【正文】 置的一般步驟為： (1) 按照系統(tǒng)的 I/O總數(shù)和規(guī)模 ， 大致確定可選用的廠家產(chǎn)品和機(jī)型 。 確定時(shí)要遵循發(fā)展性和繼承性原則 ， 既要能滿足系統(tǒng)的控制要求 ， 又應(yīng)有良好的性能價(jià)格比 。 (2) 估算 I/O點(diǎn)數(shù)及模擬量路數(shù) ， 并確定要選用的機(jī)型 。 (3) 依照完整性原則計(jì)算出所需的模塊數(shù)后 ， 應(yīng)注意加上一定的裕量 ， 一般為 20%。 這時(shí) PLC機(jī)型和 I/O模塊的選擇方案可能有多個(gè) 。 (4) 計(jì)算各個(gè)方案的投入費(fèi)用，并依經(jīng)濟(jì)性原則選擇其中最優(yōu)的方案。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) (5) 在確定了控制對(duì)象的控制任務(wù)以后 ， 首先進(jìn)行的是控制系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì) ， 用流程圖明確各信息流之間的關(guān)系 ， 然后具體安排輸入 、 輸出的配置 。 輸入 、 輸出的配置一般分為以下兩個(gè)步驟： ① 輸入點(diǎn)的配置及地址編號(hào)。為便于程序的編寫，輸入點(diǎn)配置可按下述原則處理：把所有控制按鈕、限位開關(guān)等分別集中配置，同類型的輸入點(diǎn)盡可能分在一組內(nèi)，若輸入點(diǎn)有多余，則可將某一個(gè)輸入模塊的輸入點(diǎn)分配給一臺(tái)設(shè)備或機(jī)器；使用模塊式結(jié)構(gòu)的可編程控制器時(shí)，盡量將具有高噪聲的輸入信號(hào)分配到遠(yuǎn)離 CPU模塊插槽的輸入模塊上。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) ② 輸出點(diǎn)的配置及地址編號(hào) 。 輸出點(diǎn)的配置及地址編號(hào)的原則是：同類型設(shè)備占用的輸出點(diǎn)最好地址相對(duì)集中；按照不同類型的設(shè)備 ， 順序地指定輸出點(diǎn)地址號(hào)；若輸出點(diǎn)有多余 ，則可將某一個(gè)輸出模塊的輸出點(diǎn)分配給一臺(tái)設(shè)備或機(jī)器；對(duì)彼此相關(guān)的輸出器件 ， 如電動(dòng)機(jī)正 、 反轉(zhuǎn) ， 電磁閥控制的前進(jìn)與后退等 ， 其輸出地址號(hào)最好連寫 。 在有些可編程控制器中 ， 輸出點(diǎn)是分組的 ， 在這種情況下 ， 具有相同驅(qū)動(dòng)電源要求的被控組件可集中分在同一組中 。 當(dāng)輸入、輸出配置及地址編號(hào)確定后，即形成了 I/O表。I/O表是用戶編程的重要依據(jù)，是可編程控制器系統(tǒng)用戶程序軟件與硬件電路的連接紐帶。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 3． 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)配置結(jié)束后，就要參照每個(gè)模塊的實(shí)際電路連接要求，將開關(guān)量、模擬量的輸入和輸出點(diǎn)依次連到這些模塊的接線端。注意：不同的 PLC生產(chǎn)廠家的端子板連接方法是不同的，應(yīng)特別注意電源等級(jí)、公共端等的連接方法。這個(gè)步驟要細(xì)心，應(yīng)先查閱各廠家 PLC的每個(gè)型號(hào)的 I/O接線圖，嚴(yán)格按接線圖接線。 I/O模塊所需的電壓等級(jí)也要預(yù)先由配電系統(tǒng)分類提供。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) PLC的軟件設(shè)計(jì) PLC應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容 用戶軟件設(shè)計(jì)首先是根據(jù)被控對(duì)象的控制要求及系統(tǒng)功能要求，為應(yīng)用軟件的編程提出明確的目的、依據(jù)、要求和指標(biāo)，編制出軟件編程說明書。然后在軟件編程說明書的基礎(chǔ)上使用相應(yīng)的編程語言 (指令 )進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。為此，其內(nèi)容應(yīng)包括：可編程控制器用戶軟件功能分析和設(shè)計(jì)；程序結(jié)構(gòu)；程序設(shè)計(jì)等。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 1． 軟件功能分析和設(shè)計(jì) (1) 控制功能：控制功能是可編程控制器應(yīng)用軟件的主要部分 ， 系統(tǒng)正常工作的控制功能由該部分實(shí)現(xiàn) 。 (2) 操作功能：操作功能指的是人機(jī)界面 ， 通常單臺(tái)可編程控制器控制時(shí) ， 不必多做考慮 。 但當(dāng)可編程控制器多機(jī)聯(lián)網(wǎng)時(shí) ， 特別在工業(yè)局域網(wǎng)中應(yīng)用時(shí) ， 操作功能的程序設(shè)計(jì)問題就必須加以考慮 。 當(dāng)然 ， 在工業(yè)局域網(wǎng)中 ， 大多包括有計(jì)算機(jī) ，此時(shí)操作功能往往可由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 。 (3) 自診斷功能：自診斷功能包括可編程控制器自身工作狀態(tài)的自診斷和系統(tǒng)中受控設(shè)備工作狀態(tài)的自診斷兩部分 。 目前大多數(shù)可編程控制器自身都有較完善的自我診斷功能 ， 用戶程序中自診斷主要是指判斷受控設(shè)備的工作狀態(tài)等 。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 2． 程序結(jié)構(gòu)的分析和定義 模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，是可編程控制器應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的最有效、最基本的方法。程序結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的基本任務(wù)就是以模塊化程序結(jié)構(gòu)為前提，以系統(tǒng)功能要求為依據(jù)，按照相對(duì)獨(dú)立的原則，對(duì)每一個(gè)模塊提供軟件要求和編程說明。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) PLC程序設(shè)計(jì)的方法與步驟 1． 程序設(shè)計(jì)步驟 PLC程序設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)行： (1) 確定被控系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作及完成這些動(dòng)作的順序 。 (2) 分配輸入 /輸出設(shè)備 ， 即哪些外圍設(shè)備是送信號(hào)到 PLC的 ， 哪些外圍設(shè)備是接收來自 PLC信號(hào)的 ， 并將 PLC的輸入 、輸出口與之對(duì)應(yīng)進(jìn)行分配 。 (3) 程序框圖設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝要求，繪制出程序流程圖及各功能單元的詳細(xì)功能框圖。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) (4) 應(yīng)用程序的編寫 。 先畫出梯形圖 ， 梯形圖能體現(xiàn)出按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關(guān)系 ， 比直接設(shè)計(jì)語句表更方便快捷 。 (5) 程序調(diào)試 。 在計(jì)算機(jī)上對(duì) PLC 的梯形圖用軟件直接轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的語句表 ， 打印出完整程序 。 若沒有轉(zhuǎn)換軟件 ， 可對(duì)梯形圖進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換 。 然后將語句表輸入 PLC， 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試 。 (6) 保存已完成的程序 ， 編寫程序說明書 。 以上六步中，前兩步屬程序設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。編程準(zhǔn)備工作包括對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行更加深入的分析和理解，弄清楚系統(tǒng)要求的全部控制功能，以硬件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，確定出軟件的功能和作用。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 2． 應(yīng)用程序的編寫 PLC控制系統(tǒng)是以程序形式來體現(xiàn)控制功能的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大量工作時(shí)間將用在軟件設(shè)計(jì)，也就是程序設(shè)計(jì)上。對(duì)于初次搞畢業(yè)設(shè)計(jì)的人，程序設(shè)計(jì)可采用繼電接觸器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的逐步探索法，以步為核心一步一步設(shè)計(jì)下去，逐步修改調(diào)試，直至完成整個(gè)程序的設(shè)計(jì)。