【正文】 輯控制器)，以下簡(jiǎn)稱PLC。目前，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)有大量的通用設(shè)備，機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代科技的發(fā)展，可以應(yīng)用于微電子技術(shù)改造現(xiàn)有的通用設(shè)備，如數(shù)字顯示，數(shù)控改造，改善通用設(shè)備單機(jī)自動(dòng)化，可編程控制器是用于轉(zhuǎn)換的通用機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床自動(dòng)和半自動(dòng)設(shè)備的生產(chǎn)線，所以，我們可以把電腦的全部功能，靈活的編程和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合這是一個(gè)低成本、高效益、符合中國(guó)國(guó)情的新方法的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，可編程控制器是一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，但它比一般的計(jì)算機(jī)連接到工業(yè)過程界面和更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言。第二階段(七十年代)進(jìn)入成熟階段，第三階段(九十年代)為加速發(fā)展階段。在軟件方面，可編程控制器不斷發(fā)展的頂部兼容計(jì)算機(jī)。其主要特點(diǎn)如下:1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。2) 容易學(xué)習(xí)編程。3) 設(shè)計(jì)、安裝方便、調(diào)試周期短，維護(hù)簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)師可在各種規(guī)格、品種齊全，選擇價(jià)格高的產(chǎn)品性能比在PLC。除了單位小型PLC，大多數(shù)采用模塊化結(jié)構(gòu)，形成大、中、小型系列產(chǎn)品。繼電器控制是實(shí)現(xiàn)通過使用硬件布線，它是利用機(jī)械繼電器串聯(lián)或并聯(lián)，滯后時(shí)間延遲繼電器動(dòng)作組合形式控制邏輯。除了有限數(shù)量的繼電器觸點(diǎn)，其靈活性和可擴(kuò)展性也很可憐的。2) 控制速度。而PLC運(yùn)動(dòng)在微秒，嚴(yán)格同步，不會(huì)有搖晃的。繼電器控制系統(tǒng)來(lái)完成的滯后時(shí)間繼電器動(dòng)作延遲時(shí)間。4) 其他控制方式。PLC除了開關(guān)量邏輯控制外，還可以控制模擬，而且便于實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制。繼電器是用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制工程設(shè)計(jì)，施工和調(diào)試必須被執(zhí)行，反過來(lái)，周期長(zhǎng)，修改困難的項(xiàng)目。6) 可靠性與可維護(hù)性。觸點(diǎn)的開啟和關(guān)閉會(huì)受到電弧的損壞，以及機(jī)械磨損，使用壽命短、可靠性和可維護(hù)性差。 可編程控制器發(fā)展的趨勢(shì)可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)如下:1) 大型網(wǎng)絡(luò)化。2) 模塊多樣化。3) 可靠性高。4) 兼容性。5) 小型化和低成本。6) 編程語(yǔ)言高級(jí)化。 PLC用在運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)PLC的運(yùn)料控制系統(tǒng)中具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) PLC控制單元控制器是基于工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的，有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性高。3) PLC控制系統(tǒng)的體積小、重量輕、安裝方便、易于維護(hù)。5) 現(xiàn)代PLC遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、交換、控制和監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)通信功能。硬件設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)主要是指硬件選擇。PLC品種，其結(jié)構(gòu)、性能、I/O點(diǎn)，用戶程序存儲(chǔ)器容量、計(jì)算速度和指揮系統(tǒng)、編程方法和價(jià)格是不同的，使用場(chǎng)合也各有側(cè)重。PLC提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一方面，要求生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力，另一方面要求在工程設(shè)計(jì)、安裝、施工及應(yīng)用部門引起高度重視使用和維護(hù)，完善多黨合作解決問題，有效地提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。