【導(dǎo)讀】如果想在競爭激烈的社會中生存下去，必須順應(yīng)社會的發(fā)展，科學(xué)的改革，運用科。學(xué)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，創(chuàng)造效益，方能使企業(yè)得以站穩(wěn)腳步，立足于不敗之地?，F(xiàn)代的科技信息化時代，逼著工廠企業(yè)去探索，創(chuàng)新!套完整的自動化生產(chǎn)線，以便用這自動化的生產(chǎn)線來代替人工完成這些繁雜的工作。加快工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，提高國民經(jīng)濟，改善人民的生活水平。以及所用到的各個器件的功能進行了詳細的介紹。

　　

【正文】 輸入接口電路一般都需要用光耦進行一次與兩次電路的絕緣，接口電路通常還設(shè)計有 RC 濾波電路，因此輸入信號的響應(yīng)一般有 10ms 左右延時。 該系統(tǒng) PLC 輸入接線圖如下圖 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 26 圖 45 PLC I/O 輸 入 接 線 圖 輸出電路設(shè)計 在 PLC 控制系統(tǒng)中的各種接觸器、繼電器、電池閥、電磁鐵的線圈輸出及指示燈輸出等均為開關(guān)量輸出。 PLC 的輸出接口電路采用了光電隔離的措施，并設(shè)計有濾波電路。輸出負載驅(qū)動的電源要有外部提供，如果負載 較小， PLC 的開關(guān)量輸出可直接驅(qū)動；對于大電流負載，則需要中間繼電器等進行驅(qū)動。 S7200PLC 的輸出形式主要有繼電器觸點、直流晶體管和雙向晶閘管輸出 3鐘，但是我們最常用的是繼電器觸點輸出。 繼電器觸點輸出是 PLC 最為常用的輸出形式，它使用靈活，既可以驅(qū)動交流負載，也可以驅(qū)動直流負載。選用擴展模塊時最大驅(qū)動能力可以達到AC250V/10A。 繼電器觸點輸出有使用壽命的限制（數(shù)十萬次），當輸出信號的工作頻率高、負荷重或需要承受沖擊電流時，觸點的壽命將顯著降低，故不宜用來驅(qū)動電磁閥。制動器等大電流負載。此外 ，受觸點接觸性能與響應(yīng)速度（一般需要 10ms 左右）的限制，繼電器觸點輸出不宜用 DC12V 或 3mA 以下的小電流 /低電壓負載驅(qū)動或高頻輸出控制。 右下圖是該系統(tǒng)的 PLC 繼電器觸點輸出接線圖 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 27 圖 46 PLC 繼電器觸點輸出接線圖 PLC外部接線圖 圖 47 PLC 外部接線圖 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 28 第五章 PLC 程序設(shè)計 系統(tǒng)工作流程圖 開 始 按啟動按鈕 SB1 傳輸線 2 運行 SC2 動作后停 計時器延時 2S １ 傳輸線１運行 SC１檢測并計數(shù) 計數(shù)器計數(shù)１０ １０ １０個 按下復(fù)位按鈕 SB3 按下停止按鈕 SB2 結(jié) 束 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 29 包裝生產(chǎn)線梯形圖 包裝生產(chǎn)線流程圖 圖 52 包裝生產(chǎn)線流程圖 合上電源開關(guān) QS，按下啟動按鈕 SB1,KM2 線圈得電及自鎖，電動機 2 運行，傳輸線 2 運行，當?shù)街付ㄎ恢脮r，傳輸線 2 停。定時器延時 2S，時間一到 KM1線圈得電并自鎖，傳輸線 1 運行，當蘋果下落 SC1 傳感器發(fā)出脈沖信號并計數(shù)10 個， 10 個蘋果一到，傳輸線 1 停止。按下計數(shù)器復(fù)位按鈕 SB3,計數(shù)器常閉觸頭斷開，常開觸頭吸合， KM2 線圈得電自鎖，傳輸線 2 運行，循環(huán)執(zhí)行。當按下停止按鈕 SB2，傳輸線 1， 2 均停止。 梯形圖的設(shè)計 PLC 的編程方法主要有經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。邏輯設(shè)計是以邏輯代數(shù)為理論基礎(chǔ)，通過列寫輸入與輸出的邏輯表達式，再轉(zhuǎn)換成梯形圖。由于一般邏輯設(shè)計過程比較復(fù)雜，而且周期較大，大多采用經(jīng)驗設(shè)計的方法。如果控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，可以借助流程圖。所謂經(jīng)驗設(shè)計是在一些典型應(yīng)用基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，選用一些 基本環(huán)節(jié)，適當組合、修改、完善，使其成為符合控制要求的程序。一般經(jīng)驗設(shè)計法沒有普通的規(guī)律可以遵循，只有在大量的程序設(shè)計中不斷地積累、豐富自己，并且逐漸形成自己的設(shè)計風格。一個程序設(shè)計的質(zhì)量，以及所用的時間往往與編程者的經(jīng)驗有很大關(guān)系。 所謂常用基本環(huán)節(jié)很多是借鑒繼電接觸器控制線路轉(zhuǎn)換而來的。