【正文】 不同類型的可編程控制器，其存儲容量各不相同，但根據(jù)其工作原理，其存儲空間一般包括以下 3個區(qū)域 : 系統(tǒng)程序存儲區(qū)。 我們把存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。此外，各 PLC還可以接通信模塊，以擴大其接口的數(shù)量和聯(lián)網(wǎng)能力。量程為 0~10V時的分辨率為 。 S7200的模擬量擴展模塊中 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)均為 12位。模擬量 I/O模塊的主要任務就是實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換 (模擬量輸入 )和 D/A轉(zhuǎn)換 (模擬量輸出 )。這些數(shù)字量可能是二進制的，也可能是十進制的，帶正負號的電流或電壓在 A/D轉(zhuǎn)換后用二進制補碼表示。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 21 . 在工業(yè)控制中，某些輸入量 (如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等 )是模擬量，某些執(zhí)行機構 (如晶閘管調(diào)速裝置、電動調(diào)節(jié)閥和變頻器等 )要求可編程控制器輸出模擬信號，而可編程控制器的 CPU只能 處理數(shù)字量。其數(shù)字擴展模塊如下 表： 表 數(shù)字量擴展模塊 型號 各組輸入點數(shù) 各組輸出點數(shù) EM221 24V DC 輸入 4， 4 — EM221 230V AC 輸入 8 點相互獨立 — EM222 24V DC 輸出 — 4， 4 EM222 繼電器輸出 — 4， 4 EM222 230V AC 雙向晶閘管輸出 8 點相互獨立 — EM223 24V DC 輸入 /繼電器輸出 4 4 EM223 24V DCgA/DC 輸出 4 4 EM223 24V DC 輸入 /繼電器輸出 4， 4 4， 4 EM223 24V DC 輸入 /DC 輸出 4， 4 4， 4 EM223 24V DC 輸入 /DC 輸出 8， 8 4， 4， 8 EM223 24V DC 輸入 /繼電器輸出 8， 8 4， 4， 4， 4 (2)模擬量 I/O模塊 模擬量 I/O模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴展功能。 (1)數(shù)字量 I/O模塊 數(shù)字量 I/O模塊是為了解決本機集成的數(shù)字量輸入 /輸出點不能滿足需要而使用的擴展模塊。其 S7200型 CPU如下表 ： 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 . 表 S7200型 CPU CPU 類型 電源電壓 輸入電 壓 輸出電壓 輸出電流 CPU221 DC 輸入 DC 輸出 24V 直流 24V直流 24V 直流 ，晶體管 DC 輸入 繼電器輸出 85～264V 交流 24V直流 24V 直流24～ 230V交流 2A，繼電器 CPU222 CPU224 CPU226 DC 輸出 24V 直流 24V直流 24V 直流 ，晶體管 繼電器輸出 85～264V 交流 24V直流 24V 直流24～ 230V交流 2A，繼電器 S7200的接口模塊主要有數(shù)字量 I/O模塊、模擬量 I/O模塊和通信模塊。一般型號為DC24V/AC220V、 2A電流。在了解了 PLC的輸入輸出類型后，可以在使用時，根據(jù)輸入輸出的點數(shù)要 求，正確地選擇各種 CPU型號。 S7200的 4種 CPU均有晶體管和繼電器輸出類型，具有不同的電源電壓和控制電壓。檔次最低的 CPU221，其數(shù)字量輸入點數(shù)有 6點，數(shù)字量輸出點數(shù)有 4點，是控制規(guī)模最小的 PLC。接口插座用于連接擴展模塊，實現(xiàn) I/O擴展 。將開關撥向運行位置時， PLC處于運行狀態(tài)，此時可以對其編寫程序。 前蓋下面有運行、停止開關和接口模塊插座。底部端子蓋下邊為輸入端子和傳感器電源端子。 頂部端子蓋下邊輸出端子和 PLC供電電源端子。存儲卡接口可以插入存儲卡。 硬件即指實際的設備，包括基本單元、擴展單元、特殊功能模塊和相關設備。全部采用整體式結(jié)構，根據(jù)型號的不同，有的只能單機運行，有的可以進行輸入輸出擴展，有的還可以接特殊功能模塊。這樣才能使高空作業(yè)車在 24 小時內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)。