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plc控制自動(dòng)送料系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)

2024-12-10 01:37本頁(yè)面
  

【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 36 結(jié) 束 語(yǔ) 在可以預(yù)見(jiàn)的幾年內(nèi),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)性、開(kāi)放性、可互操作性、可移植性的要求將是用戶(hù)至為關(guān)心的自動(dòng)化產(chǎn)品的重要特征,作為融匯了 IPC 和 PLC 的優(yōu)點(diǎn)的 PAC系統(tǒng)必將。 (三) 高可靠性 由于控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視,一些公司已將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中,推出了高可靠性的冗余系統(tǒng),并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。如西門(mén)子公司早在 80 年代就研制 出了多回路閉環(huán)控制模塊、步進(jìn)電 機(jī)控制模塊、仿真模塊和通信處理模塊等。網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強(qiáng)是 PLC 發(fā)展的一個(gè)重要方面,向下可將多個(gè) PLC、 I/O 框架相連;向上與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)、 MAP 網(wǎng)等相連構(gòu)成整個(gè)工廠(chǎng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 六 、 PLC 最新發(fā)展?fàn)顟B(tài)及趨勢(shì) 現(xiàn)代 PLC 的發(fā)展有兩個(gè)主要趨 勢(shì):其一是向體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)和價(jià)格更低的微小型方面發(fā)展;其二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展。 (1) 通過(guò)通訊模塊、上位機(jī)以及相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。 PID 回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產(chǎn)過(guò)程中量的變化,操作人員通過(guò)參數(shù) 設(shè)定可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,通過(guò)數(shù)據(jù)查詢(xún)可查找任一時(shí)刻的數(shù)據(jù)記錄,通過(guò)打印可保存相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù),為今后的生產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來(lái)便利。 PLC 可以方便、快捷地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理,并可對(duì)要顯示的參數(shù)以二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、 ASCII 字符等方式進(jìn)行顯示。顯示器作為人機(jī)界面( HMI) 是一種內(nèi)含微處理芯片的智能化設(shè)備,它與 PLC 相結(jié)合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、信號(hào)指示燈,及生產(chǎn)流程模擬屏和電控柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排。目前以用于控制無(wú)心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削摸削等應(yīng)用中。例如生產(chǎn)過(guò) 程中的溫度、流量、壓力、速度等。 二 、閉環(huán)過(guò)程控制 以往對(duì)于過(guò)程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的 PID模擬調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)、閉環(huán)控制。比較典型應(yīng)用在自動(dòng)電梯的控制、管道上電磁伐的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉、皮帶運(yùn)輸機(jī)的順序啟動(dòng)等。由于它還具有編程設(shè)計(jì)靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),所以在實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。 一 、順序控制 順序控制是 PLC 最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 34 第六章 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)的總結(jié)與展望 可編程控制器以體積小功能強(qiáng)大所著稱(chēng),它不但可以很容易地完成順序邏輯、運(yùn)動(dòng)控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能,而且可以通過(guò)輸入輸出接口建立與各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程 的自動(dòng)控制。 