【正文】 二 .VB 的特 點(diǎn) 1．面向?qū)ο? VB 采用了面向 對(duì)象設(shè)計(jì)思想，它基本 思路是把復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題分 解為多個(gè) 能夠 完成 獨(dú)立功 能且 相對(duì) 簡單 的對(duì)象 集合 。新的字符 串函數(shù) Split 和 Replace 等也給 Visual Basic的程序員帶來很大方便。同時(shí)， Vis ual Basic 還可以在 IIS 上開發(fā)性能 超群的 Web 應(yīng) 用程序。 數(shù)據(jù) 環(huán)境和 新的報(bào) 表功 能也讓 數(shù)據(jù) 開發(fā)有 了全新 的體驗(yàn)。 一 .Visual Basic 作為 Vis ual Studio 的一員發(fā)布 ，證明微軟正在改變 Vis ual Basic的產(chǎn)品 定位 ，他想 讓 Vis ual Basic 成 為企業(yè) 級(jí)快 速開 發(fā)的利 器。它簡單易學(xué)、效率高，且功能強(qiáng)大可以與 Window s 專業(yè)開發(fā)工具 S DK 相媲美。 (8)編制技術(shù)文件。 (7)待控制臺(tái)（柜）及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 (5)用編程器將程序鍵入到 P LC 的用 戶存儲(chǔ)器中，并檢裔鍵入的程 序是否正確。要設(shè)計(jì) 好梯形 圖，除 了十 分熟悉 控制要 求外 ，同時(shí) 還要 有一定 的電氣 設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 (3)設(shè)計(jì)梯形圖。對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制 控制流 程網(wǎng)， 用以 清楚地 表明動(dòng) 作的 順序和 條件 。 (l)列寫系統(tǒng)占用的輸入、輸出點(diǎn)及機(jī)內(nèi)各軟元件的分布及用途?？梢?，采用 P LC 控制，可 以使整個(gè)工程的周期縮短。 (4)分配 P LC 的 I/O 點(diǎn)， 設(shè)計(jì) I/O 連 接圖（這一步也可以結(jié)合 第 2 步進(jìn)行） (5)進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行 控制臺(tái)（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工 。 (2)根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定 P LC 的I/O 點(diǎn) 數(shù)。 (1)根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。 此外，在 P LC 控制系統(tǒng) 中的電氣圖中還應(yīng)包括程序 圖（梯形圖），又稱為“軟 件圖 ”。在 P LC 控制系統(tǒng)中，這一部 分圖可以統(tǒng)稱為“硬件圖”。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表等。 (5)必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)（柜）。 控制程 序是 控制整 個(gè)系統(tǒng) 工作 的軟件 ，是 保證系 統(tǒng)工作 安全、可 靠的關(guān) 鍵。 (4)設(shè)計(jì)控制程序。選擇 P LC，應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選 擇、電源模塊的選擇等 。 (2)PLC 的選擇 。 (4)考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 P LC 容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng) 留有裕量。 (2)在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。因此，在設(shè)計(jì) P LC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下 基本原則： (1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。 同樣 ，使用 移位寄 存器進(jìn)行設(shè)計(jì)也是利用這一結(jié)果。這 種設(shè) 計(jì)方法 主要是 利用 移位寄 存器 來充當(dāng) 電控系 統(tǒng)的狀態(tài) 轉(zhuǎn)換控 制器， 設(shè)計(jì) 成單數(shù) 據(jù)順序 循環(huán) 移位， 實(shí)現(xiàn) 單步步 進(jìn)式的 順序控制 。 