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 在進(jìn)行梯形圖軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)出的框圖和腹稿逐字逐句地編寫控制程序。它是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的核心部分，為了提高編程效率，應(yīng)熟練掌握利用移位寄存器編寫順序控制程序的編程技巧及一些基本電路的編程方法，如啟動(dòng)自保電路、正反轉(zhuǎn)控制電路、單脈沖電路、周期性脈沖序列發(fā)生器、閃爍電路、定時(shí)計(jì)數(shù)電路，它們都是構(gòu)成復(fù)雜控制程序的基本單元。另外還可以參考繼電器控制的電路圖來設(shè)計(jì)。而在一些典型線路的基礎(chǔ)上，可根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求進(jìn)行修改和完善，得到符合控制要求的梯形圖。也可以借鑒別人已編好的程序，對(duì)程序段中相同或相似的程序進(jìn)行復(fù)制，以起到事半功倍的效果。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 3． 編程注意事項(xiàng) (1) 不能簡(jiǎn)單地按電氣原理圖的方式編程 ， 梯形圖不同于一般的繼電接觸器線路圖 ， 必須按梯形圖的自身規(guī)則執(zhí)行 。 在畫梯形圖時(shí)要注意每個(gè)從后邊母線開始的邏輯行必須終止于一個(gè)繼電器線圈或定時(shí)器 、 計(jì)數(shù)器 ， 這與實(shí)際的電路圖不同 。 (2) 由于 PLC內(nèi)部繼電器數(shù)量較大，其接點(diǎn)在內(nèi)存允許的情況下可重復(fù)使用，具有存儲(chǔ)數(shù)量大，執(zhí)行速度快等特點(diǎn)，為縮短設(shè)計(jì)周期、減少費(fèi)用，推薦應(yīng)大量使用。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) (3) 在 PLC中有不少指令的執(zhí)行是以跳變信號(hào)作為觸發(fā)條件的 ， 它與電平觸發(fā)有本質(zhì)的區(qū)別 。 例如移位寄存器移位 CP和計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù) CP均為跳變觸發(fā)信號(hào) 。 當(dāng)電平保持不變時(shí) ， 無論是高電平還是低電平 ， 移位寄存器和計(jì)數(shù)器的狀態(tài)均不會(huì)變化 。只有當(dāng) CP端接收到跳變觸發(fā)信號(hào) (從 “ 0”變?yōu)?“ 1”)時(shí) ， 移位寄存器和計(jì)數(shù)器才分別進(jìn)行移位和減一計(jì)數(shù) 。 還應(yīng)指出 ， 對(duì)于脈沖輸入信號(hào) ， PLC對(duì)其有脈寬要求 。 如果輸入脈沖的脈寬小于PLC工作掃描周期 ， 則脈沖信號(hào)將可能未被采集而丟失 。 (4) PLC程序檢驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)線圈重復(fù)輸出的錯(cuò)誤提示，原因是在編寫的程序中出現(xiàn)了同一編號(hào)元素有兩次以上的輸出。一般情況下， PLC程序不允許出現(xiàn)重復(fù)輸出，即一個(gè)線圈被禁止重復(fù)使用兩次以上。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 4． 程序調(diào)試 梯形圖畫好后 ， 使用各廠家提供的梯形圖編輯軟件將梯形圖輸入計(jì)算機(jī) ， 并通過串行口連接專用電纜線 (通信適配器 )將程序裝到 PLC進(jìn)行模擬調(diào)試 。 如沒有專用傳遞線 ， 可將梯形圖自動(dòng)轉(zhuǎn)換為語句表 ， 用手持編程器將語句逐行輸入 PLC， 反復(fù)進(jìn)行調(diào)試修改 ， 直到完全符合控制要求 。 程序的許多功能是在測(cè)試中修改和完善的，測(cè)試時(shí)先從各功能單元入手，輸入信號(hào)，觀察輸出信號(hào)的變化情況，如 PLC上發(fā)光二極管的閃亮情況，必要時(shí)可以借用某些儀器儀表。各功能單元測(cè)試完成后，再連通全部程序，測(cè)試各部分的接口情況，直到滿意為止。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí) ， 一般都是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行模擬測(cè)試 ， 在外圍設(shè)備缺少的情況下 ， 可用一些鈕子開關(guān)和按鈕的開斷來模擬轉(zhuǎn)換開關(guān) 、 行程開關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)輸入動(dòng)作 ， 觀察相應(yīng)輸出板上的發(fā)光二極管是否閃亮 。 