【正文】 開(kāi)關(guān)分兩個(gè)位置檢測(cè)輸送。用于檢測(cè)帶式輸送機(jī)運(yùn)行中的跑偏現(xiàn)象，按皮帶實(shí)際跑偏量輸出報(bào)警或停機(jī)信號(hào)，可有效的防止由皮帶跑偏而產(chǎn)生的事故。10Ω 輸出阻抗： 352177。 額定載荷： 5,10,20,30,40,50,75,100,150,200,250,300,500(kg) 精 度： 177。同時(shí)電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。 靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ) 償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。即除了應(yīng)變片外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。通常稱傳感器的輸出靈敏度。 稱重傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時(shí)的電阻變化。 S 形 —— 皮帶秤（壓縮式），包裝機(jī)袋重秤（伸張式）。內(nèi)部金屬稱重梁形式一般分為單孔或雙孔形式。圓柱形（杯柱形）一般均為壓縮式測(cè)重形式。 比較常見(jiàn)的稱重傳感器的外形構(gòu)造：圓柱形（杯柱形）； S 形；長(zhǎng)方形等。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測(cè)量重量信號(hào)的。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時(shí)，其電阻值就會(huì)在某一范圍內(nèi)增減。 金屬電阻具有阻礙電流流動(dòng)的性質(zhì)，即具有電阻（Ω），其阻值依 金屬的種類而異。 圖 37 模擬式光電傳感器 稱重傳感器 稱重傳感器是用來(lái)將重量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置。 本設(shè)計(jì)傳感器采用的均為光電傳感器，其中傳感 器 1和傳感器 2只是做個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，而傳感器 3在給 PLC 一個(gè)信號(hào)的同時(shí)又給計(jì)數(shù)器個(gè)脈沖信號(hào)，從而對(duì)系統(tǒng)的合格產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。產(chǎn)品每遮光一次，光電脈沖電路便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，因此，輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目。它的形式有吸收式、反射式、遮光式和輻射式。 模擬式光電傳感器。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。 本設(shè)計(jì) PLC的 I/O 配置及外圍電路設(shè)計(jì) 表 31 系統(tǒng)的 I/O 口分配 名稱 代號(hào) 輸入點(diǎn)編號(hào) 名稱 代號(hào) 輸出點(diǎn)編號(hào) 停止按鈕 SB1 低速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器 KM1 低速運(yùn)行按鈕 SB3 高速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器 KM2 高速運(yùn)行按鈕 SB4 高速運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器 KM3 熱繼電器 KR1～ KR9 滾筒電機(jī)運(yùn)行接觸器 KM4 啟動(dòng)按鈕 SB2 液壓推桿下降 KM5 光電傳感器 1 液壓推桿上升 KM6 光電傳感器 2 電動(dòng)推桿 1推出 KM7 光電傳感器 3 電動(dòng)推桿 1拉回 KM8 急停按鈕 SB0 電動(dòng)推桿 2推出 KM9 1膠帶跑偏保護(hù) 電動(dòng)推桿 2拉回 KM10 2膠帶跑偏保護(hù) 電動(dòng)推桿 3推出 KM11 3膠帶跑偏保護(hù) 電動(dòng)推桿 3拉回 KM12 4膠帶跑偏保護(hù) 保護(hù)報(bào)警 報(bào)警復(fù)位 系統(tǒng)運(yùn)行輸出 稱重傳感器 AIW0 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 21 0.10.20.31ML+M1L+0.01.51.41.31.21.11.02L+2M0.70.60.50.40.20.30.41ML+0.00.1MAIW01.51.41.31.21.11.02M0.70.60.5+ 2 4 V C D 電 源 輸 出24VCD電源稱 重 傳 感 器報(bào) 警 復(fù) 位4 皮 帶 跑 偏 保 護(hù)3 皮 帶 跑 偏 保 護(hù)2 皮 帶 跑 偏 保 護(hù)1 皮 帶 跑 偏 保 護(hù)急 停 按 鈕光 電 傳 感 器 3 光 電 傳 感 器 2 光 電 傳 感 器 1 啟 動(dòng) 按 鈕熱 繼 電 器高 速 運(yùn) 行低 速 運(yùn) 行停 止 按 鈕系 統(tǒng) 運(yùn) 行 指 示 燈保 護(hù) 報(bào) 警K M 1K M 2K M 3K M 4K M 5K M 6K M 7K M 8K M 9K M 1 0K M 1 1K M 1 2 圖 36PLC 外部接線圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 22 傳感器選型 光電傳感器 光電傳感器是基于光電效應(yīng)的傳感器。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 20 假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 A0～ Am（如 4～ 20mA） ,AD 轉(zhuǎn)換后數(shù)值為 D0～ Dm（如6400～ 32020），設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是 A， AD 轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)的數(shù)值為 D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系 ? ?DfA? 。 01 0 V3 2 0 0 0數(shù) 字 量 輸 出 值模 擬 量 輸 入 值 圖 35 模擬輸入與數(shù)字輸出 模擬量經(jīng)過(guò) ADC 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量， PLC 的 CPU 對(duì)數(shù)字量進(jìn)行相關(guān)的算法處理后，經(jīng)DAC 轉(zhuǎn)成模擬量輸出。為實(shí)現(xiàn)模擬控制，必須先對(duì)模擬量進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成 PLC 所能接受的數(shù)字量信號(hào)。 圖 32 S7200 CPU 226 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 19 圖 33 EM23 EM222 由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，該 PLC 需要擴(kuò)展一個(gè)模擬量輸入模塊，由于考慮到 PLC 需要留有適量輸出端口余量，所以再加個(gè)數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊。 CPU226 和 CPU226XM適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)，可擴(kuò)展到 284 點(diǎn)數(shù)字量和 35 路模擬量，有兩個(gè) RS484通信接口。 CPU222有擴(kuò)展功能， CPU224 具有較強(qiáng)的控制功能。第二代產(chǎn)品為 CPU22X 型，分別為 CPU221, CPU222, CPU224, CPU224XP, CPU226, CPU226XM。 S7200 系列 PLC 為整體式結(jié)構(gòu)，將 CPU 模塊， I/O 模塊和電源裝在一個(gè)箱殼內(nèi)，另外配備許多特殊功能模塊，如模擬量輸入 /輸出模塊，數(shù)字量輸入 /輸出模塊，熱電偶模塊和通信模塊等，使 PLC 的功能得到擴(kuò)展。 