【正文】 時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。感謝電氣工程系的各位同學，與他們的交流使我受益頗多。在此，我特別要感謝我的導師于桂音教授，從論文的選題、文獻的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標題到標點，他都費盡心血。這除了自身努力外，與各位老師、同學和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的?；厥准韧?，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。當然在以后的類似設(shè)計當中我們將會盡量的達到這些要求。但是在編寫的過程中我們還是遇到了很多問題，這樣的系統(tǒng)如果能夠?qū)嶋H驗證的話會很到程度上提高我們的動手能力。PLC 機型的選擇以及主電路的設(shè)計是該次設(shè)計的主要內(nèi)容，根據(jù)工藝要求確定了輸入輸出點的個數(shù)從而選擇了西門子系列的 S7200CPU226 型 PLC,主電路的設(shè)計過程中主要考慮到了電動機的正反轉(zhuǎn)、電動機的保護、主電路的保護以及電動機的制動等方面，較好的完成了該項工作。 該電鍍生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的設(shè)計基本完成，在設(shè)計當中我們充分考慮到了操作的方便性，元件的實惠性和工藝的簡單性。并使其成為現(xiàn)代表面工程技術(shù)的重要組成部分。按動“連續(xù)運行或單周期”按鈕，再按“啟動按鈕”系統(tǒng)即按照工藝要求進行運動，直至所有工藝要求完成。我們編輯好畫面圖，根據(jù)各個部件之間的相互聯(lián)系和控制關(guān)系，按照上一章所述的操作步驟進行設(shè)備連接，最后終于在運行環(huán)境里實現(xiàn)了系統(tǒng)在監(jiān)控狀態(tài)下的自動運行。自此，數(shù)據(jù)庫建立完畢。圖 選擇變量類型點擊“確定”則可以完成一個變量的定義。而33 / 46在實際工程應(yīng)用中，一般都需要定義許多變量，而這些變量都是彼此相關(guān)聯(lián)的，工作量非常的大，既浪費人力，又浪費時間。一般的開關(guān)量都屬于IO離散型，而需要與內(nèi)部物件動畫連接的則可以定義為內(nèi)存形。構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，彈出“定義變量 ”。需要檢測外部輸入量是否與PLC相連時，只用雙擊該設(shè)備，在彈出的對話框中選擇測試PLC即可，詳細步驟在這里不再一一介紹。31 / 46圖 信息總結(jié)檢查各項設(shè)置是否正確，確認無誤后，單擊“完成”。在面板上，還有只能儀表、只能模塊、板卡和變頻器，至于它們怎樣用，我想在以后的工作中會用到的，在此不再詳述。 定義 IO 設(shè)備選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備\COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，運行“設(shè)備配置向?qū)А薄?7 / 46圖 新畫面在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，點擊“確定”按鈕進入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。同時支持畫面之間的圖形對象拷貝，可重復使用以前的開發(fā)結(jié)果。 “組態(tài)王”采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，使用戶可以方便地建立畫面的圖形界面。系統(tǒng)為用戶提供了矩形（圓角矩形）、直線、橢圓（圓）、扇形（圓弧）、點位圖、多邊形（多邊線）、文本等基本圖形對象，及按鈕、趨勢曲線窗口、報警窗口、報表等復雜的圖形對象。 創(chuàng)建組態(tài)畫面進入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。彈出“新建工程向?qū)е龑υ捒颉?，如新建工程向?qū)?所示：圖 工程向?qū)е?6 / 46在工程名稱文本框中輸入工程的名稱，該工程名稱同時將被作為當前工程的路徑名稱。彈出如圖 “新建工程向?qū)еυ捒颉保?5 / 46圖 工程向?qū)е诠こ搪窂轿谋究蛑休斎胍粋€有效的工程路徑，或單擊“瀏覽?”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。提供硬加密及軟授權(quán)兩種授權(quán)方式。方便的配方處理功能。強大的腳本語言處理，能夠幫助你實現(xiàn)復雜的邏輯操作和與決策處理。24 / 46變量導入導出功能，變量可以導出到 Excel 表格中，方便的對變量名稱等屬性進行修改，然后再導入新工程中，實現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開發(fā)時間。組態(tài)軟件的功能和特點可歸納如下：概念簡單，易于理解和使用；功能齊全，便于方案設(shè)計；實時性與并行處理；建立實時數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證體統(tǒng)安全可靠運行；利用豐富的“動畫組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復雜生動的動態(tài)畫面；引入“運行策略”的概念它具有以下幾個方面的特點：可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進色、豐富的圖庫、動畫連接。