V)亮。鋰電池壽命通常為 3~5 年。 8) 機(jī)內(nèi)電池應(yīng)定期更換。 10%以?xún)?nèi)波動(dòng)。 6) 檢查市電輸入電壓是否在允許范圍之內(nèi)。 4) 除塵去污,清除雜物。 2) 定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查保養(yǎng),兩次保養(yǎng)時(shí)間間隔通常是半年,最長(zhǎng)不要超過(guò)一年,對(duì)待特殊情況還應(yīng)縮短其時(shí)間間隔。 6) 為了便于以后查閱、修改和完善程序,最好將運(yùn)行成功的程序用磁帶、軟盤(pán)或 EEP、 ROM 長(zhǎng)期保存起來(lái),或把程序單抄寫(xiě)打印保存起來(lái)。如發(fā)現(xiàn)所編程序有錯(cuò)誤或不符合設(shè)計(jì)要求,應(yīng)進(jìn)行記錄、分析、修改、直至系統(tǒng)完全符合設(shè)計(jì)要求,滿(mǎn)足生產(chǎn)要求為止。 E)閃亮。 3) 將編程器工作方式置于“監(jiān)控”位置,基本單元置于 RUN 狀態(tài)。 (二) 調(diào)試主要運(yùn)行過(guò)程 檢查確認(rèn)無(wú)誤后,可通電試運(yùn)行,起主要步驟過(guò)程如下: 1) 合上電源開(kāi)關(guān), PLC 面板上的電源指示等亮。 4) PLC 上工作方式選擇開(kāi)關(guān)的位置、各有關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置是否符合要求。 2) 端子排上或其他位置的螺釘是否擰緊,各種開(kāi)關(guān)、插頭座、器件等安裝是否正確和牢固。 (一) 通電前的檢查 通電調(diào)試運(yùn)行之前應(yīng)進(jìn)行全面的仔細(xì)的檢查。 一、 PLC 系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行 在使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)新的 PLC 系統(tǒng)試運(yùn)行,這既是使用 PLC 的系統(tǒng)開(kāi)始,也是維保養(yǎng)PLC 系統(tǒng)的開(kāi)始,如果不經(jīng)仔細(xì)檢查和調(diào)試運(yùn)行,就冒然使用 PLC 系統(tǒng),很可能出問(wèn)題。按下停止按鈕,機(jī)構(gòu)將停止操作。按上完成 5 個(gè)工作循環(huán)過(guò)程時(shí),即將 5 個(gè)工件放進(jìn)小車(chē)后,按下小車(chē)啟動(dòng)按鈕,小車(chē)開(kāi)始自動(dòng)從 B 點(diǎn)移動(dòng)到 C 點(diǎn),完成裝料卸料過(guò)程。即機(jī)械手從原點(diǎn)開(kāi)始下降到 A 點(diǎn)夾緊工件,帶工件上升后右移下降松開(kāi)工件,然后按原路返回“原點(diǎn)”。有些 PLC 或其編程器本身就具有 EPROM 寫(xiě)入的功能??杀O(jiān)視位編程元件的 ON/OFF 狀態(tài)和字編程元件中的數(shù)據(jù)。顯示采用液晶顯示屏,分別顯示 2 行和 4 行字符,配有 ROM寫(xiě)入器接口、存儲(chǔ)器卡盒接口。他們具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。如果有現(xiàn)成的個(gè)人計(jì)算機(jī),也可以選用 PLC 的編程軟件,在個(gè)人計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)編程器的功能。 (一) 編程器的選擇 對(duì)于小型控制系統(tǒng)或不需要在線(xiàn)編程的系統(tǒng),一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器。如果有個(gè)人計(jì)算機(jī),可以選用能在個(gè)人計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 22 上運(yùn)行的編程軟件包。用戶(hù)應(yīng)當(dāng)對(duì)所選擇 PLC 產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。 存儲(chǔ)容量(字節(jié))=開(kāi)關(guān)量 I/ O 點(diǎn)數(shù) 10 + 模擬量 I/ O 通道數(shù) 100 另外,在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí),注意對(duì)存儲(chǔ)器的類(lèi)型的選擇。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的程序員和一個(gè)初學(xué)者,在完成同一復(fù)雜功能時(shí),其程序量可能相差 25%之多,所以應(yīng)該在存儲(chǔ)容量估算時(shí)多留裕量。通常I/ O 點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要,再加上 10% ~15%的裕量來(lái)確定。為了使用方便,一般應(yīng)留有 25%~ 30%的裕量,獲取存儲(chǔ)容量的最佳方法是生成程序,即用了多少字知 道每條指令所用的字?jǐn)?shù), 用戶(hù)便可確定準(zhǔn)確的存儲(chǔ)容量 。 PLC 的存儲(chǔ)器容量選擇和計(jì)算的第一種方法是:根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算存儲(chǔ)器的實(shí)際使用容量。 