【正文】 此外，由于個(gè)人水平和實(shí)際條件有限，設(shè)計(jì)中難免有一些錯(cuò)誤，請廣大老師給予批評指正 。她不僅僅授業(yè)解惑而且還誠懇地教我做人的道理，讓我非常感激。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 [C].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021:2857. [2] 中國工控網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)視點(diǎn) .PLC 基本理論 [Z/OL]. [3] 王振民 .PLC 原理及應(yīng)用 [M].大慶 :大慶石油學(xué)院 ,[4] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)電工學(xué)院 .FPWINGR 軟件 ,電工學(xué)培訓(xùn)教程 [Z/OL]. [5] 鐘肇新 .可編程序控制器原理 [C].華南理工大學(xué)出版社 ,2021:920. [6] 俞元奎 ,羅耀華 .可編程序調(diào)節(jié)器、控制其原理與應(yīng)用 [M].哈爾濱工程大學(xué)出 版社 ,1997:106118. [7] 王永華 .現(xiàn)代電器及可編程控制技術(shù) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [8] 張澤榮 .可編程序控制器原理與應(yīng)用 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021. [9] 彭利標(biāo) ,徐耀生 ,王芯 .可編程序控制器原理與應(yīng)用 [M].北京 :北京航空航天大 學(xué)出版社 ,1999. [10] 袁任光 .可編程序控制器 (PLC)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例 [M].華南理工大學(xué)出版社 1997:157178. [11] 自動(dòng)化網(wǎng)論壇 .PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLERS[M/OL]. [12] Phil [M/OL]. [13] Dentel. Principle of Engineering Design[M].Butterworth Scientific,1982:7279. 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 致 謝 首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師 —— 楊惠敏老師。控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中列表表明了 I/O 輸入輸出如何分 配 。下載成功后，先用模擬開關(guān)代替原電路中的輸入器件，反復(fù)檢查程序能否滿足現(xiàn)場實(shí)際控制的要求；確認(rèn)完全正確后，才能把它裝入控制柜中，按圖 42 所示連線并對控制柜進(jìn)行良好接地。 第四條皮帶載物時(shí)，即輸入 高電平，第一條皮帶 、第二條皮 帶 、第三條皮帶 復(fù)位，停止運(yùn)行。線圈 M13 得電，常開線圈 M13 閉合，定時(shí)器 TIM13 輸入為 ON,開始延時(shí)， 50 秒后 TIM13 延時(shí)結(jié)束。常開線圈 T0011 閉合，第三條皮帶輸出 復(fù)位，停止運(yùn)行。 第二條皮帶載物時(shí)，即輸入 高電 平，第一條皮帶 復(fù)位，停止運(yùn)行。線圈 M8 得電，常開線圈 M8 閉合， TIM08 輸入為 ON，開始延時(shí)， 50 秒后定時(shí)器 TIM08 延時(shí)結(jié)束。 （ 4） 重載： 第一條皮帶載物時(shí)，即輸入 高電平， TIM06 輸入為 ON，開始延時(shí)， 50 秒后定時(shí)器 TIM06 延時(shí)結(jié)束。 第三條出現(xiàn)故障時(shí)輸入 高電平，第一條皮帶 、第二條皮帶 、第三條皮 帶 復(fù)位，停止運(yùn)行。線圈 M10 得電，常開線圈 M10 閉合， TIM09 輸入為 ON，開大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 始延時(shí)， 50 秒后定時(shí)器 TIM09 延時(shí)結(jié)束。常開線圈 T0007 閉合，第三條皮帶輸出 復(fù)位，停止運(yùn)行。 （ 3） 故障： 第一條皮帶出現(xiàn)故障輸入 高電平，第一 條皮帶 復(fù)位，停止運(yùn)行。線圈 M5 得電，常開線圈 M5 閉合， TIM04 輸入為 ON，開始延時(shí)， 50 秒后定時(shí)器 TIM04 延時(shí)結(jié)束。 （ 2） 停止： 按下停止按鈕 ，第一條皮帶輸出 復(fù)位，停止運(yùn)行。線圈 M2 得電，常開線圈 M2 閉合， TIM01 輸入為 ON，開始延時(shí)， 50 秒后定時(shí)器TIM01 延時(shí)結(jié)束。 皮帶 輸 送 機(jī)控制仿真詳解 （ 1） 啟動(dòng)： 按下開始按鈕 ，皮帶組開啟，第四條皮帶輸出 置位，開始運(yùn)行。 