3)按照機(jī)械或工藝提供的電氣執(zhí)行元件功能表，在狀態(tài)流程圖上對(duì)每個(gè)狀態(tài) 和動(dòng)作 命令配 畫上 實(shí)現(xiàn)該 狀態(tài)或 動(dòng)作 命令的 控制 功能的 電氣執(zhí) 行元件，并以對(duì)應(yīng)的 PLC 輸出點(diǎn)的編號(hào)定義這些電氣執(zhí)行元件。 2)在狀態(tài)流程圖上以 P LC 輸入點(diǎn)或其 他元件定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。狀態(tài) 流程 圖也叫 功能流 程圖，由狀態(tài)、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作、命令組成。所謂‘‘狀態(tài)”都 是具有特定功能的狀態(tài)的流 程或轉(zhuǎn)換，實(shí)際上也 就是電控 系統(tǒng)的 功能的 流程 或轉(zhuǎn)換 。 5)程序的完善和補(bǔ)充。 3)進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)。通過分析機(jī)械裝置、工藝過程和控制要求，取得工作循環(huán)圖和檢測元件分布圖以及執(zhí)行元件動(dòng)作節(jié)拍表。特別 是，用 邏輯函數(shù)式表達(dá)的線路結(jié)構(gòu)與 P LC 的指令語 句 程序完全一致，可以直接轉(zhuǎn)化，甚至不用梯形網(wǎng)程序來進(jìn)行過渡。因此，用變量及其函數(shù)只有“ O”、“ 1”兩種取值的邏輯代數(shù)作為研究 電氣控制線路和 P LC 應(yīng)用程序的工 具就是很自然的了。由于 P LC 是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)正是建立在邏輯 代數(shù) 的基礎(chǔ) 上的， 它的硬 件無 非是“ 與”、“或”、“非 ”三種 邏輯電路的組合。故控 制電 路的種 種功 能必定 取決于 這些觸點(diǎn) 的開、 合兩種 狀態(tài) ，而由 它們組 成的 電路也 是非 通即斷 的雙態(tài) 系統(tǒng)。它可 以使 電控系 統(tǒng)的 設(shè)計(jì)從 捉摸不 定的、主 要依賴 于經(jīng)驗(yàn) 和嘗 試的復(fù) 雜過程 中解 脫出來 ，提 高設(shè)計(jì) 效率而 又蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 易于學(xué)習(xí)和掌握。 二 .應(yīng) 用 程 序 的邏 輯設(shè)計(jì) 方法 邏 輯 設(shè) 計(jì) 方 法 的 基 本 含 義 是 以 邏 輯 組 合 的 方 法 和 形 式 設(shè) 計(jì) 電 控 系統(tǒng)。 (3)按照維持運(yùn)動(dòng)（或狀態(tài)）的進(jìn)行和轉(zhuǎn)換的需要，選擇控制原則，設(shè)置主令元件、檢測元件以及繼電器等。 (2)按各運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有的制約關(guān)系來設(shè)置聯(lián)鎖措施，選擇聯(lián)鎖觸點(diǎn)，設(shè)計(jì)聯(lián)鎖程 序。 用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì) P LC 應(yīng)用程序可以 大致按以 下 幾個(gè)步驟進(jìn)行： 分析控制 要求、 選擇控 制原 則；設(shè) 置主令 元件 和檢測 元件 ；確定 輸入、 輸出信號(hào)；設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的控制程序：檢查、修改和完善程序。 設(shè)計(jì)的 結(jié)果 不是惟 一的， 也不 很規(guī)范 ，而 且往往 需經(jīng)多 次反復(fù)修改和完善才能符合設(shè)計(jì)要求。 用這種 方法 對(duì)比較 簡單的 電氣 控制系 統(tǒng)進(jìn) 行設(shè)計(jì) ，可以 收到簡便 、快速 的效果 。 1%滿量程 177。 1%滿量程 177。 3%滿量程 典型 (25176。 2%滿量程 電流輸出 177。C) 電壓輸出 177。 %滿量程 模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換時(shí)間 125ms 125ms 轉(zhuǎn)換類型 Sigma Delta Sigma Delta 階躍響 應(yīng) 最大 250 ms 最大 250 ms 噪聲抑制 20 Db(50Hz 典型值 ) 20 Db(50Hz 典型值 ) 模擬量輸出特性 本機(jī)集成輸出點(diǎn)數(shù) 1 輸出 1 輸出 信號(hào)范圍 電壓輸出 0 至 10 V 0 至 10 V 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 電流輸出 0 至 20mA 0 至 20mA 數(shù)據(jù)字格式，滿量程 電壓 0 至 + 32767 0 至 + 32767 電流 0 至 + 32021 0 至 + 32021 分辨率，滿量程 12 位 12 位 最小有效值 電壓 電流 隔離 無 無 精度 最差情況 (0176。 %滿量程 重復(fù)性 177。C) 177。 %滿量程 177。 至55176。 10V 177。C 時(shí)，所有的輸出(垂直安裝 ) 平 ) 45176。C 時(shí)，所有的輸出 55176。C 時(shí)所有的 DC 輸入(最大 26VDC) 50176。本次液體混合裝置就用的是 西門子 的 PLC。 六 ． 分析原理： 從混料罐裝置的工作過程可以看出，整個(gè)工作過程主要分為初始狀態(tài)、液體 A 進(jìn)入、液 體 B 進(jìn)入 、攪拌、出液、等待 這 5 個(gè)階段，各階段是按順序， 在相應(yīng) 的轉(zhuǎn)換 信號(hào) 指令下 從一個(gè) 階段 到另一 個(gè)階 段轉(zhuǎn)換 ，屬于 順序控制。 型號(hào)及含義 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 型 號(hào) 電源頻率 Hz 線 圈 電 壓 24 48 110 220 380 CJX209～ 95 50/60 B7 E7 F7 M7 Q7 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 動(dòng)作機(jī)構(gòu)為直動(dòng)式，觸頭為雙斷點(diǎn)； 組合功能，除安裝面外，其余各面均能加裝附件； 兩側(cè)可加裝輔助觸頭組或聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)； 上方可加裝輔助觸頭組或空氣延時(shí)頭； 圈接線端可加裝時(shí)間延時(shí)器等各種功能模塊。 4)功率： AC: 5KW。 2)其閥體材料為：聚四氟乙烯，有比較強(qiáng)的抗腐蝕能力。 5)操作方式：常閉：通電打開、斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高頻率。 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 3)使用電壓： AC: 220 V50Hz/60Hz DC: 24V。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試 劑等酸堿性 的液體。安 裝尺寸 和功率等級(jí)完全符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)。該系列可以滿足國內(nèi)外一般用途的需要，機(jī)序范圍 80315，是 全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的 產(chǎn)品。 轉(zhuǎn)速選擇原則是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定。 電壓和 轉(zhuǎn)速 的選擇 ：電 壓等級(jí) 選擇 是根據(jù) 電動(dòng) 機(jī)的類 型、 功率以 及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。其 結(jié)構(gòu) 的選擇 則是 根據(jù)生 產(chǎn)機(jī)械 的周圍環(huán) 境條件 來確定 。 而電動(dòng) 機(jī)的 額定功 率是生 產(chǎn)機(jī)械鎖要功率的 1/Y。 所選電動(dòng) 機(jī)的功 率是由 生產(chǎn) 機(jī)械所 需的。三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇包括他 的功率、種類 、方式、電壓和轉(zhuǎn)速等 。 LSF 光 電液位開 關(guān)具有較 高的適應(yīng) 環(huán)境的能力 ，蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 在耐腐蝕方面有較好的抵抗能力。其原理是一句光的 反射和 折射原 理， 當(dāng)沒有 液體時(shí) ，光 被前段 的棱 鏡面或 球面反 射回來； 有液體 覆蓋光 電探 頭球面 時(shí)，光 被折 射出去 ，這 使得輸 出發(fā)生 變化，相 應(yīng)的晶 體管或 繼電 器動(dòng)作 并輸出 一個(gè) 開關(guān)量 。電機(jī)控制攪拌液體。這里寫擴(kuò)展單元有數(shù)字量 I/O 擴(kuò)展模 塊、模擬量 I/O 擴(kuò)展模塊 ，另外還 有連接 專門傳 感器 的工作 單元或 專用 的功能 模塊 ，入熱 電偶功 能模塊、定位控制模塊及主用的通信模塊等。每個(gè)系列具有多種昂 CP U 型號(hào)，例如 CP U22 X 系列 CP U 有 CP U22CP U22 CP U22 CP U22 CP U226X M， 稱為 基本 單 元， 根據(jù) 本設(shè) 計(jì)的點(diǎn)數(shù)需求，我們選擇 CPU224 作為主單元 。它包含 CP U、基本輸入輸出點(diǎn)和電源等，是 PLC 的主要部分，可以作為一個(gè)完整的控制器使用。 出了基 本單 元和擴(kuò) 展單 元外， 控制一 同還包括編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器及編程工具等。 