它與繼電接 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 30 觸器線路圖畫法十分相似，信號輸入、輸出方式及控制功能也大致相同。對于熟悉繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計原理的工程技術(shù)人員來講，掌握梯形圖語言設(shè)計無疑是十分方便和快捷的。 上面我們繪制了包裝生產(chǎn)線的流程圖，下面我們使用起 保停電路的順序控制的方法編制 PLC 程序。 起保停電路使用于觸點和線圈有關(guān)的指令，任何一種 PLC 的指令系統(tǒng)都有 一類指令，因此這是一種通用的編程方法，可以用于任意型號的 PLC。 設(shè)計起保停電路的關(guān)鍵是找出它的起動條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是它的前級步為活動步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，如該系統(tǒng)中步 變?yōu)榛顒硬降臈l件是它的前級步 為活動步，且二者之間的轉(zhuǎn)換條件為 為 1，在起保停電路中，則應(yīng)該將代表前級步的 的常開觸點和代表轉(zhuǎn)換條件的 的常開觸點 串聯(lián)，作為控制 的起動電路。 當 和 的常開觸點均閉合時，步 變?yōu)榛顒硬?，這時步 應(yīng)變?yōu)榛顒硬?。因此可以? 為 1 作為使存儲器位 變?yōu)?OFF 的條件，即將 的常閉觸點與 的線圈串聯(lián)，上述邏輯關(guān)系可以用邏輯代數(shù)式表示為： =（ ?+）? 當 PLC 開始運行時，應(yīng)將 置為 1，否則系統(tǒng)無法工作，故將僅在第一個掃描周期接通接通的 的常開觸點與上述串聯(lián)電路并聯(lián)，起動電路還并聯(lián)了 的自保持觸點。后續(xù)步 的常閉觸點與 的線圈串聯(lián)， 為 1 時， 的線圈“斷電”初始步變?yōu)椴换顒硬健? 下面我們簡單介紹一下設(shè)計順序控制梯形圖的輸出電路部分。由于步是根據(jù)輸出變量的狀態(tài)變化來劃分的，它們之間的關(guān)系極為簡單，可以分為兩種情況來處理： 某一輸出變量僅在某一步變?yōu)?ON，如該系統(tǒng)中的 ，可以將它們的線圈與對應(yīng)的存儲器位 。 某一輸出在幾步中都為 ON，應(yīng)將代表各有關(guān)步的存儲器位的常開觸點并聯(lián)后，驅(qū)動該輸出的線圈。 當然 PLC 的程序有多種繪制方法，除了起保停順序控制設(shè)計，還 有置位 /復(fù)位， SCR 指令等設(shè)計方法，在這里不做介紹。 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 31 PLC程序 在該程序中我們用到了計數(shù)指令，下面我們簡單學(xué)習一下計數(shù)器的用法。 S7— 200 共有 256 個計數(shù)器（不包括高速計數(shù)器），計數(shù)形式分為加計數(shù)、減計數(shù)與加 /減計數(shù) 3 類。 1. 加計數(shù)（ CTU） 加計數(shù)指令通過輸入信號的上升沿計數(shù)，計數(shù)值從 0 開始增加，到達設(shè)定值PV 時，輸出觸點接通。計數(shù)到達設(shè)定值后，如繼續(xù)輸入計數(shù)信號，計數(shù)值仍增加，觸點保持接通；計數(shù)器在復(fù)位信號 R 輸入為“ 1”時，清楚現(xiàn)行計數(shù)值，觸點被強制斷開。 2. 減計數(shù)（ CTD） 減計數(shù)指令通 過輸入信號的上升沿計數(shù)，計數(shù)值從設(shè)定值 PV 開始減少，減到 0 時，輸出觸點接通。計數(shù)值為 0 后，如繼續(xù)輸入計數(shù)信號，計數(shù)值保持“ 0”觸點保持接通狀態(tài)；計數(shù)器在復(fù)位信號 R 輸入為“ 1”時，寫入設(shè)定值，觸點被強制斷開。 3. 加 /減計數(shù)（ CTUD） 加 /減計數(shù)指令 CTUD 有加計數(shù)和減計數(shù)兩個輸入端，利用輸入信號的上升沿，對同一計數(shù)器進行加 /減計數(shù)。 CTUD 的加計數(shù)與 CTU 相同，計數(shù)輸入信號的每次上升沿，都可使現(xiàn)行計數(shù)值加 1，當計數(shù)到達設(shè)定值 PV 時，輸出觸點接通。計數(shù)到達設(shè)定值后，如繼續(xù)輸入計數(shù)信號，計數(shù)值仍增加，觸點保持接 通狀態(tài)；當計數(shù)值達到最大值 32767時，如繼續(xù)輸入計數(shù)信號，將從 32768 開始繼續(xù)計數(shù)。 CTUD 的減計數(shù)與 CTD 相同，計數(shù)輸入信號的每次上升沿，都可使現(xiàn)行計數(shù)值減 1，當現(xiàn)行值減到最小值 32768 后，如再輸入減計數(shù)信號，將從 32767 開始繼續(xù)計數(shù)。 