【正文】 下面是 CPU 各個(gè)類型的詳細(xì) 介紹 CPU222 DC/晶體管 8 輸入／ 6 輸出 6ES7 2121AB230XB8 CPU222 AC/DC/繼電器 8 輸入／ 6 輸出 6ES7 2121BB230XB8 CPU224 DC/DC/DC 晶體管 14 輸入／ 10 輸出 6ES7 2。與梯形圖相比，它實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。功能塊圖用類似于與門、或門的框圖來(lái)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，方框用“導(dǎo)線”連在一起，信 號(hào)自左向右。語(yǔ)言表適合于經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，可以實(shí)現(xiàn)某些梯形圖不能實(shí)現(xiàn)的功能。不適合于編寫大型控制程序。指令框用來(lái)表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等附加指令。 梯形圖由觸點(diǎn)、線圈和用方框表示的指令構(gòu)成。 2） 梯形 圖（ LAD－ Ladder Diagram） 這是使用最多的 PLC 編程語(yǔ)言。編寫時(shí)，工藝過(guò)程被劃分為若干個(gè)順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動(dòng)作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來(lái)控制，特別適合于生產(chǎn)制造過(guò)程。下面，以西門子 PLC 的編程語(yǔ)言為例，說(shuō)明一下，各種編程語(yǔ)言的異同。除了 PC 適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的 RS232C 通信電纜。 STEP 7 的硬件接口 PC/MPI適配器用于連接安裝了 STEP 7的計(jì)算機(jī)的 RS232C接口和 PLC的 MPI接口。 STEP 7用 SIMATIC管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽 SIMATIC S M C7 和 WinAC的數(shù)據(jù)。 STEP 7 的所有功能均有大量的在線幫助，用鼠標(biāo)打開或選中某一對(duì)象，按 F1 可以得到該對(duì)象的相關(guān)幫助。 STEP 7 編程軟件用于西門子系列工控產(chǎn)品包括 SIMATIC S M C7 和基于PC 的 WinAC 的編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置，是 SIMATIC 工業(yè)軟件的重要組成部分。 PCD1 和 PCD2 SaiaPCD 控制設(shè)備也可以用 Siemens Step7 來(lái)編程。調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 3．根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。 4 STEP 7 與軟件編制 PLC 程序設(shè)計(jì)步驟 1．繪制系統(tǒng)的功能圖。 GT 系列繼電器適合于交流 50HZ，額定工作電壓至 660V，額定電流至 600A中的電路中做電動(dòng)機(jī)過(guò)載和斷相保護(hù)作用。其產(chǎn)品型號(hào)含義為： GM 表示接觸器， C 表示交流接觸器，9A 表示額定電流。 根據(jù)接觸器的額定通斷能力應(yīng)高于通斷時(shí)電路中可能出現(xiàn)的電流值，耐受過(guò) 載電流能力應(yīng)高于電路中的可能出現(xiàn)的工作過(guò)載電流，以及主電路的額定工作電壓，額定工作電流，設(shè)計(jì)中選用接觸器： GM C9A/4 GM C12A/4 GM C32A/4 GM D9A/4。 接觸器：接觸器是一種應(yīng)用廣泛的開關(guān)電器，它利用電磁或氣動(dòng)原理通過(guò)控制回路的通斷控制主電路的通斷，適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通分?jǐn)嘟?、直流主電路和大容量的控制電路。低壓熔斷器的類型很多，如插入式?RC）、螺旋式（ RL）、無(wú)填料密封管式（ RM），有填料密閉管事（ RT）。熔斷器串于被保護(hù)電路中，能在電路發(fā)生短路或過(guò)載是自動(dòng)熔斷，從而切斷電路，起到保護(hù)作用。 根據(jù)斷路器額定工作電壓和額定電流分別不低于線路額定電壓和計(jì)算電流，本設(shè)計(jì)中選用的斷路器型號(hào)如下： BKN 1P 4A BKN 1P 10A BKN 1P 16A BKN 1P 32A、 BKN 表示斷路器型號(hào)，1P 表示極數(shù)， 4A 表示額定電流。自動(dòng)開關(guān)：短路器（自動(dòng)開關(guān)）是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流，電動(dòng)機(jī)電流和負(fù)載電流，而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。 HD 表示單投刀開關(guān)； HS 表示雙投刀開關(guān)； 400（ 600 或 200）表示該開關(guān)的額定電流； B 表示使用類別適合因結(jié)構(gòu)和用處的原因僅準(zhǔn)備在操作次數(shù)不多的場(chǎng)合使用的電器，例如通常僅為維修工作提供隔離用的電器； 3 表示刀開關(guān)的級(jí)數(shù)；1 表示該開關(guān)帶有滅弧罩。選用主電路開關(guān)電器的目的，首先是要保證滿足電路的功能，即負(fù)載要求，同時(shí)也要作到所選開關(guān)電器經(jīng)濟(jì)合理，在能滿足完成所擔(dān)負(fù)的配電，控制和保護(hù)任務(wù)的前提下能充分發(fā) 揮本身所具有的各種功能和作用，如在對(duì)電器設(shè)備的帶電部分進(jìn)行維修時(shí)，保護(hù)這些部分處于無(wú)電狀態(tài)，即電器設(shè)備 和電網(wǎng)的脫離。電磁閥的電器控制為兩個(gè)開關(guān)量，其中一個(gè)得電液壓桿推出，另一個(gè)得電液壓桿拉回。