組態(tài)軟件：對應(yīng)全稱為 Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻譯為：人機界面/監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集軟件，一般英文簡稱有三種分別為HMI/MMI/SCADA。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。對應(yīng)于原有的 HMI（人機接口軟件，Human Machine Interface）的概念，組態(tài)軟件應(yīng)該是一個使用戶能快速建立自己的 HMI 的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。23 / 46組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。但在設(shè)計梯形圖時，對這種并行處理與串行處理的差別有時候應(yīng)予注意，特別是那些在程序執(zhí)行階段還要隨時對輸入、輸出狀態(tài)存儲器進行刷新操作的 PLC，不要因為對串行處理這一特點考慮不夠而引起偶然的誤操作。電氣控制電路中各支路是同時加上電壓并行工作的，而 PLC 是采用循環(huán)掃描方式工作，梯形圖中各元件是按掃描順序依次執(zhí)行的，是一種串行處理方式。梯形圖中的繼電器觸點既可常開，又可常閉，其常開、常閉觸點的數(shù)目理論上是無窮多個（受存儲容量限制），也不會磨損，因此，梯形圖設(shè)計中，可不考慮觸點數(shù)量，這給設(shè)計者帶來很大方便。梯形圖中使用的各種 PLC 內(nèi)部器件，如輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等，也不是真的電器元件，但具有相應(yīng)的功能，因此通常按電氣控制系統(tǒng)中相應(yīng)器件的名稱稱呼它們。層次改變（接通的順序）也只能先上后下，與程序編寫時的步序號是一致的。電氣控制電路左右母線為電源線，中間各支路都加有電壓，當支路接通時，有電流流過支路上的觸點與線圈。PLC 梯形圖具有以下一些特點：PLC 的梯形圖是“從上到下”按行繪制的，兩側(cè)的豎線類似電氣控制圖的電源線，通常稱做母線（Bus Bar），大部分梯形圖只保留左母線；梯形圖的每一行是“從左到右”繪制，左側(cè)總是輸入接點，最右側(cè)為輸出元素，觸點代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按紐、內(nèi)部條件等；線圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如指示燈、接觸器、中間繼電器、電磁閥等。梯形圖左邊有一條垂直的線稱作左母線，右邊一條虛線稱為右母線。我們在本次設(shè)計中選擇梯形圖編程。S7200 系列PLC 的編程語言非常豐富，有梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖等，用戶可以選擇一種編程語言，如果需要，也可混合使用幾種語言編程。 PLC編程語言PLC 是通過運行編寫的用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制任務(wù)的。它主要起邏輯控制作用。同時在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。輸出繼電器：輸出繼電器一般都有一個 PLC 上的輸出端子與之對應(yīng)。輸入繼電器：輸入繼電器一般都有一個 PLC 的輸入端子與之對應(yīng)，它用于接受外部的開關(guān)信號。使用時要提前輸入它的特定植。利用定時器的觸點就可以得到控制所需的延時時間。使用時要提前輸入時間預設(shè)值。它是 PLC 中重要的編程元件，是累計時間增量的內(nèi)部器件。下面分別介紹下。在這里，我們把行車的一個動作定義為：“到幾號工位上升，再到幾號工位下降”，或者是“延時幾秒”，每個動作表由若干個動作字組成，放在 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器里，動作表由 PLC 程序初始化，也可以在運行時通過串行通訊由上位機讀取和修改，PLC 程序在運行時只是不斷地解釋和執(zhí)行動作表。行車動作無非就是上下左右前后受控移動，按照指定的順序(即動作表)完成一系列的動作。圖 22 中，接觸器 KM1，KM 2控制電動機 M1的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)行車的左行、右行，接觸器 KM3，KM 4控制電動機 M2的正、反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)行車的前進和后退，接觸器 KMKM 6控制電動機 M3的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)吊鉤的上升和下降。通常在設(shè)計時根據(jù)負載的情況選擇電容 C 值，使 RC≥,T為交流電源的周期，此時輸出的電壓為 Ud=.