只要按工藝要求 ， 預(yù)期輸出端的發(fā)光二極管能閃亮 ， 而且接線正確 ， 就基本上可以表明程序設(shè)計(jì)思路和方法切實(shí)可行 。 對(duì)于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合程序功能圖的要求，即檢查是否發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的正確變化，該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步是否變?yōu)椴换顒?dòng)步，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒?dòng)步，以及各步被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 設(shè)計(jì)實(shí)例：￠ 60 m水泥回轉(zhuǎn)窯電控系統(tǒng) 水泥回轉(zhuǎn)窯工藝概況 水泥生產(chǎn)是由原料預(yù)處理 (均化、破碎、烘干等 )、生料制備 (配料、粉磨、均化 )、熟料鍛燒 (分解預(yù)熱、鍛燒、煤磨 )、水泥制成 (水泥配料、粉磨、包裝 )四大部分組成，其中水泥熟料的煅燒是水泥生產(chǎn)中最重要的過程，所用的設(shè)備 —— 水泥回轉(zhuǎn)窯，常被稱為水泥廠的心臟。一般采用的主要原料是石灰石、粘土和鐵粉，將這些原料按一定的比例配合在一起，經(jīng)粉磨、均化后，用回轉(zhuǎn)窯鍛燒制成熟料。熟料經(jīng)再次配料后，先由輥壓機(jī)將進(jìn)料壓成實(shí)餅 (小型的水泥廠一般不另設(shè)輥壓機(jī) )，再送入水泥磨，磨成粉狀的水泥。經(jīng)包裝機(jī)打包后，制成水泥成品。水泥生產(chǎn)工藝流程圖見圖 22。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 圖 22 水泥生產(chǎn)工藝流程圖 采礦系統(tǒng)刮料機(jī)鐵渣 矽砂石灰石粘土輥壓機(jī)生料磨靜電收塵生料庫煙囪懸浮預(yù)熱機(jī)靜電收塵煤磨煤石膏靜電收塵煙囪煙囪熟料庫輥壓機(jī)水泥磨水泥庫熟料冷卻機(jī)水泥窯原料產(chǎn)品流向燃料流向氣體流向第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 回轉(zhuǎn)窯的造型是一個(gè)傾斜的圓筒 (本系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)窯筒體長60 m， 大圓筒直徑為 m， 小圓筒直徑 3 m)， 生料由圓筒的高端加入 ， 由于圓筒具有一定的傾斜度并在不斷地回轉(zhuǎn) ， 因此物料由高端向低端逐漸運(yùn)動(dòng) ， 在這個(gè)過程中煤粉在窯內(nèi)燃燒 ，對(duì)其物料加熱鍛燒 ， 從而制成水泥熟料 。 水泥回轉(zhuǎn)窯機(jī)械設(shè)備造型見圖 23。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 圖 23 水泥回轉(zhuǎn)窯機(jī)械設(shè)備 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) 電氣系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 水泥回轉(zhuǎn)窯由機(jī)械 、 電氣 、 液壓等部分組成 。 機(jī)械部分由筒體 、 支承裝置 、 擋輪 、 傳動(dòng)裝置 、 減速器 、 活動(dòng)窯頭 、 窯頭窯尾密封裝置 、 噴煤管裝置等部分組成 。 與電氣傳動(dòng)有關(guān)的技術(shù)的參數(shù)如下： (1) 主電機(jī)：型號(hào)為 YPG315L6的高轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速電機(jī) ， 功率 110 kW， 額定轉(zhuǎn)速 100 r/min。 (2) 輔助電機(jī)：型號(hào)為 Y180L6，功率 15 kW，轉(zhuǎn)速 9000 r/min，制動(dòng)開關(guān)型號(hào)為 YWE3315/，限位器型號(hào)為 LX2121。 第 2章 可編程控制器 (PLC)應(yīng)用類設(shè)計(jì)指導(dǎo) (3) 主減速機(jī)潤滑站：型號(hào)為 TE525， 它是為主減速機(jī)提供潤滑的保護(hù)設(shè)備 。 稀油潤滑站是稀油循環(huán)潤滑系統(tǒng)的心臟 ， 用來將潤滑油液強(qiáng)制地壓送到機(jī)械的摩擦部位 ， 在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器零件間形成油膜 ， 減少零件的摩擦 、