電壓編程單向的脈沖直流電壓。 濾波電路 —— 濾去單向脈沖直流電壓中的交流部分，保住直流部分，以減小成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 17 頁(yè) 脈動(dòng)程度。 圖 43 整流濾波電路結(jié)構(gòu)框圖 單向橋式整流電路 單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路， 由于 4 只 二極管接成電橋型結(jié)構(gòu)，故稱為橋式整流電路。 如圖 44 所示。 圖 44 單相橋式整流電路 負(fù)載上流過(guò)電壓和電流平均值的計(jì)算： 0 2 2 20122 s in ( ) 2 0 . 9U U w td w t U U???? ? ?? 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 18 頁(yè) 0 20 .9LLLU UIRR?? 二極管的選擇 從圖 42 可以看出，截止管所承受的最大反向電壓 RMU 均為 22U 。因此在選用二極管時(shí)應(yīng)保證： 22RUU? 由于二 極管 3 和 4 是輪流導(dǎo)通的，所以通過(guò)二極管的電流是負(fù)責(zé)電流的一半，故二極管的選擇應(yīng)滿足： 12FLII? 單相橋式整流電路 的優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓高，紋波電壓小，整流二極管所承受的最高反向電壓較低，電源變壓器得到了充分的利用，效率高，因而應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是二極管用得較多。 電容濾波電路 整流電路輸出的電壓是單向脈動(dòng)的電壓，為了減小脈動(dòng)，常用電抗原件組成濾波電路，以減小交流成分。其電路如圖 45 所示。 45 電容濾波電路 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 19 頁(yè) 集成穩(wěn)壓電路 將線性串聯(lián)穩(wěn)壓 電源和各種保護(hù)電路集成在一起就得到了集成穩(wěn)壓器。早期的集成穩(wěn)壓器外引線較多，現(xiàn)在的集成穩(wěn)壓器只有三個(gè)外引線：輸入端、輸出端和公共端。它的電路符號(hào)如圖 46 所示。 要特別注意，不同型號(hào)，不同封裝的集成穩(wěn)壓器 ,它們?nèi)齻€(gè)電極的位置是不同的，要查手冊(cè)確定。 圖 46 集成穩(wěn)壓器電路符號(hào) LM317 應(yīng)用 LM317 是 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器 ，是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。 317 系列穩(wěn)壓塊的型號(hào)很多：例如 LM317HVH、 W317L 等。電子愛(ài)好者經(jīng)常用317 穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源 。 LM317 的 標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用電路圖如圖 47 所示： 穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算 ： 2 211 .2 5 ( 1 )o u t a d jRU V I RR? ? ? 僅僅從公式本身看， 1R 、 2R 的電阻值可以隨意設(shè)定。然而作為穩(wěn)壓成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 電源的輸出電壓計(jì)算公式， 1R 和 2R 的阻值是不能隨意設(shè)定的。 圖 47 LM317 的 標(biāo)準(zhǔn) 應(yīng)用電路圖 首先 LM317 穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是 Vo＝ — 37V，所以 R2/R1的比值范圍只能是 0— 。 其次是 LM317 穩(wěn)壓塊都有一個(gè)最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為。由于 LM317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號(hào)不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于 5mA。當(dāng) LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)， LM317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當(dāng) LM317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)， LM317穩(wěn)壓塊就可以輸出 穩(wěn)定的直流電壓。如果用 LM317 穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時(shí)，沒(méi)有注意 LM317 穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會(huì)出現(xiàn)下述不正?，F(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。 在應(yīng)用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護(hù)電路，防止電路中的電容放電時(shí)的高壓把 317 燒壞。 L7824 應(yīng)用 L7824 是普通的 三端輸出集成穩(wěn)壓器，他的輸出是正電壓。 78 系列與 79 系列是同一“家族”的， 79 系列的輸出電壓是負(fù)電壓。 L7824 屬于 78XX 系列 集成穩(wěn)壓器 。 L7824 與 LM317 的用法相似，只是 L7824 的輸出是穩(wěn)定的 24VDC，而成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 21 頁(yè) LM317 的輸出是可調(diào)的。因此 LM317 應(yīng)用更加廣泛。比如，實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)關(guān)電源中。 78XX 系列 集成穩(wěn)壓器 的基本應(yīng)用電路如圖 48 所示： 圖 48 78XX 系列集成穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 第 22 頁(yè) 第 五 章 程序 設(shè)計(jì) 方案 PLC 程序設(shè)計(jì)的步驟與內(nèi)容 PLC 程序設(shè)計(jì)的步驟與內(nèi)容是： 對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動(dòng)作的順序和條件。對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，也可省去這一步。 設(shè)計(jì)梯形圖。這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，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)。 根據(jù)梯形圖編制程序清單。 用計(jì)算機(jī)或編程器將程序鍵入到 PLC 的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查鍵入的程序是否正確。 進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試 ， 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改， 如不滿足要求，再修改程序或檢查接線 直到滿足要求為止。 編制技術(shù)文件。 交付使用。 PLC 程序 設(shè)計(jì)步驟 如圖 51 所示： 電梯模型控制過(guò)程簡(jiǎn)述 電梯模型控制系統(tǒng) 主要由 邏輯控制部分 組成 ，主要包括電梯的控制要求和控制策略 。 電梯控制要求 轎 廂上行的情況 轎廂內(nèi)有人，有需要到電梯所在樓層以上的樓層信號(hào)輸入時(shí)，轎廂上行；轎廂內(nèi)無(wú)人，在電梯沒(méi)有下行之前有電梯所在樓