因此，送料小車汽車性能的好壞，控制系統(tǒng)的性能的好壞直接關(guān)系。運(yùn)料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上，我結(jié)合了大米加工廠的實(shí)際工藝流程。工藝流程如圖31。軟件采用西門子S7 200系列PLC，外部連接部分比較簡(jiǎn)單，控制對(duì)象的控制功能是反映在PLC程序。所以在項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照程序設(shè)計(jì)步驟，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工作，熟悉控制對(duì)象，提高編程的質(zhì)量。此時(shí)延時(shí)5S后啟動(dòng)小車電機(jī)M2向右快行，碰到SQ4時(shí)小車變?yōu)橛衣龠\(yùn)行，當(dāng)碰到SQ5時(shí)， 小車停止右行。此時(shí)延時(shí)5S后啟動(dòng)小車電機(jī)M2向左快速運(yùn)行，碰到SQ6，小車變?yōu)樽舐傩旭?，碰到SQ3時(shí)，小車左行停止。當(dāng)按下急停按鈕SB2是，小車立即停止。如果電動(dòng)機(jī)需要停止在預(yù)定位置，開關(guān)將旅行的常閉觸點(diǎn)串接在相應(yīng)的控制電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置所以開關(guān)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開相應(yīng)的控制電路，電機(jī)停轉(zhuǎn)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)是停止。改變電機(jī)的相序即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 行程開關(guān)行程開關(guān)也叫限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程和極限保護(hù)。行程開關(guān)，因此，是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置開關(guān)電路，它的作用原理是類似于按鈕。在電梯的控制電路，并使用開關(guān)來(lái)控制轎門、自動(dòng)門、上下門的限位保護(hù)。1) 直動(dòng)式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理：它的作用原理和按鈕開關(guān)是一樣的。直動(dòng)式的行程開關(guān):推桿、彈簧、動(dòng)態(tài)接觸和滑動(dòng)接觸。當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)械返回，在復(fù)位彈簧的作用下，各部分復(fù)位動(dòng)作。滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位式，和雙滾輪非自動(dòng)復(fù)位式。3) 微動(dòng)式行程開關(guān)的組成：微動(dòng)開關(guān)類型常用的是ZXL系列產(chǎn)品:推桿、彈簧、壓縮彈簧、動(dòng)斷觸點(diǎn)和動(dòng)合觸點(diǎn)。它可以分為上下兩部分，上半部分為電動(dòng)執(zhí)行器、閥門的下部。通常在高程度的自動(dòng)化設(shè)備上配套使用。電動(dòng)閥使用電能作為動(dòng)力來(lái)打開電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)調(diào)節(jié)作用。圖32 電動(dòng)閘門原理圖當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪，驅(qū)動(dòng)閘板的前進(jìn)和后退。當(dāng)延時(shí)后電機(jī)M1反轉(zhuǎn)，當(dāng)閘板碰到行程開關(guān)SQ1時(shí)，電機(jī)停止，表示閘門關(guān)閉。此外，在紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥和其他部門也已被廣泛使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)，危險(xiǎn)的區(qū)域也在不斷增加。自1970年代以來(lái)，中國(guó)開始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的油浸出工藝流程，但是這個(gè)過程中使用化學(xué)溶劑含有乙烯、乙烷是易燃易爆物質(zhì)，所以油浸出車間成為爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所，需要使用雙速電動(dòng)機(jī)和其他防爆電氣產(chǎn)品。雙速電機(jī)只有簡(jiǎn)單的兩種速度，可以簡(jiǎn)單方便的切換。根據(jù)公式：N= 60f/p數(shù)據(jù)表明，雙速異步電動(dòng)機(jī)與磁極對(duì)數(shù)成反比的極雙對(duì)數(shù)，同步轉(zhuǎn)速N降到原來(lái)的一半速度，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速N將下降大約一半，因此對(duì)數(shù)變化也可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。