進入放下輔助支腿程序。同時 =1，其功能是判斷 Y 軸方向上的調(diào)平精度是否滿足本設計的精度要求。和 5180。則說明左腿高，右腿繼電器 置 1，左腿升高；若 Y 軸輸入值小于等于 5180。 5180。 這樣從 X 軸方向上輸入的值即 AIW0 的值就與我們所設定的精度要求相比較，當在我們所設定的精度范圍內(nèi)即 VW106 大于等 VW100 小于等于 VW102 則 X 軸方向上自動調(diào)平結(jié)束而進入到 Y 軸方向的自動調(diào)平也就是相應的左、右支腿的調(diào)平。同時輔助繼電器 =1。和 5180。則說明前腿高，后腿繼電器 置 1，后腿升高；若 X 軸輸入值小于等于 5180。 5180。 是輔助支腿繼電器，它在這的作用是使自動調(diào)平結(jié)束后的狀態(tài)保持。 ⑶．四個調(diào)平支腿上的接觸開關梯形圖 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 . ( )| || || || || | | |I 0 . 5I 0 . 4I 0 . 3 Q 0 . 4I 0 . 6M 0 . 1M 0 . 1 圖 調(diào)平支腿的接觸開關 當四個調(diào)平支腿都著地時，其支腿上的位置接觸開關閉合，輔助繼電器 置 1。 ⑵．放下四個調(diào)平支腿梯形圖 ( )( )( )( )| || |Q 0 . 0I 0 . 0Q 0 . 3Q 0 . 2Q 0 . 1( )Y V 4Y V 3Y V 1Y V 2| |I 0 . 1M 0 . 0M 0 . 0 圖 放下調(diào)平支腿 當 開始按鈕按下時， 至 各個下降支腿電磁閥繼電器置 1，四個 調(diào)平支腿都下降并著地，當都著地的時候則四個調(diào)平支腿上的位置開關閉合，以便為下一步自動調(diào)平做準備。 PLC 程序設計及系統(tǒng)分析 高空作業(yè)車的自動調(diào)平系 統(tǒng)的 I/O 接口分配圖下表 所示： 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 15 . 表 自動調(diào)平系統(tǒng)的 I/O 接口分配 名稱 類型 地址 連接設備 功能 信號電平 模塊 輸 入 開關量 啟動按鈕 開始放下 4個支腿 24V 直流 CPU224 停止按鈕 停止自動調(diào)平 24V 直流 CPU224 收腿按鈕 撤回 5個支腿 24V 直流 CPU224 前腿位置開關 放下前支腿 24V 直流 CPU224 后退位置開關 放下后支腿 24V 直流 CPU224 左 腿位置開關 放下左支腿 24V 直流 CPU224 右腿位置開關 放下右支腿 24V 直流 CPU224 模擬量 AIW0 X 軸傳感信號 X 軸方向信號 4~20mA EM231 AIW2 Y 軸傳感信號 Y 軸方向信號 4~20mA EM231 輸 出 開關量 電磁閥YV1 前支腿下降信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV2 后支腿下降信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV3 左支腿下降信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV4 右支腿下降信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV5 輔助支腿下降信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV6 前支腿撤回信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV7 后支腿撤回信號 24V 直流 CPU224 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 16 . 電磁閥YV8 左支腿撤回信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV9 右支腿撤回信號 24V 直流 CPU224 電磁閥YV10 輔助支腿撤回信號 24V 直流 CPU224 下面根據(jù)梯形簡要的分析其工作原理： ⑴．收起支腿梯形圖 ( )( )( )( )Q 1 . 0Q 1 . 3Q 1 . 2Q 1 . 1I 0 . 1I 0 . 2Y V 6Y V 9Y V 8Y V 7( )Q 1 . 4Y V 1 0 圖 收起支腿 為停止按鈕，主要是終止正在執(zhí)行的任務，起到中斷作用；當撤回按鈕 按下的時候， 至 各個支腿的撤回電磁閥繼電器置 1。