【正文】 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 PLC I/O模塊的選擇步驟與原則一般I／O模塊的價(jià)格占PLC價(jià)格的一半以上。PLC的I／O模塊有開關(guān)量I／O模塊、模擬量I／O模塊及各種特殊功能模塊等。不同的I／O模塊，其電路及功能也不同，直接影響PLC的應(yīng)用范圍和價(jià)格，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要加以選擇。 開關(guān)量I／O模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1）輸入信號的類型及電壓等級開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的電壓等級有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場合，如5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過１０米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的模塊。2）輸入接線方式開關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式，如圖62所示。圖62開關(guān)量輸入模塊的接線方式 a)匯點(diǎn)式輸入 b)分組式輸入?yún)R點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。3）注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量對于選用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的60％。4）輸入門檻電平為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC說明書。開關(guān)量輸出模塊的選擇開關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動外部輸出設(shè)備的開關(guān)信號，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1）輸出方式開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動作速度較慢（驅(qū)動感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動作頻率不得超過1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場合。對于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。2）輸出接線方式開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式，如圖63所示。圖63 開關(guān)量輸出模塊的接線方式 a)分組式輸出 b)分隔式輸出分組式輸出是幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個(gè)輸出點(diǎn)就有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類型和電壓等級的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。3）驅(qū)動能力開關(guān)量輸出模塊的輸出電流(驅(qū)動能力)必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。4）注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個(gè)220V／2A的８點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是16A(82A)，通常要比此值小得多。一般來講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％。5)輸出的最大電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負(fù)載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。／O模塊的選擇模擬量I／O模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與PLC內(nèi)部總線相連，同時(shí)為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（A／D）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D／A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號輸出。典型模擬量I／O模塊的量程為10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根據(jù)實(shí)際需要選用，同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接收低電平信號（如RTD、熱電偶等信號）。、特殊功能模塊的選擇目前，PLC制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I／O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I／O模塊，如高速計(jì)數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。第二章 全自動洗衣機(jī)PLC控制 圖控制程序的編制，并畫出硬件接線圖 控制要求按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，注水直到高（中、低）水位，關(guān)水2秒后開始洗滌洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒開始清洗，重復(fù)（2）～（5），清洗兩遍清洗完成，報(bào)警3秒并自動停機(jī)若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計(jì)數(shù)）輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：啟動 10001 低水位檢測 10009 啟動洗衣機(jī) 00001 停止 10002 手動排水 10010 進(jìn)水閥 00002 高水位 10003 手動脫水 10011 正轉(zhuǎn) 00003 中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報(bào)警 00007中水位檢測 10008x1 啟動信號 y1 啟動指令 x2 停止信號 y2 進(jìn)水閥控制 x3 高水位 y3 正轉(zhuǎn)及脫水 x4 中水位 y4 反轉(zhuǎn) x5 低水位 y5 排水 x6 排空檢測 y6 報(bào)警x7 高水位檢測 x10 中水位檢測 x11 低水位檢測 x12 手動排水 x13 手動脫水 梯形圖程序調(diào)試 按下啟動按鈕K4，LED1亮；進(jìn)水LED2亮，2秒后，轉(zhuǎn)盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)動30秒，然后停2秒，轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動30秒，停2秒；如此循環(huán)5次后排水，按PB進(jìn)行排空檢測，LED6亮；脫水30秒，LED7亮。清洗完成后報(bào)警3秒自動停機(jī)，LED8亮。分析如下初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S0置為1,、按X04, X04非作為簡單程序,但在程序結(jié)束的時(shí)候,、X01控制高水位,按X01,起動M1,按X02,起動M2,按X03,起動M3,、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S0后,對C2,由M1+M2+、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20,驅(qū)動Y0(進(jìn)水).當(dāng)X2閉合,即M1置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S21。當(dāng)X3閉合,即M2置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S31 當(dāng)X4閉合,即M3置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S41狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21時(shí),T0計(jì)時(shí)25秒(進(jìn)水25秒),然后T0置1,T1計(jì)時(shí)15秒(進(jìn)水15秒),然后T1置1,T2計(jì)時(shí)10秒(進(jìn)水10秒),然后T2置1,、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22,對Y0清除指令,即Y0非置1,、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23,如果選擇的是全程序(按X04),(按X05),C1非置1,、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24,起動Y02(電機(jī)正轉(zhuǎn)),、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25,起動Y03(電機(jī)反轉(zhuǎn)),無論選擇的是全程序還是簡單程序(無論按X04還是X05)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26,T5計(jì)時(shí)1秒,(按X04),那么C0計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)不夠200次時(shí),次時(shí),(按X05),那么C1計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)不夠100次時(shí),次時(shí),、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27,起動Y01(排水).T7計(jì)時(shí)20秒,然后T7置1,、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S28,起動Y04(脫水),(按X04),那么C2計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)不夠3次時(shí),(按X05),那么C3計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)不夠2次時(shí), 課程設(shè)計(jì)總結(jié)隨著畢業(yè)日子的到來，課程設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時(shí)候才是真的學(xué)會了。在此要感謝我們的指導(dǎo)老師羅老師、朱老師和李老師對我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)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(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)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(xí)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(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。