【正文】 it is normally closed. R1 is a doublepole contact. R2 is a relay connected to a motor. S1S2 S3R1b)TIMERMotorR25 41 S1S2 S3R1TIMERMotorR25b) An example of relay logic a) Ladder diagram b) Wiring diagram 3, PLC In order to use the advantages of all those controllers and eliminate the difficulties, the programmable logic controllers were invented, A PLC was a replacement for relay devices. They are programmed using a ladder diagram, which is standard electric wiring diagram. As PLC’s bee more flexible, highlevel as well as lowlevel languages are available to PLC programmers. PLC’s have the flexibility of puters as well as a standard and easy interface with processes and other devices. They are widely accepted in industry for controlling from a single device to a plex manufacturing facility. Programmable logic controllers (PLC’s) were first introduced in 1968 as a substitute for hardwired relay panels. The original inten。 however, the two circuits are totally separated. S1S2 S3R1b)TIMERMotorR25 When a relay operates, the contacts dot all open or lose instantaneously. There may be a delay of several milliseconds between the operations of two contacts of the same relay. In the design of a relay circuit, this delay must always 40 be taken into account. Based on the discussion, on can see that a relay is really a magoperated contact switch. The contact switch inside a relay also can be classified by the number of poles and throws. Although most relays are single throw, it is very mon to have multiplepole relay. An Example of Relay Logic For a control process, it is desired to have the process start (by turning on a motor) 5s after a part touch a limit switch. The process is terminated automatically when the finished part touches a second limit switch. An emergency switch stops the process any time when it is pushed. The circuit design for the process control is shown in . In the diagram, LS1 is the first limit switch. It is a normally open type. PB1is a pushbutton switches。實踐證明，系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，操作簡單方便，適合在惡劣的施工現(xiàn)場應(yīng)用，具有一定的推廣價值。熟練的編程者也可不使用 Wizard，直接在“數(shù)據(jù)塊編輯器”中按指定格式對 TD200 編程。該顯示器最多可顯示 80 條信息，每條信息最多可包括 4 個變量。另外，對各種錯誤操作和系統(tǒng)故障報警給出漢字信息提示和聲光指示。若壓力無法滿足要求，則通過 TD200 給出報警提示信息。同樣，當當前步數(shù)（ VW34）大于零時，若輸入“重物回落”（ ）指令，程序執(zhí)行“重物回落程序”，實現(xiàn)重物的逐步回落。 4 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)的軟件設(shè)計基本按工藝流程圖編制，其主程序梯形圖如圖 4 所示。 TD200 是西門子公司人機界面產(chǎn)品之一，可支持漢字顯示，功能強大、使用簡單，具有較高的性能價格比。系統(tǒng)的 PLC 端口配置如表 1 所示。選擇一個 EM231 模擬量輸入單元接收壓力傳感器的檢測信號（ 4～ 20mA 電流信號）。綜合考慮系統(tǒng)工藝要求、各品牌 PLC 的 I/O口配置、性能價格比等因素，選擇西門子 S7200 CPU224 作為主控單 元。 3 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖 3 所示。 為保證上下卡頭能充分夾緊或放松提升桿，在上下卡頭處裝有壓力檢測傳感 器，只有油壓達到預(yù)先設(shè)定值后，才認為夾緊或放松有效，可以進行下一動作。 聲光檢測 液壓電磁閥 CPU224主控單元EM231擴展模塊主令開關(guān) 行程開關(guān) 壓力傳感器TD文本 顯示器 圖 2 提升機工藝過程示意圖 設(shè)備的工藝過程如圖 2 所示，需提升重物時：上卡頭先夾緊，下卡頭放松，主液壓缸帶動上卡頭和提升桿向上提升，到行程后，下卡頭夾緊，上卡頭放松，上卡頭隨主液壓缸回落，重復以上動作，可實現(xiàn)重物的步進提升。 上卡頭主液壓缸下卡頭液壓管路支架提升桿 圖 1 提升機部分結(jié)構(gòu)示意圖 2 液壓卡環(huán)式步進提升機的工藝過程 33 液壓卡環(huán)式步進提升機主要由液壓泵站及管路、電氣控制臺和液壓卡環(huán)式步進升降器組成，可完成對重物的步進提升和回落，其部分結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。