六 、 存儲(chǔ)器類(lèi)型及容量選擇 PLC 系統(tǒng)所用的存儲(chǔ)器基本上由 PROM、 EPROM 及 RAM 三種類(lèi)型組成,存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化,一般小型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力低于 8kB,中型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá) 64kB,大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 21 (三) 智能式 I/O 當(dāng)前, PLC 的生產(chǎn)廠(chǎng)家相繼推出了一些智能式的 I/O 模塊。此時(shí)用戶(hù)應(yīng)當(dāng)考慮供銷(xiāo)廠(chǎng)商是否提供有特殊的有助于最大限度減小控制作用的模塊。電源模塊的輸出額定電流必須大于 CPU 模塊、 I/ O 模塊和其它特殊模塊等消耗電流的總和,同時(shí)還應(yīng)考慮今后 I/ O模塊的擴(kuò)展等因素; 電源輸入電壓一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要而定 。 (一) 電源模塊的選擇 電源模塊選擇僅對(duì)于模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC 而言,對(duì)于整體式 PLC 不存在電源的選擇。一般來(lái)說(shuō),這類(lèi)接口模塊可用于接收同一模塊上不同類(lèi)型的 熱電偶或 RTD 混合信號(hào)。 典型模擬量 I/ O 模塊的量程為 10V~+10V、 0~+10V、 4~20mA 等,可根據(jù)實(shí)際需要選用,同時(shí)還應(yīng)考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。 四 、 模擬量 I/ O 模塊的選擇 模擬量 I/ O 模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 ,并與 PLC 內(nèi)部總線(xiàn)相連,同時(shí)為了安全也有電氣隔離功能。 、環(huán)境溫度等因素有關(guān) 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo),它與不同的負(fù)載類(lèi)型密切相關(guān),特別是輸出的最大電流。同時(shí)接通 輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值,如一個(gè) 220V/ 2A 的8點(diǎn)輸出模塊,每個(gè)輸出點(diǎn)可承受 2A 的電流,但輸出公共端允許通過(guò)的電流并不是16A(82A) ,通常要比此值小得多。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大,輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng),可增加中間放大環(huán)節(jié)。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的輸出電流 (驅(qū)動(dòng)能力 )必須大于 PLC 外接輸出設(shè)備的額定電畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 20 流。選擇時(shí)主要根據(jù) PLC 輸出設(shè)備的電源類(lèi)型和電壓等級(jí)的多少而定??煽毓枰话憧蛇_(dá)數(shù) K 次 /秒 ,可接交流及直流負(fù)載,容量不大 。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載,而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。 繼電器輸出的價(jià)格便宜,既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載,又可用于直流負(fù)載,而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小,同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng),但其屬于有觸點(diǎn)元件,動(dòng)作速度較慢(驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí),觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò) 1HZ)、壽命較短、可靠性較差,只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。 (二) 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇 開(kāi)關(guān)量輸 出模塊是將 PLC 內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào),并實(shí)現(xiàn) PLC 內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。 為了提高系統(tǒng)的可靠性,必須考慮輸入門(mén)檻電平的大小。分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高,如果輸入信號(hào)之間不需要分隔,一般選用匯點(diǎn)式的。 開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線(xiàn)方式 : 匯點(diǎn)式輸入 和 分組式輸入 。一般 5V、 12V、 24V用于傳輸距離較近場(chǎng)合,如畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 19 5V輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10米。 