圖 42 輸入輸出配置 I/O 輸入輸出 分配如表 41 所示 ： 表 41 I/O 分配表 啟動(dòng)按鈕 SB1 故障或重載皮帶 A SQ1 故障或重載皮帶 B SQ2 故障或重載皮帶 C SQ3 故障或重載皮帶 D SQ4 停止按鈕 SB2 皮帶 A 輸出 KM1 皮帶 B 輸出 KM2 皮帶 C 輸出 KM3 皮帶 D 輸出 KM4 KM1 SB1 SQ1 SQ2 SQ3 SB2 SQ4 KM2 KM3 KM4 COM 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PLC 控制程序流程圖 （ 1）故障程序流程圖 ： 圖 43 故障程序流程圖 第四條傳送帶 啟動(dòng) 第三條傳送帶 故障？ 第二條傳送帶 第一條傳送帶 故障？ 停止 停止 停止 停止 N N N N N 延時(shí) 5s 延時(shí) 5s 延時(shí) 5s Y Y Y Y 故障？ 故障？ 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 （ 2）重載程序流程圖 圖 44 重載程序流程圖 第四條傳送帶 重載 ？ 第三條傳送帶 重載 ？ 第二條傳送帶 重載 ？ 第一條傳送帶 重載 ？ 停止 停止 停止 停止 N N N N N 延時(shí) 5s 延時(shí) 5s 延時(shí) 5s Y 延時(shí) 5s Y 延時(shí) 5s Y 延時(shí) 5s Y 延時(shí) 5s 啟動(dòng) 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 PLC 控制梯形圖 （ 1）故障梯形圖見附錄 1。因此對其進(jìn)行改造，采用先進(jìn)的 PLC 控制。除啟動(dòng)和停止按鈕外，另外使用的觸點(diǎn)達(dá) 20 多 個(gè)，聯(lián)鎖電路煩雜，其接線也比較復(fù)雜。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 4 章 皮帶傳輸機(jī)的 PLC 設(shè)計(jì) 皮帶輸 送 機(jī)的電控原理 某廠的 生產(chǎn)工序有 1 組 4 段皮帶輸送機(jī)，其示意圖 如圖 41 所示。 本章小結(jié) 本章是對 PLC控制系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)方法的概括。 （ 4） 對時(shí)間繼電器的處理 物理的時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種。 （ 2） 對常開按鈕和常閉按鈕的處理 在繼電器控制電路中，一般啟動(dòng) 用 常開按鈕，停車用常閉按鈕。把繼電器控制轉(zhuǎn)換成 PLC 控制時(shí)，要注意轉(zhuǎn)換方法，以確保轉(zhuǎn)換后系統(tǒng)的功能不變。使用順序控制設(shè)計(jì)法的關(guān)鍵有三條：一是理順動(dòng)作順序，明確各步的轉(zhuǎn)換條件；二是準(zhǔn)確地畫出功能表圖；三是根據(jù)功能表圖正確地畫出相應(yīng)的梯 形圖，最后再根據(jù)某些特殊功能要求，添加部分控制程序。這種方法的設(shè)計(jì)思路清晰，所編寫的程序易于優(yōu)化，是一種較為實(shí)用可靠的程序設(shè)計(jì) 方法。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 邏輯設(shè)計(jì)法 邏輯設(shè)計(jì)法的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)。未分配模塊的輸入 /輸出繼電器區(qū)以及未使用 1： 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。 在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。 （ 7）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇 在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格 低。 （ 5）對在線和離線編程的選擇 計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。 （ 2）對存儲(chǔ)容量的選擇 對用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。 （ 7）進(jìn)行軟件測試 程序輸入 PLC 后，應(yīng)先進(jìn)行測試工作。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 31 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 5）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流 程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸 出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 31 所示。 ④ 可讀性 系統(tǒng)的可讀性好，是指程序要層次清晰，結(jié)構(gòu)合理 ，指令使用得當(dāng)，并按模塊化，功能化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì) [12]；在輸入 ／ 輸出點(diǎn)及內(nèi)部器件的分配和使用上要有規(guī)律性；還應(yīng)在一些功能段以一些特殊指令后作一些注釋，以方便記憶和理解。