【正文】 （ 3）兩路脈沖輸入的單相加 /減計數(shù)。如圖所示為外部方向控制的單路加 /減計數(shù)。該位為 1，加計數(shù)；該位為 0，減計數(shù)。高速計數(shù)器共有 12 種工作模式，其工作模式和輸入端子表如表 所示。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求， I/O 點分配情況如 表 所示 ： 表 I/O 分配表 I/O 分配表 輸入 I 輸出 Q 輸入器件 符號 I 輸出器件 符號 Q 動作 橫向編碼器 A相 接觸器 KM1 主軸進給 縱向編碼器 A相 接觸器 KM2 升降電機上升 急停按鈕 SB1 接觸器 KM3 升降電機下降 上限開關 SQ1 接觸器 KM4 刀具電機正轉 下限開關 SQ2 接觸器 KM5 刀具電機反轉 行程開關 SQ3 接觸器 KM6 激光束啟停 高速計數(shù)器 普通計數(shù)器受 CPU 掃描速度的影響，是按照順序掃描的方式進行工作，在每個掃描周期中，對 計數(shù) 脈沖只能進行一次累加： 對于脈沖信號的頻率比 PLC 的掃描頻率高時，如果仍采用普通計數(shù)器進行累加，必然會丟失很多輸入脈沖信號，在 PLC 中對比掃描頻率高的輸入信號的計數(shù)也可使用高速計數(shù)器指令來實現(xiàn)。 PLC 的選型 S7200 不同的 CPU 模塊的性能有較大的差別，在選擇 CPU 模塊時，考慮本機 I/O 點的點數(shù)、通信接口和高速計 數(shù)器數(shù)量，綜合考慮性價比，盡可能降低硬件成本。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，控制電路中輸入部分包括： 2 個光電編碼器輸入、一個急停按鈕11 輸入和 3 個行程開關輸入。光電編碼器和電機相連，光電編碼器的 A 相與 PLC 高速計數(shù)器輸入端相連接，利用高速計數(shù)器實現(xiàn)定長定寬切割。 圖 系統(tǒng)主電路圖 控制系統(tǒng)控制電路設計 控制系統(tǒng)的控制電路由 PLC、光電編碼器、按鈕、接觸器和行程開關組成 。 FR FR2 選用 NR2(JR28) 型，其主要技術參數(shù)： 電流等級 13，額定絕緣電壓 690V，具有 斷相保護、溫度補償、手動與自動復位、脫扣指示、測試按鈕、停止按鈕，額定電壓 AC 380V，額定電流 。 ② 在 不頻繁啟動的場合，要保證熱繼電器不會應電機的啟動而起誤動作。因此選用時，必須了解被保護對象的工作環(huán)境，起動情況，負載性質，工作制以及電動機允許的過載能力，保護要遵循的原則：應使熱繼電器的安秒特性位于電動機的 過載特性之中，并盡量可能地接近，甚至重合，以充分發(fā)揮電動機的過載能力，同時使電動機在短時過載和起動瞬間（ 5～ 6 eI ）時不受影響。AC－ 3 籠型 感應電 動機的啟動、分斷風機，泵等 負載，所以 KM2 選用 AC3 型，其主要技術參數(shù)：額定電壓 AC 380V，額定工作電流 9A，約定發(fā)熱電流 20A，可控三相鼠籠電動機的功率 4kW。選用接觸器時只要使被選用接觸器的額定電壓和額定 電流等于或稍大于電動機的額定電壓和額定電流即可。 交流接觸器的負載主要可分為電動機負載與非電動機負載（如電熱設備、照明裝置、電容器、電焊機等）兩大類。再按控制電路要求決定接觸器的線圈參數(shù)。 通常，先根據(jù)接觸器的實際使 用類別選用相應的接觸器類型。 隨使用場合及控制對象不同，接觸器的操作條件與工作繁重程度也不同。 FU3 選用 RT1600C 型，其主要技術參數(shù)： 額定電流 3A，額定電壓 500V，額定功率 （ 3）交流接觸器是一種適用于遠距離頻繁地接通和分斷交流 電路的電器，其主要控制對象是電動機，也可用于控制如電焊機、電容器組、電熱裝置、照明設備等其他負載。 FU1 選用 RT1600C 型，其主要技術參數(shù)： 額定電流 16A，額定電壓 500V，額定功率 。而在本系統(tǒng)中是在電動機回路中用作短路保護。 （ 2）熔斷器是低壓配電網(wǎng)中的保護元件之一，主要做短路保護用，當通過熔斷器的電流大于規(guī)定值時，以及自產生的熱量使熔體熔化而自動分斷電路。 KM1 是控制橫向運動電機 M1， KM2 和 KM3 分別是控制垂直運動電機 M2 正反轉， KM4 和 KM5 分別是控制縱向運動電機 M3 的正反轉，KM6 控制激光束的啟停。元件的選擇對整個設備的性能起到很大的作用，下面是電器元器件選擇方法。刀具進給電機控制材料的進給， 定位須準確，采用直流電機 表 橫向電機 M1 型號參數(shù) 型號 額定電壓 額定 功率 額定電流 轉速 效率 功率因素 最大轉矩 最小轉矩 堵轉轉矩 堵轉電流 額定轉矩 額定轉矩 額定轉矩 額定電流 V kW A r/min % ?cos 倍 倍 倍 倍 Y2112M2 380 4 2890 表 垂直電機 M2 型號參數(shù) 型號 額定電壓 額定 功率 額定電流 轉速 效率 功率因素 最 大轉矩 最小轉矩 堵轉轉矩 堵轉電流 額定轉矩 額定轉矩 額定轉矩 額定電流 V kW A r/min % ?cos 倍 倍 倍 倍 Y2100L28 380 700 表 縱向電機 M3 型號參數(shù) 型號 額定電壓 額定 功率 額定電流 轉速 效率 削弱磁場時最大轉速 飛輪力矩 V kW A r/min % r/min kg臺面電機的是用來帶動玻璃流水線橫向運動，所選的電機功率要大，轉速稍微低即可。切割刀具需要垂直升降運動和正反進給運動，需要啟停和正轉反轉運動。 采用三相異步電動機控制流水線水平移動和切割刀具的垂直升降運動，利用直流電動機控制切割刀具的定長定寬切割， 實現(xiàn)玻璃造型控制系統(tǒng)的設計任務。因此，合理選擇電動機是相當重要的，它直接關系到生產機械的運行安全和投資效益。因此控制系統(tǒng)包括三大部分：橫向電動機運動，縱向電動機正反轉運動和垂直電動機正反轉運動。 執(zhí)行機 構 切割過程：啟動機器，先將切割機構回原點，將玻璃板材放置在臺面上，行6 程開關檢測到玻璃后，垂直電動機 M2 正轉驅動切割機構下行直到預設位置，根據(jù)設置寬度參數(shù)驅動縱向電動機 M3 實現(xiàn)定寬度尺寸，然后啟動橫向電動機 M1 驅動生產線水平運動，達到設置長度后縱向電動機 M3 反轉實現(xiàn)定長切割，然后會原點 。