【正文】 s effectiveness and maintainability. Programmable controller and high reliability, performance in the following areas: a. does not require a large number of programmable logic controller moving parts and electronic ponents, greatly reducing wiring, at the same time, simple inhouse maintenance, maintenance time, so reliability is improved. b. the reliability of programmable logic controller design method using a series of design, such as redundant design, brownout protection, fault diagnosis, alarm and operation of information display and information protection and recovery. c. Programmable Controller ease stronger, it has programmed a simple, easy to operate, programming error rate substantially reduced, and the poor operating environment for the industrial design of hardware reliability greatly increased. d. programmable logic controller hardware design, using a series of measures to improve reliability. For example, the use of highreliability industrial grade ponents, the use of advanced electronic processing technology (SMT) manufacturing, to interf。 由于在 這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 中 缺乏理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，再加上我的能力有限，在設(shè)計(jì) 中難免有考慮不周之處，希望今后能 在工作崗位中 不斷的完善自己，盡最大的努力爭(zhēng)取做到最好。 總的來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)收獲頗豐 。該控制系統(tǒng)的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)也不是很多，邏輯控制相對(duì)簡(jiǎn)單，一般的小型 PLC 均可以實(shí)現(xiàn)其功能。 2. 根據(jù)圖 43 的梯形圖程序編制的語(yǔ)句表 （見(jiàn)附錄） 29 結(jié) 論 為期 短短幾個(gè)月 的 畢業(yè)課程 設(shè)計(jì) 已經(jīng) 結(jié)束，在這 期間內(nèi) 我主要對(duì) 于 PLC 可編程邏輯控制器的了解和 運(yùn) 用 進(jìn)行了深入的研究 ，主要體現(xiàn)在針對(duì)實(shí)現(xiàn)某一功能的控制 ，通過(guò) PLC 的 選型 、 以及相應(yīng)的邏輯程序的編寫(xiě)， 最終 實(shí)現(xiàn)其控制功能。 (3) 停止操作 按下停止按 鈕 X1， M20 斷電，并聯(lián)在第 2 行及串聯(lián)在第 3 行的 M20 動(dòng)合觸點(diǎn)復(fù)位，即停止循環(huán)，若系統(tǒng)正在運(yùn)行過(guò)程中，按下此類系統(tǒng)的停止按鈕 X1， 其不應(yīng)該立即停止，而應(yīng)該等到等到回到初始狀態(tài)運(yùn)行完這個(gè)周期再停止。 f. 關(guān)閉放料電磁閥 當(dāng)定時(shí)器 T4 計(jì)時(shí) 3s 過(guò)后， T4 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， M9 接通并自保，使串聯(lián)在第10 行的 M9 動(dòng)斷觸點(diǎn)閉斷開(kāi)（切斷放料系統(tǒng)），同時(shí)定時(shí)器 T5 開(kāi)始計(jì)時(shí)。 d. 放料電磁閥開(kāi)啟 當(dāng)定時(shí)器 T3 計(jì)時(shí) 2s 過(guò)后，串聯(lián)在第 9 行的定時(shí)器 T3 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， M7 接通并自保，使串聯(lián)在第 10 行的 M7 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合（為清空容器作準(zhǔn)備），同時(shí) Y6接通開(kāi)始放料。 b. 料位上升到高料位 當(dāng)料位上升到高料位時(shí)， X2 動(dòng)作， M3 接通并自保，使串聯(lián)在第 6 行的 M3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合（為皮帶 3 啟動(dòng)做準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第 4 行的 M3 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)（切斷進(jìn)料 B 系統(tǒng)），同時(shí) Y0 接通，攪拌電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)， T0 接通開(kāi)始計(jì)時(shí)。 1. 