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第二章 硬件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 主電路設(shè)計(jì) 一 .S7200 系列 PLC S7200 系列 P LC 是西門子 自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)開發(fā) 、生產(chǎn)的小型模塊化 P LC 系統(tǒng)，不 僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的繼電邏 輯控制、計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)控制， 還能實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜的 數(shù)學(xué)運(yùn) 算、 處理模 擬量信 號(hào)， 并可支 持多 種協(xié)議 和形式 與其他智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。同時(shí) T1 的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 線圈接通 ， Y V1 打開，液體 A 流入，開始下一循 環(huán)。當(dāng)攪勻電機(jī)由接通變?yōu)閿嚅_時(shí)，使 M11. 2 產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖， 的動(dòng)合觸點(diǎn) 閉合， 線圈接通 ，混合液電磁閥 Y V3 打開 ，開始放混合液。 當(dāng)液面上升到 S L1 時(shí)， S L1 接通， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合 ， 線圈接通，攪勻電機(jī)工作，開始攪動(dòng)。當(dāng)液 面上升到 S L3 時(shí)， 雖然 I0. 4 動(dòng)合觸點(diǎn)接通 ，但沒有引起輸出動(dòng)作。 停止操作：按下停止按鈕 S B2 后，在當(dāng)前的混 合液操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀態(tài)上）。攪動(dòng)電機(jī)工作 6 秒后停止攪動(dòng) ，混合液體閥門打開 ，開始放出混合液體。當(dāng)液 面到達(dá) S L2 時(shí)， S L2 接 通，關(guān)閉液體 A 閥門，打開液體 B 閥門。 由實(shí)驗(yàn)面板可知：本裝置為兩種液體混合裝置， S L S L S L3 為液面?zhèn)鞲衅?，液體 A、 B 閥門與混合液閥門由電磁閥 Y V Y V Y V3控制， M 為攪動(dòng)電機(jī)，控制要求如下： 初始狀態(tài)：裝置投入運(yùn)行時(shí)，液體 A、 B 閥門關(guān)閉， 混合液閥門打開 20秒將容器放空后關(guān)閉。液面?zhèn)鞲衅?S L S L S L3 分別接主機(jī)的輸入點(diǎn) 、 。無論是在 P LC 控制 柜中的界限，還是在控制柜 與現(xiàn)場設(shè) 別之間 的界限 ，都 必須注 意防止 動(dòng)力 線、控 制線 和信號(hào) 線之間 的干擾。這些干擾主要 來自傳 輸導(dǎo)線 間分 布電容 、電感 引起 的電磁 耦合 。 一般 情況下 ，對(duì)系 統(tǒng)供電系統(tǒng)的動(dòng)力電纜、距離比較近的開關(guān)量信號(hào)使用的電纜五特殊要求；對(duì)模擬 量信號(hào) 、高速 脈沖 信號(hào)一 級(jí)開關(guān) 量比 較遠(yuǎn)時(shí) ，為 防止干 擾信號(hào) ，保證系 統(tǒng)的控 制精度 ，通 常選用 雙層屏 蔽電 纜；對(duì) 通信 用的電 纜一般 采用廠家提供的專用電纜，也可采用帶屏蔽的雙絞線電纜。例如現(xiàn)場的 各種動(dòng)力線會(huì)通過電 磁耦合 產(chǎn)生干 擾； 電焊機(jī) 、火焰 切割 機(jī)和電 動(dòng)機(jī) 會(huì)產(chǎn)生 高頻火 花電流產(chǎn) 生干擾 ；告訴 電子 開關(guān)的 接通和 關(guān)斷 將產(chǎn)生 高次 諧波， 從而形 成高頻干擾；大功率機(jī)械設(shè)備 的啟停、負(fù)載的 變化將引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng) ，產(chǎn)生低 頻干擾 ，這些 以干 擾都會(huì) 通過與 現(xiàn)場 設(shè)別兩 聯(lián)的 電纜引 入可編 程控制器 組成的 系統(tǒng)中 ，影 響系統(tǒng) 的 安全 可靠 工作， 所以 合理的 設(shè)計(jì)、 選擇和鋪設(shè)電纜在可編程控制器系統(tǒng)中十分重要。 P LC 控制 系統(tǒng)一 般采用一點(diǎn)接地，