【正文】 技術(shù)則是貫穿著其中每一個(gè)環(huán)節(jié)， PLC 核心技術(shù)的開發(fā)、產(chǎn)品的后續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)工藝的技術(shù)水平是決定產(chǎn)品質(zhì)量的前提，如何在技術(shù)上進(jìn)一步增強(qiáng)自己 的實(shí)力，將是國(guó)產(chