【正文】 將使磁極跟著電樞同方向旋轉(zhuǎn)，從而也帶動(dòng)了工作機(jī)械旋轉(zhuǎn)。磁極則由鐵心和繞組兩部 分組成 。電樞與異步電動(dòng)機(jī)同軸連結(jié)或用聯(lián)軸節(jié)連結(jié)，有電動(dòng)機(jī)帶著它轉(zhuǎn)動(dòng)，成為主動(dòng)部分；磁極則是用聯(lián)軸節(jié)與工作機(jī)械（負(fù)載）相連結(jié)的，稱為從動(dòng)部分。 可控硅整流電源通常采用單向全波和橋式電路，通過改變可控硅的控制角，可以方便的改變輸出直流電壓的大小。 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理 滑輪 電樞 磁極 電能 機(jī)械能 輸出 控制 可控硅 直流 負(fù) N 異步 整流器 載 電動(dòng)機(jī) S 聯(lián)軸節(jié) 聯(lián)軸節(jié) 電磁轉(zhuǎn)差離合器 圖 31 電磁轉(zhuǎn)差 離合器調(diào)速系統(tǒng) 上圖為電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖。 異步電動(dòng)機(jī) —— 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)，是以異步電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)（它本身不是調(diào)速）而通過改變電磁離合器的勵(lì)磁電流來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的，其優(yōu)點(diǎn)是裝置及控制線路簡單、價(jià) 格便宜、加速度負(fù)反饋后調(diào)速精確，其穩(wěn)態(tài)誤差可以減小到1％以下。 根據(jù)轉(zhuǎn)差率的定義： S=（ N1N） /N1=1N/N1 有 N=N1（ 1S）又有 N1=60F1/P可得 N=N1（ 1S） =60F1/P（ 1S），因此，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法大致可分為變轉(zhuǎn)差率、變極對(duì)數(shù)及變頻三種，其中變轉(zhuǎn)差率的方法又可以通過調(diào)定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)差電壓以及定、轉(zhuǎn)子供電頻率差等方法來實(shí)現(xiàn)。根據(jù) C40P PLC 芯片的特點(diǎn)，輸入輸出端的端口安排順序及地址的分配，各個(gè)地址所控制信號(hào)的名稱可通過下表羅列出來。 I/O 地址分配 根據(jù) KJJ 系統(tǒng)的工藝要求，需要控制開卷機(jī)、矯直機(jī)及剪切機(jī)和電源的阻斷，對(duì)這四個(gè)控制作為輸出端。例如在一個(gè)掃描周期結(jié)束時(shí)，收到一個(gè)輸入信號(hào)，下一個(gè)掃描周期一開始這個(gè)輸入信號(hào)就起作用了，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最短，它是輸入延遲時(shí)間，一個(gè)掃描周期與輸出延遲時(shí)間三者之和 . 如果在一個(gè)掃描周期開始時(shí)收到一個(gè)輸入信號(hào)，在掃描周期內(nèi)該輸入不會(huì)起作用，要等到下一個(gè)掃描周期才能起作用，這時(shí)的響應(yīng)時(shí)間就長，它是輸入延遲時(shí)間；兩個(gè)掃描周期與輸出延遲之和 . C40P 的輸入延遲時(shí)間為 ，掃描周期為 ，輸出延遲時(shí)間為 15ms , 則 本 系 統(tǒng) 最 小 響 應(yīng) 時(shí) 間 =++15= ； 最 大 響 應(yīng) 時(shí) 間=+*2+15=。 下表給出部分指令執(zhí)行時(shí)間，在計(jì)算掃描時(shí)間要使用這些值。假如沒有外設(shè)與PLC 連結(jié)，執(zhí)行時(shí)間是 0ms. ③ 程序指令的執(zhí)行 執(zhí)行指令的總時(shí)間。下面說明每一部分內(nèi)部操作所需要的時(shí)間。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 時(shí)間監(jiān)視器是 PLC 內(nèi)部的，用來測量掃描時(shí)間的一個(gè)定時(shí)器。 當(dāng) PLC 開始運(yùn)行之后，它串行的執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序。 在用 PLC 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)重要的參數(shù)就是時(shí)間。 7．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) （ Data Memory Area) 實(shí)際上 DM 是 16 位字長的 64 個(gè)存儲(chǔ)單元，專用來存儲(chǔ) 16 位字長的數(shù)據(jù)。當(dāng)程序中使用高速計(jì)數(shù)指令（ FUN98）時(shí)，輔助繼電器的最后一個(gè)點(diǎn) 1807 為高速計(jì)數(shù)器的軟復(fù)位端。輔助繼電器區(qū)的功能是作中間繼電器使用，不能直接控制外部負(fù)載。這里需要注意，應(yīng)使用常開觸點(diǎn)作為繼電器的復(fù)位輸入端，如果使用常閉觸點(diǎn)，當(dāng) AC 電源故障時(shí)， DC 電源不一定就掉電，所以保持繼電器只是偶爾的被復(fù)位。 4．保持繼電器區(qū) （ Holding Relay Area ) 簡稱 HR。暫存繼電器用于暫存程序分支點(diǎn)的狀態(tài)。例如用 1813 可以監(jiān)視 PLC 是否正在運(yùn)行。 C40P 的 SR 區(qū)范圍是1808— 1907 ，其中 1811— 1814 繼電器功能如下： 181 1812 和 1814 繼電器常 OFF ,1813 繼電器常 ON。專用繼電器即是有某種特殊用途的內(nèi)部輔助繼電 器。 