而實際上設計也可以在加些信號燈來指示那部分正在工作或者已經(jīng)達到我們所要的效果，使自動調(diào)平系統(tǒng)更簡單易操作和控制，這樣使工作人員能夠在短時間內(nèi)進行高空作業(yè)。圖中總共有 9 輸入10 輸出，而輸入中有啟動、停止、撤回、各個支腿的輸入開關及傳感器輸入的 X 軸和 Y軸的模擬信號輸入。 SIMATIC S720CPU24I0.AIW0Q0.M Q1.2M1LPCLSB1S4S3S2S1SB3SB2AIW2DC24VL+AC20V開始按鈕停止按鈕撤腿按鈕右腿位置開關左腿位置開關后腿位置開關前腿位置開關Y軸傳感器輸入X軸傳感器輸入前腿電磁閥輔助腿撤回電磁閥右腿撤回電磁閥左腿撤回電磁閥后腿撤回電磁閥前腿撤回電磁閥輔助腿電磁閥右腿電磁閥左腿電磁閥后腿電磁閥YV1YV7YV6YV5YV4YV3YV2YV9YV8YV10 圖 可編程程序控制硬件的外部接線圖 其中 SB1 為啟動按鈕， SB2 為停止按鈕， SB3 為撤回五個支腿按鈕， S1 至 S4 對應四個下降支腿的位置開關接觸器， AIW0、 AIW2 分別是傳感器的 X 軸和 Y 軸方向輸入信號的模擬量開關。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 14 . 系統(tǒng)硬件設計 本設計中的自動控制系統(tǒng)硬件主要由 SIMATIC S7200 的 PLC、各個調(diào)平支腿、開始按鈕、停止按鈕、撤退按鈕、位置開關、電磁閥及雙軸傾角傳感器等。避免工作時間久了工作平臺不穩(wěn)定，影響工作上的進度，嚴重時甚至會造成人員傷亡。所以應盡量使其調(diào) 平傾斜角達到最小值。由此本設計其特性自動控制調(diào)平系統(tǒng)設計的技術參數(shù)要求是： 1)、作業(yè)平臺的調(diào)平精度要小于或等于 177。 自動調(diào)平控制系統(tǒng)的調(diào)平功能要求 高空作業(yè)車是載人高空作業(yè)的設備，作業(yè)平臺自動調(diào)平的可靠性非常重要。 (5)、 調(diào)平工作結(jié)束。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 13 . (3)、 進行另一方向的調(diào)節(jié)，升高較低一端的調(diào)平支腿，同時，收回此方向上較高一端的調(diào)平支腿 。 (2)、 判斷最大傾角方向上支腿的高低，將低端的調(diào)平支腿升高 。水平傳感器輸出的水平傾角是模擬量，因此 PLC 除了要有用于控制液壓缸的開關量輸出模塊，和用于接收液壓繼電器的開關量輸入模塊外，還要有模擬量輸入模塊。硬件框圖如 圖 自動調(diào)平控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構框圖 圖 中 PLC 輸出控制電磁閥，電磁閥控制液壓缸，液壓缸控制支腿高度，液壓缸上的液壓繼電器用于測量支腿是否著地 。 PLC 控制自動調(diào)平系統(tǒng) 閉環(huán)控制 控制方法的調(diào)平系統(tǒng)可用 PLC 實現(xiàn)。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 . 圖 被調(diào)平臺與支腿和水平傳感器安裝示意圖 5 個調(diào)平支腿高度及 1 個 雙軸傾角 敏感元件的輸出，構成了五輸入二輸出的多輸入輸出系統(tǒng)，每一調(diào)平支腿高度變動，都有可能影響 作業(yè) 平臺的水平度， 使高空作業(yè)車工作平臺不穩(wěn)定。用 1 個 雙軸傾 角傳感器或者用 2 個水平傳感器（ 2 個水平敏感元件垂直安裝 ）檢測其水平度，分別用于檢測平臺前后方向的水平度和檢測平臺左右方向的水平度。實現(xiàn)高空作業(yè)車的可靠性、穩(wěn)定性、舒適性的優(yōu)越性能。在系統(tǒng)進入自動調(diào)平程序時 ， 雙軸傾角傳感器分別檢測出高空作業(yè)車作業(yè)平臺的 X 軸（縱向）和 Y 軸（橫向）方向水平狀態(tài)（如圖 ） ，當誤差值超出允許值后 ， 就會產(chǎn)生一個電信號 ， 經(jīng)放大電路傳給 PLC， PLC 根據(jù)預先設定的調(diào)平程序輸出控制信號 ， 傳給控制 5 個柱塞式支承油缸動作的電磁閥 ， 產(chǎn)生開啟或關閉 ， 支承油缸就會在油泵液壓動力或車身重力作用下 ， 產(chǎn)生向上或向下的位移量 ， 從而帶動作業(yè)平臺水平傾斜角向著相反的方 向改變 ， 實現(xiàn)自動消除水平誤差的目的。控制元件由安裝在液壓控制回路上的與支承作業(yè)平臺 的南京工程學院自動化學院