當(dāng)重錘隨料面下行到設(shè)定料線時(shí)測(cè)控儀表將發(fā)出 “ 到料線”信號(hào) ,若此時(shí)裝料過(guò)程已準(zhǔn)備好 ,控制柜將轉(zhuǎn) 入提尺操作 ,否則仍然跟隨料面進(jìn)行檢測(cè) ,當(dāng)重錘隨料面下降至 “ 下限”位時(shí) ,控制柜將提尺操作以保護(hù)重錘不被燒毀 . (3) 提尺：高爐加料時(shí)必須先將探尺重錘提起至 “ 零位” ,這一過(guò)程為提尺操作 .提尺時(shí) ,是對(duì)卷?yè)P(yáng)電機(jī)加給正向的直流電壓 ,使電機(jī)以正常驅(qū)動(dòng)功率驅(qū)動(dòng)減速器 ,帶動(dòng)卷?yè)P(yáng)繩輪收取鋼絲繩 ,使重錘上行 ,同時(shí)光電編碼器隨著繩輪作同步旋轉(zhuǎn) ,并將重錘的實(shí)際位置檢測(cè)出來(lái) . 當(dāng)重錘上行至零點(diǎn)時(shí) ,測(cè)控儀表將發(fā)出 “ 到零點(diǎn)”信號(hào) , 卷?yè)P(yáng)控制柜將要據(jù)此信號(hào)切斷電機(jī)電源和抱閘電源 ,使重錘停在 “ 零位” 。當(dāng)發(fā)生塌料時(shí)，重錘也能很快的跟隨上去。具體可分為放尺操作、扶尺操作及提尺操作三種工作方式。 探尺的測(cè)控部分選用西門子 S7200 系列的 PLC 組成邏輯控制單元，采用觸摸屏做為人機(jī)界面，可實(shí)現(xiàn)探尺運(yùn)行數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示 .采用絕對(duì)型位置編碼器可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)掉電情況下的位置記憶 ，系統(tǒng)輸出當(dāng)前料位及料速 420MA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，可供上位機(jī)顯示使用，同時(shí)還輸出 ”到料線 ”,”到零點(diǎn) ”,”到下限 ”的干結(jié)點(diǎn)信號(hào)輸出 .因此可以非常方便地與可編程控制器 (PLC)或集散系統(tǒng) (DCS)連為一體從而完COM PLC CP+ D+ CP+ D + R2 R1 + + A+ A B+ B 步進(jìn)電機(jī) 成高爐主控與現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品的完美結(jié)合。其控制原理圖如圖 3 所示： 圖 3 步進(jìn)電機(jī) PLC控制原理圖 料位傳感器 — 高爐探尺 高爐探尺簡(jiǎn)介 高爐智能探尺是根據(jù)長(zhǎng)期的高爐自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，為滿足高爐煉鐵工藝的需要，精心研制開發(fā)的一種運(yùn)行可靠 ,測(cè)量 精準(zhǔn) ,調(diào)整方便快捷 ,集智能數(shù)字主令控制器、探尺卷?yè)P(yáng)機(jī)、直（交）流調(diào)速系統(tǒng)為一體的綜合測(cè)量產(chǎn)品，系統(tǒng)維護(hù)量小 ,使用方便 ,造價(jià)低廉，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。 手動(dòng)完成后 , 再將脫機(jī)信號(hào)去除 , 以繼續(xù)自動(dòng)控制。控制器 PLC 發(fā)出脈沖、方向信號(hào) , 通 PLC 驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī) 負(fù)載 過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 圖 2 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中 , 步進(jìn)電機(jī) PLC 控制方案其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。 通過(guò)控制 脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度 , 從而達(dá)到調(diào)速的目的 。 為使?fàn)t內(nèi)物料均勻的分布 ， 旋轉(zhuǎn)布料器采用步進(jìn)電機(jī)控制， 步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制 , 并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。然后通過(guò)plc 發(fā)出所能同步的脈沖周期就行了。知道 步進(jìn)角就知道轉(zhuǎn)一卷所需脈沖數(shù)和時(shí)間了也知道步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖周期的關(guān)系。 步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 1） 步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場(chǎng)合 每分鐘轉(zhuǎn)速不超過(guò) 1000 轉(zhuǎn)，（ 度時(shí)6666PPS)，最好在 10003000PPS( 度）間使用， 可通過(guò)減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)工作效率高，噪音低； 2） 步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大； 3） 由于歷史原因，只有標(biāo)稱為 12V 電壓的電機(jī)使用 12V 外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓（建議： 57BYG 采用直流24V36V， 86BYG 采用直流 50V,110BYG 采用高于直流 80V），當(dāng)然 12 伏的電壓除 12V 恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過(guò)要考慮溫升； 4） 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)； 5） 