在本設(shè)計中，根據(jù)電鍍生產(chǎn)線的工藝要求，只需用三臺電機分別控制行車的左行、右行和行車的前進、后退以及吊鉤的上升、下降。至 wt=0 之后，U 2將要超過 Ud，使得 VD1和 VD4開通，U d=U2，交流電源向電容充電，同時向負載 R供電。電氣原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明的特點，適合研究和分析電路工作原理，在設(shè)計研發(fā)和生產(chǎn)現(xiàn)場等方面得到廣泛應(yīng)用。電氣原理圖是根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式，利用圖形符號和項目符號表示電路各電器元件中導電部件和接線端子連接關(guān)系的電路圖。PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號有 8 個，其中 2 個用于驅(qū)動吊鉤電機正反轉(zhuǎn)接觸器 KMKM 2,2 個用于驅(qū)動行車電機正反轉(zhuǎn)接觸器 KMKM 4，2 個用于驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)接觸器 KMKM 6，1 個用于原位指示,1 個用于運行指示。由圖表可以看出,PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號有 18 個，均為開關(guān)量。數(shù)字量擴展模塊的地址分配是從最靠近 CPU 模塊的數(shù)字量模塊開始，在本機數(shù)字量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字節(jié)連續(xù)遞增，本模塊高位實際位數(shù)未滿 8 位的，未用位不能分配給 I/O 鏈的后續(xù)模塊，模擬量擴展模塊的地址是從最靠近 CPU 模塊的模擬量模塊開始，在本機模擬量地址的基礎(chǔ)上從左到右按字遞增。 PLC 為此系統(tǒng)的控制核心，此系統(tǒng)的輸入信號有兩部分，一部分是原點、單周期、連續(xù)等面板控制按鈕，另一部分是多種行程開關(guān)，這些面板按鈕信號和傳感器信號作為 PLC 的輸入變量，經(jīng)過 PLC 的輸入接口輸入到內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器， 然后在 PLC 內(nèi)部進行邏輯運算或數(shù)據(jù)處理后，以輸出變量的形式送到輸出接口，從而驅(qū)動電機來控制行車的運行和吊鉤的升降 I/O分配表及其端子接線圖在本次系統(tǒng)設(shè)計中，我們定義的 I/O 分配表如表 21 所示。其應(yīng)用領(lǐng)域包括各種機床、紡織機械、塑料機械、電梯等行業(yè)。根據(jù)自動化電鍍生產(chǎn)線的控制要求以及以上根據(jù)，我們采用了德國西門子PLC S7200 CPU226 型號，此類型 PLC 無論獨立運行，還是聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)都能完成各種控制任務(wù)。②機型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓和技術(shù)水平14 / 46的提高。⑹機型盡量統(tǒng)一一個企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC 的機型統(tǒng)一。⑸系統(tǒng)可靠性的要求對于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。⑷響應(yīng)速度要求PLC 是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。對于控制較復雜，要求實現(xiàn) PID 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復雜程度，選用中檔或高檔 PLC。 ⑶應(yīng)用功能要求一般小型(低檔)PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。⑵安裝方式的選擇13 / 46PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程 I／O 式以及多臺 PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 ② 自 動 運 行 方 式 。④ 用 PLC 構(gòu)成遠程 I/0 控制系統(tǒng)。② 由 PLC 構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)。 單周期工作：設(shè)備始于原點，按下啟動按鈕，設(shè)備工作一個周期，然后停于原點，要重復第二個工作周期，必須再按一下啟動按鈕。按照要求，我們要實現(xiàn)以下工作方式：原位：表示設(shè)備處于初始狀態(tài)，吊鉤在下限位置，行車在左限位置。用 PLC 輔以變頻器對電鍍自動生產(chǎn)線行車進行自動控制，具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、操作靈活、使用安全、工作穩(wěn)定、性能可靠和抗干擾能力強的特點，是一種很有效的自動控制方式，是電鍍生產(chǎn)實現(xiàn)高效、低成本、高質(zhì)量自動化生產(chǎn)的發(fā)展方向。在電鍍生