顯然如用普通繼電器控制或單片微機控制，很難達到上述要求。 1 引言 液壓卡環(huán)式步進提升機應(yīng)用于石油化工、公路橋梁等大型工程建設(shè)項目中，實現(xiàn)對超大型重物的起重施工，如：大型化工儲罐的倒裝焊接施工、大型橋道索攬的漲緊提升等。最后我再一次感謝各位老師在大學 幾 年 里的精心培育 ,我們會在以后的工作中加倍努力 ,來報答老師的栽培 ,不辜負老師的期望。盡管我自己付出了很大的努力完成了我的設(shè)計。從中也發(fā)現(xiàn)自己的不足，知識體系不連貫，基礎(chǔ)知識不扎實，不能做到游刃有余。 在本次設(shè)計中，我的收獲很大。在此，我特別對我的指導老師和系里的各 位老師表示由衷的感謝，也對各位領(lǐng)導、專家教授、師傅等的指導表示衷心的謝意！是各位老師誨人不倦的教導和幫助 ,我才能順利的完成設(shè)計。從設(shè)計之初，資料的收集，到設(shè)計過程中設(shè)備的技術(shù)改進、圖紙的質(zhì)量等等，都是在指導老師的嚴格要求和指導下完成的。 30 致 謝 畢業(yè)設(shè)計的三個月，是離校前的最后學習的機會，在這段時間所學到的知識，對畢業(yè)之后工作打好了實踐的基 礎(chǔ)，而這些都要感謝指導老師。 其中礦井提升機部分主要介紹了 JKM（Ⅰ）型多繩摩擦式經(jīng)他礦井 提升機，主要組行部分有電動機、減速器、主軸系統(tǒng)、導向輪、鋼絲繩、 提升容器、 液壓站、 PLC 控制柜 等 電控部分 時由 PLC 進行控制， 方便、安全、可靠，而且大大提高了提升機的工作效率和使用 壽命 。現(xiàn)僅介紹全自動控制系統(tǒng)得梯形圖和其控制過程框圖。 實際 PLC I/O 硬件接口電路中，輸入輸出接點的地址號分配情況： 輸入： — 3QA，常開接點，控制在安全保護回路 KMB 的斷開和接通； — SA0 ，安全保護回路中主令控制器的開關(guān)； — SA1， — SA2， — SA3， — SA4， — SA5， — SA6，均為主令控制器的手把開關(guān)在控制回路中的觸點開關(guān)； — 2SL， — 3SL 為過卷行程開關(guān)； — SF，電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕； — SR，電動機反轉(zhuǎn)啟動按鈕； — SB，自動 /半自動 控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)（自動閉合，自動斷開）； — 3KA，過流接觸器的常開接點； — ST，緊急停車按鈕； 輸出： — KMB，安全制動交流接觸器線圈； — KMF， 正轉(zhuǎn)交流接觸器線圈； — KMR，反轉(zhuǎn)交流接觸器線圈； — 1KMA， — 2KMA， — 3KMA， — 4KMA，均為加速叫流接觸器線圈。其中輸入 16個點，輸出 24 個點。 由于實際控制系統(tǒng)的輸入接點 I/O 有 15 個，輸出接點有 7 個，共 23 個接點。 25 這種 PLC 與國外同類 PLC 性能相同，它可以完成開館兩的邏輯運算和控制，又計時、計數(shù)、位移寄存器、主控制器、步 控制器、鎖存器及在線監(jiān)視等功能。盡管如此，美中 PLC 都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，在選擇時特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要給與充分考慮。 6 支撐技術(shù)條件的考慮 選擇 PLC 時，又無支撐技術(shù)同樣是重要的選擇依據(jù)。 指令集的選擇將決定實現(xiàn)軟件任務(wù)的難易程度。一般一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。 5 軟件選擇 在系 統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，用戶常面臨 PLC 的編程問題，因為這是非常重要的。 24 控制目的 公式 代替繼電器 ? ? ? ?? ?DODIKM m ???? 510 模擬量控制 ? ? ? ? ? ?? ?AIDODIKM m ?????? 1 0 0510 多路采樣 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? 0 0510 ????????? 采樣點AIDODIKM m 式中， DI 為數(shù)字量輸入信號 。 4 存儲器類型及容量的選擇 存儲器容量的選擇一般有兩種選擇方法： （ 1）根據(jù)編程實際使用的節(jié)點數(shù)計算 這種方法可精確的計算出存儲器實際使用容量，缺點是要編完程序 才能進行計算。 5） 確定框架中是否有用于電源的空槽，或者將電源撞到框架外面。 4） 如果框架中留有空槽用作將來擴展時： ① 列出將來要擴展的 I/O 模塊所需的背板電流。 3） I/O 模塊所需的總背板電流值在加上： ① 框架中帶有處理器時，則加上處理器的最大電流。一下屬步驟作為選型的一般規(guī)則： 1） 確定電源的輸入電壓。 （ 5） 智能式輸入 /輸出 3 電源選擇 電源模塊的選擇一般只需要考慮輸出電流。 （ 4） 特殊功能輸入 /輸出 在選擇一臺 PLC 時，用戶可能需要一些特殊類型的切不能用便準 I/O 實現(xiàn) I/O 限制的情況。這些接口測量流量、溫度、和壓力等數(shù)值，并用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。典型的輸入輸出信號為 24 ~ 240V，滯留輸入輸出信號為 5~240V。 （ 1）確定 I/O 點數(shù) 根據(jù)控制系統(tǒng)要求，確定所需要的 I/O 點數(shù)，再增加 10%—— 20%的設(shè)備用量，以便隨時 增加控制功能。同時控制器又是通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)控制。他與工 業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 I/O 接口模塊來實現(xiàn)的。離線編程的 PLC，其特點是主機和編程器共用一個 CPU，在編程器上有一個“編程 /運行”選擇開關(guān)或按鍵，選擇編程狀態(tài)時， CPU 將失去對現(xiàn)場的控制，只為編程器服務(wù)，這就是所謂的“離線”編程。當被控設(shè)備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。 （ 3）機型統(tǒng)一 一個大型企業(yè)，應(yīng)盡量做到機型統(tǒng) 一。內(nèi)診斷是 PLC內(nèi)部各部件性能和功能診斷，外診斷是中央處理機與 I/O 模塊信息交換診斷。 可選模塊：如為實時多任務(wù)處理的協(xié)處理器、遠程輸入 /輸出擴展能力、內(nèi)存擴充模塊、冗余控制模塊等。 5） 高級功能 高級指令：如表與塊間的傳送、檢驗和、雙倍精度運算、對數(shù)和反對數(shù)、平方根、 PLD 調(diào)解等。 4） 矩陣功能 功能要求：邏輯與、邏輯或、異或、比較、置位、位移和變反等。