電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用 逐漸升頻提速，電機(jī)不失步、 可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度； 6） 高精度時(shí)，應(yīng)通過(guò)機(jī)械減速、提高電機(jī)速度 ,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來(lái)解決，也可以采用 5 相電機(jī)，不過(guò)其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說(shuō)法是外行話； 7） 電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過(guò)改變電壓、電流或加一些阻尼的解決； 8） 電機(jī)在 600PPS（ 度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)； 9） 應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的 23 倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長(zhǎng)度便能確定下來(lái)（幾何尺寸）。單一的慣性負(fù)載和單一的摩 擦負(fù)載是不存在的。 2） 靜力矩的選擇 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。一旦三大 要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來(lái)了?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào) 速的目的。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 步進(jìn)電機(jī)是將電 脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。 機(jī)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(xùn)和技術(shù)水平的提高。 （ 6） 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè) ,應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。 （ 5） 系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。 （ 4） 響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(duì)于控制較復(fù)雜 ,要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)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(fù)雜程度 ,選用中檔或高檔 PLC。 （ 3） 相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能 ,對(duì)于只需要開關(guān)量控 制的設(shè)備都可滿足。 （ 2） 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I/O 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的 分布式。 （ 1） 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下 ,力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。因此 ,合理選用 PLC,對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。 系統(tǒng)選型 注意事項(xiàng) PLC 產(chǎn)品的種類繁多。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (A/D)是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)，是一個(gè)濾波、采樣保持和編碼的過(guò)程。由采樣定理，采樣信號(hào)的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來(lái)模擬信號(hào)的頻譜。 根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)的理論，數(shù)字階梯狀信號(hào)可以看作理想沖激采樣信號(hào)和矩形脈沖信號(hào)的卷積，那么由卷積定理，數(shù)字信號(hào)的頻譜就是沖激采樣信號(hào)的頻譜與矩形脈沖頻譜（即 Sa 函數(shù)）的乘積。 (6)轉(zhuǎn)換原理 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (D/A)是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的系統(tǒng)，一般用低通濾波即可以實(shí)現(xiàn)。 例如： 熱電偶在工作時(shí)輸出的電壓信號(hào)就屬于模擬信 號(hào)，因?yàn)樵谌魏吻闆r下被測(cè)溫度都不可能發(fā)生突跳，所以測(cè)得的電壓信號(hào)無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。把表示模擬量的信號(hào)叫模擬信號(hào)。最小的數(shù)量單位就是 1 個(gè)。 例如： 用電子電路記錄從自動(dòng)生產(chǎn)線上輸出的零件數(shù)目時(shí)，每送出一個(gè)零件便給電子電路一個(gè)信號(hào)，使之記 1，而平時(shí)沒有零件送出時(shí)加給電子電路的信號(hào)是 0，所在為記數(shù)。把表示數(shù)字量的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)。 (5)PLC 輸入 /輸出類型 開關(guān)量主要指開入量和開出量，是指一個(gè)裝置所帶的輔助點(diǎn)，譬如變壓器的溫控器所帶的繼電器的輔助點(diǎn)（變壓器超溫后變位）、閥門凸輪開關(guān)所帶