【正文】 增時鐘減時鐘復(fù)位啟動7增時鐘減時鐘復(fù)位5時鐘方向復(fù)位啟動4時鐘方向復(fù)位復(fù)位啟動1時鐘0帶有內(nèi)部方向控制的單相計數(shù)器時鐘HSC5(1)HSC4 高速計數(shù)器的模式及輸入點模式描述輸入點備注HSCO對于操作模式相同的計數(shù)器，其計數(shù)功能是相同的。高數(shù)計數(shù)器有四種基本類型：帶有內(nèi)部方向控制的單相計數(shù)器，帶有外部方向控制的單相計數(shù)器，帶有兩個時鐘輸入的雙相計數(shù)器和A/B相正交計數(shù)器。S7200 CPU具有集成的、硬件高速計數(shù)器，高速計數(shù)器可以被配置為12種模式中的任意一種，但并不是所有計數(shù)器都能使用每一種模式。根據(jù)上面的設(shè)計要求，本次系統(tǒng)設(shè)計采用增量式編碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器每發(fā)出1000個碼就是一個工作臺位置，這樣4個工作臺加一個成品庫，共需要4000個碼。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過程無關(guān)。按照工作原理編碼器可分為增量式和絕對式兩類。技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個到幾千個都有），和供電電壓等。共陰極、 共陰極、共陽極LED數(shù)碼管引腳圖b) 旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測量轉(zhuǎn)速的裝置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電轉(zhuǎn)換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出（REP）。 其他硬件選型a) LED數(shù)碼管本次系統(tǒng)設(shè)計要求數(shù)碼管顯示小車所處的站臺，即在1號站時，數(shù)碼管顯示1；2號站時顯示2；3號站時顯示3；4號站時顯示4；成品庫時顯示5。在對上述I/O點數(shù)以及結(jié)合系統(tǒng)功能進(jìn)行綜合分析后，決定采用西門子S7200 CPU226模塊。當(dāng)上位機故障運行時，采用離網(wǎng)手動運行，保證了系統(tǒng)的可靠性。此外，該控制系統(tǒng)具有自動、手動兩種工作方式，并設(shè)計了聯(lián)網(wǎng)模式和離網(wǎng)模式。同時，根據(jù)行走的方向進(jìn)行增、減計數(shù)（當(dāng)正向行走時進(jìn)行加計數(shù)，反向則進(jìn)行減計數(shù)）。PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。 可靠性和可維護(hù)性比較繼電器接觸器控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，連線多，觸點開閉時存在機械磨損、電弧燒傷等現(xiàn)象，觸點壽命短，所以可靠性和可維護(hù)性較差。 控制速度比較繼電器接觸器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作實現(xiàn)的，工作頻率低，觸點的開關(guān)動作一般在幾十毫秒數(shù)量級，且機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。 工作方式比較在繼電器接觸器控制電路中，當(dāng)電源接通時，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。 單片機控制a) 優(yōu)點：將單片機應(yīng)用到車間生產(chǎn)流水線產(chǎn)品運輸控制控制系統(tǒng)，由于單片機有優(yōu)異的性價比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強、低功耗、低電壓的特點，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；b) 缺點：單片機控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷口地址；單片機控制電路也易受外界環(huán)境的干擾，具有不穩(wěn)定性；而且單片機編程方法復(fù)雜，不容易學(xué)習(xí)，一般只應(yīng)用于簡單的流水線產(chǎn)品運輸控制系統(tǒng)。PLC順序掃描的工作方式，使它不能可靠地接收持續(xù)時間小于掃描周期的輸入信號。在進(jìn)行I/O地址分配時最好先列I/O分配表。 I/O地址分配輸入/輸出信號在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。每個I/0點及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存大致如下：開關(guān)量輸入元件：10—20B /點；開關(guān)量輸出元件：5—l0B/點；定時器/計速器：2B/個；模擬量：100~150B/點；通信接口：一個接口一般需要300B以上。內(nèi)存字?jǐn)?shù)的估算（小型PLC的內(nèi)存為1~2KB）開關(guān)量輸入輸出：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù) = 開關(guān)量(輸入十輸出)總點數(shù)10 模擬量輸入時：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù) = 模擬量點數(shù)X100模擬量輸入/輸出同時存在：所需內(nèi)存字?jǐn)?shù)=模擬量點數(shù) 200經(jīng)驗計算公式：總存儲器字?jǐn)?shù)=(開關(guān)量輸入輸出總點數(shù)) 10十 模擬量點數(shù) 150。高的內(nèi)存利用率給用戶帶來好處，同樣的程序可以減少內(nèi)存量，從而降低內(nèi)存投資。b) 對用戶存儲器容量進(jìn)行估算一個程序段中，接點數(shù)與存放該程序段所代表的機器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為內(nèi)存利用率。使用無觸點的晶體管輸出的PLC。 PLC的選型 PLC容量的選擇a) 總I/O點數(shù)量和性質(zhì)根據(jù)開關(guān)量、模擬量、直流信號、交流信號，工作電源。 c) 擴展單元中的電源模塊。在選擇電源模塊時，其額定輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊及各種智能模塊等總的消耗功率，并且要留有30%左右的余量。DC，在實際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。AC、110Va) 電源模塊的輸入電壓。 電源模塊的選擇： PLC的CPU所需的工作電源一般都是5V直流電源。在以下3種情況下將發(fā)揮安全保護(hù)作用:a) PLC或機電元件檢測到設(shè)備發(fā)生緊急異常狀態(tài)時；b) PLC失控時；c) 操作人員需要緊急干預(yù)時。： 基于PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 PLC控制系統(tǒng)硬件配置硬件系統(tǒng)設(shè)計除了PLC及外圍線路的設(shè)計、電氣線路的設(shè)計和抗干擾措施外，主要考慮安全性和系統(tǒng)供電可靠性設(shè)計。經(jīng)過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改則應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。利用編程器的監(jiān)控功能，采用分段調(diào)試的方法進(jìn)行。 f) 聯(lián)機調(diào)試聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。 e) 軟件及硬件設(shè)計進(jìn)行PLC程序設(shè)計，進(jìn)行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。 c) 選擇PLCPLC選擇時主要包括PLC機型、容量、I/O模塊、電源的選擇。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進(jìn)行：a) 控制要求分析，制定控制方案首先需要分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的控制要求。然后是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。因此，在設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則： a) 充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求；b) 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便；c) 保證控制系統(tǒng)安全可靠；d) 應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號、I/O點數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴充。PLC正逐漸從傳統(tǒng)的應(yīng)用于離散的制造業(yè)向應(yīng)用到連續(xù)的流程工業(yè)擴展。最新生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。f) 通信及聯(lián)網(wǎng)，PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。e) 過程控制，過程控制是指對速度、溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 可編程控制器（PLC）的應(yīng)用領(lǐng)域a) 開關(guān)量的邏輯控制，是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。從相應(yīng)的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運算，得到運算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲器單元。在輸入采樣中，PLC先進(jìn)行自我診斷，然后與編程器或計算機通信，同時中央處理器掃描各個輸入端并讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲單元。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。這種結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、輸入/輸出點數(shù)固定、實現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，但靈活性較低。模塊式的PLC安裝完成后，需進(jìn)行登記，以便PLC對安裝在總線上的各模塊進(jìn)行地址確認(rèn)，其特點是系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性較高