1 .I/O 繼電器區(qū) PLC 監(jiān)測從按鈕、傳感器和限位開關(guān)等設(shè)備或元件傳來的輸入信號(hào)，根據(jù)存儲(chǔ)器中的用戶程序進(jìn)行邏輯解算，然后給外部負(fù)載（如繼電器、馬達(dá)控制器、指 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 示燈和報(bào)警器等）輸出信號(hào)以達(dá)到控制目的。每個(gè)通道有十六點(diǎn)。 表 31 C40PPLC 數(shù)據(jù)區(qū)通道號(hào)分配 區(qū)域名稱 通道號(hào) I/O 繼電器區(qū) 輸入點(diǎn)編號(hào)為 0000— 003 輸出點(diǎn)編號(hào)為 0500— 0506 專用輔助繼電器區(qū) 1808— 1907 暫存輔助繼電器區(qū) TR0— 7 保持輔助繼電器區(qū) HR000— 915 內(nèi)部輔助繼電器區(qū) 1000— 1807 定時(shí) /計(jì)數(shù)繼電器區(qū) TIM / CNT 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) CH00— 63 C40PPLC 采用通道的概念來說明每一個(gè) I/O 點(diǎn)。 繼電器區(qū)與數(shù)據(jù)區(qū) KJJ 系統(tǒng)的的實(shí)際應(yīng)用程序編制完成后，就可放入存儲(chǔ)器， C40P 和新芯片就可從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)和指令開始運(yùn)行工作。 (10) 聯(lián)網(wǎng)能力： 10000VPP ，脈沖寬度： 100 納秒～ 1 微秒，上升時(shí)間： l 納秒； (11) 特殊模塊：定時(shí)模塊， A / D 模塊， D / A 模塊。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 基本指標(biāo)與參數(shù) (1) 處理速度：基本指令實(shí)行時(shí)間 10μs/條，其中 RAM 為 10μs/條， ROM 為13μs/條； (2) 編程容量： 1194 地址； (3) 指令系統(tǒng)：基本指令 12 條，應(yīng)用指令 25 條； (4) 編程方式：采用梯形圖； (5) I/O 點(diǎn)數(shù)： 40～ 128 點(diǎn)； (6) 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器： 48 個(gè)，并提供高速計(jì)數(shù)器 1 個(gè)（ 2KHz) 。 外部設(shè)備 編程器、 EPROM 寫入器、打印機(jī)接口、外部設(shè)備接口、軟磁盤接口等。因本系統(tǒng)是單機(jī)控制系統(tǒng)，主機(jī)的 I/O 點(diǎn)數(shù)也滿足要求，故無需擴(kuò)展箱體。 C 系列 P 型機(jī)有 2 60 和特殊擴(kuò)展箱體 4 及 16（可全為輸入，也可全為輸出）多種型號(hào)。擴(kuò)展箱內(nèi)部組成比主箱體簡單，僅 I/O 電路。底座有安裝孔，可用螺釘實(shí)現(xiàn)把 PLC 安裝在平板上；還有溝槽與卡子，用它可以把 PLC 卡裝在專用導(dǎo)軌上，面板上有接線端子、指示燈、接插座及設(shè)定開關(guān)。僅用主箱體即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外控制，故主箱體也稱主機(jī)。有三塊印刷電路板構(gòu)成，即輸入板、輸出板和 CPU 板。箱體式結(jié)構(gòu)非常緊湊，它將所有的電路都裝入一個(gè)箱體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)整體，因而體積小、成本低、安裝方便。 下面介紹 OMRON SYSMAC C 系列 C40P 的硬件資源。此外 C1000H 采用多處理器結(jié)構(gòu)，功能齊全且處理速度快。而 C200H 雖然也是小型 PLC ，但它是緊湊型模式結(jié)構(gòu)，最多可控制 480 點(diǎn) I/O，同時(shí)還可以配置智能 I/O 模塊，是一種小型 PLC。 C40PCDRA 型 PLC 屬于微型機(jī)，其型號(hào)含義如下： C40P— CDR— A 表示電源規(guī)格， A 代表 AC100240V； 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 表示輸出規(guī)格， R 代表繼電器機(jī)電輸出； 表示輸入規(guī)格， D 代表 DC24V輸入； 表示單元種類， C 代表 CPU單元； 表示此機(jī)型為袖珍型； 表示輸入輸出點(diǎn)數(shù)，即 I/O 點(diǎn)數(shù)為 40； 表示 C 系列的 PLC； 微型 PLC 以 C20P 和 C20H 為代表，是整體結(jié)構(gòu)， I/O 容量為幾十點(diǎn)，最多可以擴(kuò)至 148 點(diǎn)。 OMRONC40P PLC 根據(jù) KJJ 系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)，并考慮到電路的邏輯關(guān)系比較簡單，故選用 OMRON C40PCDRA 型 PLC。其工藝是將鋼板經(jīng)開卷機(jī)開卷后送入矯直機(jī)，再由矯直機(jī)拖動(dòng)鋼板經(jīng)剪切機(jī)至集料臺(tái)車上定尺剪切（開卷機(jī)、矯直機(jī)、剪切機(jī)之間用斜臺(tái)和滾道連結(jié)）。應(yīng)使用單位要求，我們對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了完善和 改造，收到了比較理想的效果。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 黑龍江省金屬材料公司 1979 年投資 70 余萬元安裝一套鋼板開卷、矯直、剪切系統(tǒng)（簡稱 KJJ 系統(tǒng)）。 本章小結(jié) 總結(jié)介紹 PLC 的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)，討論了 PLC 的發(fā)展現(xiàn)狀、基本工作原理和在各類場合中的應(yīng)用以及設(shè)計(jì)步驟。梯形圖畫好后，使用 NPSTGR 軟件直接把梯形圖輸入計(jì)算機(jī)并下裝到 PLC 進(jìn)行模擬調(diào)試，直至符合控制要求。