圖34介紹的是最常見的單繞組雙速電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速比等于磁極倍數(shù)反比，如2極/4極、4級(jí)/8極，從定子繞組△接法變?yōu)閅Y接法，磁極對(duì)數(shù)從2p=2變?yōu)?p=1，速度比率=1/2。電動(dòng)機(jī)在△接法下運(yùn)行，此時(shí)電動(dòng)機(jī)p=n1＝1500轉(zhuǎn)／分。輔助常閉觸頭恢復(fù)為閉合，為KM2線圈回路通電準(zhǔn)備。KM2的輔助常開觸點(diǎn)斷開，防止KM1誤動(dòng)。5) 此控制回路中SB2的常開觸點(diǎn)與KM1線圈串聯(lián)，SB2的常閉觸點(diǎn)與KM2線圈串聯(lián)，同樣SB3按鈕的常閉觸點(diǎn)與KM1線圈串聯(lián)，SB3的常開于KM2線圈串聯(lián)，這種控制就是按鈕的互鎖控制，保證△與YY兩種接法不可能同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)KM2輔助常閉觸點(diǎn)接入KM1線圈回路，KM1輔助常閉觸點(diǎn)接入KM2線圈回路，也形成互鎖控制。圖34 三角形以及雙星形繞組接線圖 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟1) 深入了解和分析工藝條件和控制要求的控制對(duì)象。2) 確定I/O設(shè)備根據(jù)控制對(duì)象功能的PLC控制系統(tǒng)，確定用戶輸入、輸出設(shè)備系統(tǒng)所需的。3) 選擇合適類型的PLC根據(jù)識(shí)別用戶的I/O設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)點(diǎn)，選擇合適的PLC類型，包括選擇模型，選擇能力，I/O模塊的選擇，選擇電源模塊等，本設(shè)計(jì)選擇西門子S7200的CPU為224的PLC。然后可以進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，控制柜可以同時(shí)進(jìn)行的，工作崗位設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。這一步是整個(gè)應(yīng)用程序的核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，也是一個(gè)困難的步驟，設(shè)計(jì)良好的梯形圖，非常熟悉控制要求，首先在同一時(shí)間也有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的電氣設(shè)計(jì)。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程，通過上下位機(jī)連接電纜下載到PLC中去。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)的過程中，難免會(huì)有疏漏。同時(shí)，它為調(diào)試提供了一個(gè)基礎(chǔ)，縮短總體調(diào)試期。如果程序繁多，可以進(jìn)行分段調(diào)試。9) 編寫技術(shù)文檔系統(tǒng)技術(shù)文檔包括規(guī)范、電氣原理圖、電氣布局、進(jìn)度的電器元件，PLC梯形圖。 開始PLC選型PLC硬件系統(tǒng)配置分配I/O點(diǎn)YN分配I/O點(diǎn)繪制流程圖設(shè)計(jì)梯形圖程序輸入PLC軟件測(cè)試測(cè)試正常？ 結(jié)束 修改程序 分析控制工藝NY圖35 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本步驟 可編程序控制器的選型運(yùn)料小車的運(yùn)行是根據(jù)工作站臺(tái)的啟停信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制的。即以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車基本的控制方案，以及小車的相應(yīng)狀態(tài)實(shí)時(shí)的控制小車的運(yùn)行。2) 為了提高小車的運(yùn)行效率和停在站臺(tái)的精度，系統(tǒng)要求PLC能對(duì)小車的加、減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。 選擇輸入/輸出模塊I/O模塊電源：在選擇交流模塊，宜采用隔離變壓器的電源。電源線使用雙絞線電纜。直流模塊的電源轉(zhuǎn)換器，紋波值應(yīng)該滿足模塊需求；如果直流模擬模塊，穩(wěn)壓電源是必要的。當(dāng)外部線很長(zhǎng)，可以選擇AC220V模塊；當(dāng)外線短和控制相對(duì)集中時(shí)可以選擇最優(yōu)24V模塊。負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出負(fù)載進(jìn)行確定是交流型還是直流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)頻率等，從而以確定輸出終端采用繼電器輸出，晶體管輸出和可控硅輸出。每個(gè)輸出點(diǎn)，每個(gè)輸出模塊不得超過額定負(fù)荷的供電電流。使用雙向可控硅輸出模塊，負(fù)載電流必須大于雙向晶閘管維持電流，否則應(yīng)在負(fù)載并聯(lián)電阻。如果PLC輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電后會(huì)對(duì)PLC的輸出造成電流沖擊。當(dāng)頻率低于10次/分鐘時(shí)，繼電器輸出可以兩種方式來(lái)使用，可以由PLC輸出中間繼