采用基本邏輯指令編程 根據(jù)控制要求編寫(xiě)的梯形圖如圖所示，下面分析其工作過(guò)程： (1) 初始狀態(tài) 當(dāng)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)， 自動(dòng)配料裝置處于 OFF 狀態(tài)，攪拌電動(dòng)機(jī)停止，所以閥門關(guān)閉，裝置內(nèi)沒(méi)有物料，上、中、下三個(gè) 料 位傳感器處于 OFF 狀態(tài)；皮 帶運(yùn)輸機(jī)由電動(dòng)機(jī)控制，現(xiàn)處于停止?fàn)顟B(tài)； (2) 啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕 X0， M20 接通并自保，同時(shí)使并聯(lián)在第 2 行及串聯(lián)在第 3 行的 M20 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，此時(shí) M0 接通并自保，第 3 行串聯(lián)的動(dòng)合觸點(diǎn) M0 接通（為開(kāi)啟進(jìn)料電磁閥 A 做準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第 12 行的 M0 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)（切斷執(zhí)行皮帶停止運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)），同時(shí) M1 接通并自保，使串聯(lián)在第 4 行的 M1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合（為開(kāi)啟進(jìn)料電磁閥 B 做準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第 2 行的 M1 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)（切斷初始步系統(tǒng)），同時(shí)時(shí) Y4 接通，物料 A 電磁閥打開(kāi)，物料流入容器。在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程中，相鄰兩步的狀態(tài)同時(shí)為 ON 一個(gè)周期，對(duì)那些不能同時(shí)接通的外部負(fù)載（如正反接觸器），為了保證安全，必須在外部設(shè)置硬件互鎖。具體的程序分析過(guò)程 見(jiàn) 節(jié)。 M0 后續(xù)步 M1 為 ON 應(yīng)將 M0 線圈斷開(kāi)，所以后續(xù)步 M1 的常閉觸點(diǎn)與 M0 的線圈串聯(lián)。編寫(xiě)梯形圖時(shí)，必須把所 有能夠使 M 為 ON 的條件全部考慮到，比如 M0 電路， M20 為活動(dòng)步情況下， T8 為 ON 將會(huì)使 M0 為 ON，所以將 M1 T8 的常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)作為 M0 的啟動(dòng)電路。需要注意的是 M7 步的轉(zhuǎn)換條件是料位露出下傳感器，也就是 X4 由 ON 變?yōu)?OFF，所以轉(zhuǎn)換條件應(yīng)該是 X4，下面是與順序功能圖對(duì)應(yīng)的梯形圖 43。 表 41 PLC的 I/O分配表 輸入設(shè)備 輸入點(diǎn)編號(hào) 輸出設(shè)備 輸出點(diǎn)編號(hào) 啟動(dòng)按鈕 SB1 X0 攪拌電機(jī)接觸器 M0 Y0 停止按鈕 SB2 X1 傳送帶接觸器 M1 Y1 高料位傳感器 SL1 X2 傳送帶接觸器 M2 Y2 中料位傳感器 SL2 X3 傳送帶接觸器 M3 Y3 低料位傳感器 SL3 X4 進(jìn)料電磁閥 A Y4 進(jìn)料電磁閥 B Y5 放料電磁閥 C Y6 順序功能 圖的設(shè)計(jì) 由題目給出的控制要求，可以把順序功能圖劃分為 12 步，連同初始步共 13 步。 據(jù)此可作出自動(dòng)配料皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出分配 ，如外部接線圖41 所示。 24 綜合上述分析系統(tǒng)要求，考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)型和技術(shù)指標(biāo)，可選用三菱公司的 FX2N 系列 PLC，機(jī)型為 FX2N16MR。 f. 在關(guān)閉放料電磁閥 C 的同時(shí)，為了使傳送帶上不殘留物料，依次間隔 2s停止傳動(dòng)帶 M M M3 電動(dòng)機(jī)，傳送帶 PD PD PD3 停止運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)周期。 d. 當(dāng)皮帶 PD1 運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái) 2s 后，放料電磁閥 C 打開(kāi)，開(kāi)始放出混合物料。 b. 當(dāng)容器料位到達(dá)高料位傳感器 SL1 時(shí)， SL1 接通，關(guān)閉物料 B 電磁閥，攪拌電機(jī) M0 啟動(dòng)，開(kāi)始攪勻物料。 (2) 啟動(dòng)操作 圖 33 動(dòng)配料皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 按下啟動(dòng)按鈕 SB1，裝置開(kāi)始按以下規(guī)律運(yùn)行： a. 物料 A 電磁閥打開(kāi)，物料 A 流入容器。 2. 系統(tǒng)的工作原理 圖 33 為自動(dòng)配料皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理圖， SL SL SL分別為高、中、低料位傳感器，料位淹沒(méi)時(shí)接通， 物料 A、 B 有進(jìn)料電磁閥 Y Y5 控制、混料由出料電磁閥 Y6 控制， M0 為攪拌電機(jī)，三條傳送帶 PD PD PD3分別由接觸器 M M M3 控制。 21 (2) 皮帶 傳送系統(tǒng) 包括 3 條 個(gè)傳送帶 PD PD PD3， 傳送帶均由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，共使用了 3 臺(tái)步進(jìn)電機(jī)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制要求 根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)控制及混液裝置系統(tǒng)的工控原理，從中提取一部分元件，綜合運(yùn)用，構(gòu)造出新的 PLC 控制系統(tǒng)，即自動(dòng)配料皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)。而應(yīng)該等回到初始狀態(tài)運(yùn)行完這個(gè)周期再停止。此時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)檢測(cè)在剛過(guò)的運(yùn)行周期里是否發(fā)出了停止信號(hào)，如果已發(fā)出，則系統(tǒng)停止在初始狀態(tài)等待下一次啟動(dòng)信號(hào)，否則系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。 系統(tǒng)初始狀態(tài)為電動(dòng)機(jī)停止，所有閥門關(guān)閉，裝置內(nèi)沒(méi)有物料， 高 、中、 低三個(gè)傳感器處于 OFF 狀態(tài)。線圈通電時(shí)，打開(kāi)管路；線圈斷電后，關(guān)閉管路。同樣，在停止時(shí)，為了使運(yùn)輸皮帶上不殘留物料，要求順物料流動(dòng)方向按一定時(shí)間間隔順序停止 [5]。該控制系統(tǒng)主要考慮的是傳送帶的啟動(dòng)和停止。