確定了相互關(guān)系之后，就可進(jìn)行編程的第二步 分配輸入輸出設(shè)備，在分配了 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，內(nèi)部輔助繼電器，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器之后，就可以設(shè)計(jì) PLC 程序畫出梯形圖。然后按需要確定各種控制動(dòng)作的順序和各個(gè)控制裝置彼此之間的相互關(guān)系。 (6) 保存已完成的程序。 (4) 實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī) PLC 的梯形圖直接編程。并將 PLC 的輸入，輸出接口與之對(duì)應(yīng)進(jìn)行分配。 PLC 程序設(shè)計(jì)可遵循以下六步進(jìn)行： (1) 確定被控制系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作以及完成這些動(dòng)作的順序。程序設(shè)計(jì)對(duì)于初學(xué)者 通常采用繼電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中的逐步探索法，以步為核心，一步一步設(shè)計(jì)下去，一步一步修改調(diào)試，直到完成整個(gè)程序的設(shè)計(jì)。 目前 PLC 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在鋼鐵、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車裝卸、造紙、紡織、環(huán)保以及娛樂等，為各行各業(yè)工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具、促進(jìn)了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。 (4) 用于閉環(huán)過程控制。 (2) 用于機(jī)械加工的數(shù)字控制。也有些小型 PLC 增加了模擬量處理、算術(shù)運(yùn)算功能，其應(yīng)用面更廣。 中型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)在 120512 點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)器容量達(dá) 28K 字，具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通信、模擬量輸入輸出等功能，可完成既有開關(guān)量又有模擬量較為復(fù)雜的控制。可以進(jìn)行中斷控制、智能控制、遠(yuǎn)程控制。 大型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)在 512 點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)器容量達(dá)到 8K 字或 8K 字以上。 PLC 的分類及應(yīng)用場合 PLC 產(chǎn)品的分類 按照結(jié)構(gòu)形狀分類， PLC 可分為整體式和機(jī)架模塊式兩種。 關(guān)于 PLC 的內(nèi)存分配以及 I/O 點(diǎn)數(shù) 前面介紹了 PLC 中的 RAM 除存放調(diào)試中的用戶程序外，還可以存放各種數(shù)據(jù)及邏輯變量等。 PLC 內(nèi)部除了主控模塊外還可以配接各種高功能模塊，目前已經(jīng)開發(fā)出來的有A/D 模塊、 D/A 模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、速度控制模塊、位置控制模塊、高級(jí)語言編輯和各種物理量轉(zhuǎn)換模塊等等。 (5) 內(nèi)部寄存器。 (3) 內(nèi)存容量。 常見的技術(shù)性能指標(biāo) (1) 輸入、輸出點(diǎn)數(shù)（即 I/O 點(diǎn)數(shù)）。 所謂 I/O 響應(yīng)時(shí)間指從 PLC 的某一輸入信號(hào)變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需要的時(shí)間。 為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的邏輯并行控制， PLC 采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式（掃描技術(shù)）。總之，采用循環(huán)掃描方式也是 PLC 區(qū)別于微機(jī)的最大特點(diǎn)。而 PLC 是以反復(fù)掃描的方式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任意某時(shí)刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說 PLC 是以“串行”方式工作的。 PLC 與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。如常見的鍵盤掃描方式或 I/O 掃描方式，有鍵按 下或 I/O 動(dòng)作則轉(zhuǎn)入響應(yīng)的子程序，無鍵按下則繼續(xù)掃描。 PLC 的基本工作原理 PLC 雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。用戶設(shè)備需輸入 PLC 的各種控制信編程器 中央處理單元 （ CPU） 輸入電路 輸出電路 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 電源源 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 號(hào)，如限制位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠接收和處理的信號(hào)。 （二）、電源部件 電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成供 PLC 的中央處理器、存儲(chǔ)器等電子電路工作所需要的直流電源，使 PLC 能正常工作， PLC