因此可以設計出控制系統(tǒng)的結構流程圖。 TD200 實現(xiàn)長度寬度尺寸的設置和顯示功能，人機界面將設置的相關參數(shù)傳遞給 S7200 CPU 的寄存器，執(zhí)行用戶程序計算當前橫向移動距離和設置值的關系，切割機構根據(jù)限制尺寸實現(xiàn)切割，待切割完成后，電動機 M3 驅動切割機構實現(xiàn)縱向位移，光電編碼器測量縱向位移的尺寸，當設置尺寸和測量尺寸相等時， 垂直電動機M2 驅動切割機構垂直位移，行程開關限制垂直電動機行程位置，切割機構垂直運動達到設置行程后，完成一次完整的控制任務，控制系統(tǒng)再次驅動電機進行流水線橫向運動。 軟件方面：根據(jù)設計的思想進行了實現(xiàn)系統(tǒng)功能的梯形圖的設計，并利用 S7200 的STEPMicro/WIN32 編程軟件進行編程，它可以方便地在 Windows 環(huán)境下對 PLC 進行編程、調試、監(jiān)控，且編程方便、快捷。 硬件方面：系統(tǒng)采用 PLC 為中心控制器， 通過旋轉編碼器測得各方向電機的旋轉頻率并轉換為高速計數(shù)脈沖送入 PLC 中進行計數(shù)運算可獲得刀鋸或 水平臺 行進的精確位移量，將其與設定的初值相比較，當達到設定值時 PLC 復位相應的方向電機線圈使其停車 ，輸出高電平使切割電動機工作以實現(xiàn)精準切割。 PLC 在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。在這時期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆? 關設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。國際電工委員會（ IEC）對 PLC 的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。 1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（ PC）。 PLC 的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖 保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。 PLC 的應用領域仍在擴展，在日本， PLC 的應用范圍已從傳統(tǒng)的產業(yè)設備和機械的自動控制，擴展到以下應用領域：中小型過程控制系統(tǒng)、遠程維護服務系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活關連的機器、與環(huán)境關連的機器，而且均有急速的上升趨勢。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 （ 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排 序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 PID處理一般是運行專用的 PID 子程序。 PID 調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。 （ 4）過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。 （ 3）運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉換及 D/A 轉換。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。 PLC 的應用領域 目前， PLC 在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 PLC 以其可靠性高，靈活性強，使用方便的優(yōu)越性，迅速占領了工業(yè)控制領域。可編程序控制器（ PLC）的應用使電氣控制技術發(fā)生了根本的變化。 基于 PLC 的玻璃造型生產線控制系統(tǒng)的設計，通過對 PLC、光電編碼器與 HMI 人機界面組態(tài)等相關知識的理解與運用，有利于掌握把理論知識同生產實踐相結合，有利于鍛煉設計控制系統(tǒng)和處理有關問題的能力，促進對自動化控制的認識和理解。最重要的是在切割的過程中會產生大量的粉塵，對切割機的 操作人員以及附近的人員的身體，特別是呼吸道﹑肺部有著極大的傷害。 PLC 是適用于現(xiàn)場運行的微機控制器，抗干抗能力強、編程簡單，價格適中，非常適合用于切割加工機械。 傳統(tǒng)的玻璃造型生產線采用繼電器、時間繼 電器控制方式，但控制系統(tǒng)接線復雜，系統(tǒng)的可靠性較低，維修維護費用大。利用先進的現(xiàn)代切割技術，不但可以保證產品的質量，提高勞動生產率，同時也使得企業(yè)產品的制造成本大幅度下降，縮短了產品生產周期。 Humanmachine interface。 關鍵詞 ： PLC； STEPMicro/WIN； HMI 人機界面；光電編碼器；高速計數(shù)器 II Glass Molding Production Line Control System Design Based on PLC Abstract : According to the control requirements of the control system, control system design of the finished glass molding line, namely in the glass production process, need sheet on longitudinal motion produced by fixed size cutting, and the cutting is exact size, which requires fast and accurate cutting on