可靠性反映了 PLC 在不同工作狀態(tài)下的穩(wěn)定性，這也是對程序設(shè)計(jì)的基本要求。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)； （ 2）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)； （ 3）選定 PLC 的型號； （ 4）編制 PLC 的輸入 ／ 輸出分配表或繪制輸入 ／ 輸出端子接線圖； （ 5）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)； （ 6）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系； （ 7）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件； （ 8）編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書； 根據(jù)具體任務(wù)，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。第三部分介紹了它的應(yīng)用 及三個(gè)發(fā)展階段。 PLC 的工作過程如圖 22 所示。 （ 5） 輸出結(jié)果將本次掃描過程解算得到的最新結(jié) 果 送到輸出模塊 圖 22 PLC 的工作過程 取代前一次掃描解 算 結(jié)果，也稱為輸出刷新。 （ 4） 解算用戶邏輯 即執(zhí)行用戶程序。在與編程器通信過程中，編程器把指令和修改參數(shù)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤碼進(jìn)行相應(yīng)指示，編程器還可以向主機(jī)發(fā)送運(yùn)行、停止、大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 清內(nèi)存等監(jiān)控命 令。即 CPU 從第一條指令開始執(zhí)行，直到遇到結(jié)束符又返回第一條執(zhí)行，如此周而復(fù)始不斷循環(huán) [10]。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%（ +15%） 范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。輸出接口電路也采用光電耦合，每一點(diǎn)輸出都有一個(gè)內(nèi)部電路，由指示電路，隔離電路，繼電器組成。接口電路內(nèi)部有濾波，電平轉(zhuǎn)移及信號鎖存電路。通常 PLC 產(chǎn)品資料中所指的內(nèi)存儲(chǔ)器容量，是針對用戶程序存儲(chǔ)器而言的，且以字 （ 16 位 ／ 字 ） 為單位來表示存儲(chǔ)器的容 量。用戶程序是用戶為解決實(shí)際問題并根據(jù) PLC 的指令系統(tǒng)而編制的程序，它通過編程器輸入 ，經(jīng) CPU 存放入用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、解釋程序、故障自診斷程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序庫及其他各種管理程序等。 RAM 中存放用戶程序、邏輯變量和供內(nèi)部程序使用的工作單元。為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來對大型 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)。 PLC 系統(tǒng)各部分的作用說明如下： 圖 21 PLC 結(jié)構(gòu)簡化框圖 （ 1） 中央處理單元 （ CPU） 中央處理單元 （ CPU） 是 PLC 的控制中樞。這樣使得 PLC 軟、硬 件功能發(fā)生了巨大變化。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊。 （ 2）中期的 PLC（ 70 年代中期－ 80 年代中，后期） 在 70 年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了巨大的變化。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。 PLC 的發(fā)展階段 雖然 PLC 問世時(shí)間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和 數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步， PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段： （ 1）早期的 PLC（ 60 年代 末－ 70 年代中期） 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。 （ 3） 位置、速度控制：在機(jī)器人、機(jī)床、電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域進(jìn)行位置、速度控制。 大慶石油學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 PLC 的應(yīng)用