原料從料斗經(jīng)過(guò) PD PD2 兩臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)送出。 1. 皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制系統(tǒng) 在建材、化工、食品、機(jī)械、鋼鐵、冶金、煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送原料或物品。 該系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用空間， 被廣泛應(yīng)用在煤炭、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食 、煙草、食品 及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中 , PLC 已成為一種重要的基本控制單元 , 在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛 [6]。主要原因在它能為自動(dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案 , 適合當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的 需要。它集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為一體 , 是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。它用來(lái)監(jiān)控可編程控制器的運(yùn)行狀態(tài)， 如 電池電壓、掃描時(shí)間、正在動(dòng)作的狀態(tài)的編號(hào)等，其在 電源接通時(shí)被清零，隨后被系統(tǒng)程序?qū)懭氤跏贾?[6]。然而在二臺(tái) PLC 作點(diǎn)對(duì)的通信時(shí)， D490～ D509 被用作通信操作。 基本上同通用數(shù)據(jù)寄存器。（若特殊 輔助繼電器 M8033 已被驅(qū)動(dòng)，則數(shù)據(jù)不被清零）。 只要不寫(xiě)入其他數(shù)據(jù)，已寫(xiě)入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。 FX2N 中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是 16bit（最高位為正、負(fù)符號(hào)位），也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來(lái)存儲(chǔ) 32 bit 數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號(hào)位）。 應(yīng)注意的是，計(jì)數(shù)器 C100～ C199，即使發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。之后即使計(jì)數(shù)器輸入 X011 再動(dòng)作，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。 舉個(gè)例子 ，如圖 24 所示 ： 17 圖 24 計(jì)時(shí)器工作過(guò)程 由計(jì)數(shù)輸入 X011 每次驅(qū)動(dòng) C0 線圈時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加 1。 保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)： C100～ C199，共 100 點(diǎn)。 設(shè)定值 K0 與 K1 含義相同，即在 第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開(kāi)，設(shè)定值又寫(xiě)入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 6. 計(jì)數(shù)器（ C） FX2N 中的 16 位增計(jì)數(shù)器，是 16 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì) 數(shù)。在計(jì)數(shù)過(guò)程中，即使輸入 X001 在接通或復(fù)電時(shí)，計(jì)數(shù)繼續(xù) 進(jìn)行，其累積時(shí)間為 （ 100 ms 345=）時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入 X000 斷開(kāi)或發(fā)生停電時(shí)， 定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。狀態(tài)器S900～ S999 用于外部故障診斷的輸出（又稱為報(bào)警器）。其中， S0～ S9 用于順序功能圖的初始狀態(tài)； S10～ S19 用于自動(dòng)回原點(diǎn)程序的順序功能圖； S20～ S499為通用狀態(tài)器。當(dāng)不對(duì) S 使用 STL 指令時(shí)，其作用相當(dāng)于普通輔助繼電器 M。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。如下圖 21 中的 M300，它只起到一個(gè)自鎖的功能。它的電子常開(kāi) /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。 3. 輔助繼電器（ M） PLC 內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC 內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為 Y000 ～Y007， Y010～ Y017， Y020～ Y027。輸出繼電器的電子常開(kāi) /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。 2. 輸出繼電器（ Y） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為 X000 ～ X007， X010 ～ X017，X020 ～ X027 。內(nèi)部有常開(kāi) /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。一般情況下， X 代表輸入繼電器， Y 代表輸出繼電器，M 代表輔助繼電器， SPM 代表專用輔助繼電器， T 代表定時(shí)器， C 代表計(jì)數(shù)器，S 代表狀態(tài)繼電器， D 代表數(shù)據(jù)寄存器， MOV 代表傳輸?shù)取＿@些編程用的繼電器，它的工作線圈沒(méi)有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問(wèn)題；觸點(diǎn)沒(méi)有數(shù)量限制、沒(méi)有機(jī)械磨損和電蝕等問(wèn)題。特殊功能單元是一些專門用途的裝置， 如位置控制模塊、模擬量控制模塊、計(jì)