S7200 系列的小型一體化 PLC，既適用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，又適用于復(fù)雜的自動(dòng)檢測(cè)，監(jiān)測(cè)及控制系統(tǒng)，無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行的控制系統(tǒng)中，還是組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 SIMATIC S7200 系列 PLC 是針 對(duì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的小型 PLC，采用集成式，緊湊型結(jié)構(gòu)，一般適用于 I/O 點(diǎn)數(shù)為 100 點(diǎn)左右的單機(jī)設(shè)備或小型應(yīng)用系統(tǒng)。 Siemens S7200 介紹 德國(guó)西門子公司的 PLC 在國(guó)際和國(guó)內(nèi)具有很高的占有率，其主要產(chǎn)品有 S5， S7，C7， M7 及 WinAC 等幾個(gè)系列。 通過(guò)仔細(xì)計(jì)算，我所需數(shù)字量輸入端口為 16 個(gè)，一個(gè)模擬量輸入端口， 16 個(gè)數(shù)字量輸出端口，再加上從經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定性上考慮，本系統(tǒng)采用西門子 S7200， CPU 為 226的 PLC。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPU 選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。根據(jù)需要對(duì)重要的 I/O 信號(hào)，可選用 2 重化或 3 重化的 I/O 接口單元?？刂苹芈返亩帱c(diǎn) I/O 卡應(yīng)冗余配置。在需要時(shí)也可選用 PLC 硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、 2 重化或 3 重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。 （ 4） 存儲(chǔ)器的選擇。如果 PLC 本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。 PLC 的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn) PLC 應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)和選用外，一般 PLC 的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用 220VAC 電源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架 或遠(yuǎn)程 I/O 機(jī)架等。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。 （ 2） 輸 入輸出模塊的選擇。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。 機(jī)型的選擇 （ 1） PLC 的類型。目前， PLC 接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約 ～ ，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則 PLC 將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。 （ 7） 處理速度。通過(guò)軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通 過(guò)軟件對(duì) PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 16 守其標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。這 種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。離線編程方式： PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。為減輕 CPU 通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需 要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。 PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于 1Mbps，通信負(fù)荷不大于 60%。通信協(xié)議應(yīng)符合 ISO/IEEE 通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。 （ 3） 通信功能。 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模 擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。 （ 2） 控制功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。隨著開(kāi)放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在 PLC 中都已具有通信功能，有 些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 15 位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。 （ 1） 運(yùn)算功能。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給 出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 由于 PLC 是集中采樣，在程序處理階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不會(huì)變化，要到下一周期的輸入采樣階段才會(huì)改變。 PLC 編程語(yǔ)言有梯形圖、布爾助記符語(yǔ)言，等等。 PLC 與微機(jī)相比 : 前者工作方式是“循環(huán)掃描”，后者工作方式是“待命或中斷”。 （ 2）由于 PLC 是串行工作，所以 PLC 的運(yùn)行結(jié)果與梯形圖程序的順序有關(guān) ，這與河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 14 繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入 /輸出響應(yīng)延遲。 （ 6）由于采用集中采樣。 （ 4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀 入。 （ 2）輸入刷新過(guò)程。集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣?，F(xiàn)在的 PLC 一般均采用可電擦除的 E2PROM 存儲(chǔ)器來(lái)作為系統(tǒng)儲(chǔ)存器和用戶儲(chǔ)存器。 （ 4）存儲(chǔ)模塊： PLC 的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)儲(chǔ)存器和用戶儲(chǔ)存器兩種。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。但工作節(jié)奏河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 13 由震蕩信號(hào)控制； CPU 的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作； CPU的寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路，與通用計(jì)算機(jī) 一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 可編程控制器 PLC的選型 PLC的組