開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有:直流 5V、 12V、 24V、 48V、 60V等;交流 110V、 220V等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短,還可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入設(shè)備連接;交流輸入模塊可靠性好,適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面: 開(kāi)關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流/直流輸入三種類(lèi)型。熔 絲電路也許在開(kāi)始時(shí)花費(fèi)較多,但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。此外,大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設(shè)有可選的隔離電路。典型 的交流輸入 /輸出信號(hào)為 24~240V,直流輸入 /輸出信號(hào)為 5~ 240V。對(duì)于一個(gè)控制對(duì)象,由于采用的控 制方法不同或編程水平不同, I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。一個(gè)雙線(xiàn)圈電磁閥需要 3 個(gè)輸出及 2 個(gè)輸入;一個(gè)比例式電磁閥需要 3 個(gè)輸出及 5 個(gè)輸入;一個(gè)按鈕需要 1 個(gè)輸出;一個(gè)光電開(kāi)關(guān)要占用 1 個(gè)或 2 個(gè)輸入點(diǎn);一個(gè)信號(hào)燈占用 1 個(gè)輸出點(diǎn);而波段開(kāi)關(guān)由幾個(gè)波段就占用幾個(gè)輸入點(diǎn);一般情況,各種位置開(kāi)關(guān)都要占用 2 個(gè)輸入點(diǎn)。 PLC 有許多 I/O 接口模塊,包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模 塊,使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 18 PLC 從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都需經(jīng)過(guò)一定距離,為了確保這些信息的正確無(wú)誤, PLC 的 I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。 通過(guò) I/O 接口模塊可以 檢測(cè)被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù),并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制信息對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。 PLC 在 20 世紀(jì) 90 年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種 PLC。模塊式 PLC的功能擴(kuò)展, I/O 點(diǎn)數(shù)的增減,輸入與輸出點(diǎn)數(shù)的比例,都比整體式的靈活,維修更換模塊、判斷與處理故障快速方便,適于工藝過(guò)程變化較多,控制要求復(fù)雜的系統(tǒng)。 PLC 的結(jié)構(gòu)分為整體式 和模塊式兩種。 PLC 工作時(shí),從輸入信號(hào)到輸出控制存在著滯后現(xiàn)象,即輸出量的變化,一般要在 1~ 2掃描周期之后才能反映到輸出端,這對(duì)于一般的工業(yè)控制時(shí)允許的,但滯后時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。 的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)時(shí)控制的要求。配接相應(yīng)的傳感器及變送器和驅(qū)動(dòng)裝置。 通常做法是 : 。作用是用來(lái)數(shù)據(jù)傳送、比較和算術(shù)運(yùn)算等操作使用。 32 位可逆計(jì)數(shù)(保持) - 高速計(jì)數(shù)器 C235~ C255(具體見(jiàn)使用手冊(cè) ) 數(shù)據(jù) 寄存器 D 16 位普通用 D0~ D127 PLC在進(jìn)行輸入輸出處理、模擬量控制、位置控制時(shí),需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。 16 位增計(jì)數(shù) (保持) C16~ C31 計(jì)數(shù)器 32 位可逆計(jì)數(shù)(普通) - 計(jì)數(shù)器的設(shè)定值與 16位計(jì)數(shù)器一樣,可直接用常數(shù) K或間接用數(shù)據(jù)寄存器 D 的內(nèi)容作為設(shè)定值。狀態(tài)器與輔助繼電器一樣有無(wú)數(shù)的常開(kāi)和常閉觸點(diǎn);狀態(tài)器不與步進(jìn)順控指令 STL 配合使用時(shí),可作為輔助繼電器 M 使用; 返回原點(diǎn)用 普通用 S10~ S127 保持用 S0~ S127 信號(hào)報(bào)警用 定時(shí)器T 100ms T0~ T62 續(xù)表 定時(shí)器10ms T32~ T62 PLC中的定時(shí)器( T)相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的通電型時(shí)間1ms T63 1ms 累積 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 16 T 100ms 累積 - (延時(shí))繼電器。 保持用 M384~ M511 特殊用 M8000~ M8254 (具體見(jiàn)使用手冊(cè) ) 狀態(tài) 寄存器 S
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