程序圖 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 32 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 33 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 34 總 結(jié) 在 本次課題工作中，除了鍛煉自己的能力外，也積累了不少的經(jīng)驗，同時發(fā)現(xiàn)有不少值得改進的地方，現(xiàn)總結(jié)如下： 完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計工作，使系統(tǒng)能夠按預(yù)期的 目標正常地運行。程序設(shè)計時結(jié)構(gòu)清晰，易于檢查和修改。而且為以后軟件的維護和改進提供了方便。對系統(tǒng)的可靠性進行了充分的考慮，加入了各種的保護措施，盡量消除了各種可能的事故隱患。 PLC 非常利于小型自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)，用 PLC 作為下位機實現(xiàn)現(xiàn)場的信號輸入和實時控制，是執(zhí)行可靠，而且有效地實現(xiàn)了分散控制。 在設(shè)計完成之后，也發(fā)現(xiàn)本設(shè)計中存在著一些不足之處和需要改進的地方： 本次控制系統(tǒng)中沒有設(shè)計觸摸屏，如果設(shè)計了觸摸屏，那么一些數(shù)值就能直接通過觸摸屏設(shè)置好，使系統(tǒng)的動作更精確。而且外觀也會更美觀。如果大多數(shù)采用模塊 化的設(shè)計的話，那么控制系統(tǒng)也會沒有那么復(fù)雜且更容易操作。 程序中設(shè)計中采用了熱繼電器，電機等都有過熱現(xiàn)象，擬在以后的設(shè)計中加入聲音報警功能，即當電機過熱時，程序利用蜂鳴器發(fā)出尖銳的聲音提醒操作員有故障發(fā)生，達到提高反應(yīng)速度、降低故障危險性的目的。 經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計，收獲頗豐，感覺最大的收獲應(yīng)該是對理論和實際相結(jié)合的重要性有了深刻的認識。原來在課本上學(xué)到的東西當實際用起來時才知道相差甚遠。所有這些，都使我深深認識到“紙上得來終覺淺，須知此事要躬行”。 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 35 致 謝 畢業(yè)設(shè)計即將接近尾聲，在 張 老師的 親切指導(dǎo)下 和同學(xué)的幫助下，此次設(shè)計才得以完成。 首先，向本設(shè)計的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進展狀況，督促我們抓緊學(xué)習。老師給予的幫助貫串于設(shè)計的完全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我們學(xué)會逗樂書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計重點，如何合理安排時間和論文的編寫，同時在畢業(yè)設(shè)計過程中，他和我們在一起共同解決了設(shè)備出現(xiàn)的各種問題 。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝 意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。 總之，本次設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下共同完成的，在設(shè)計的三個月里，我們合作的非常愉快，教會了我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝 在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹 立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益 。 祝我們的母校在未來的發(fā)展中越辦越好 。 并向本文所參考的文獻的作者們表示我最真誠的謝意 。 包裝生產(chǎn)線的 PLC 控制 36 參考文獻 齊蓉，肖維榮 . 可編程計算機控制器技術(shù) . 北京： 電子工業(yè)出版社， 2021； 江秀漢，湯楠 . 可編程序控 制器原理及應(yīng)用 . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 1994； 吳明亮，蔡夕忠 . 可編程控制器實訓(xùn)教程 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ； 周四六 . 可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ) . 北京：人民郵電出版社， 2021； 魏志精 . 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)．北京：電子工業(yè)出版社， 1995； 田淑珍 . 可編程控制器原理及應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社， 2021； 廖常初 . 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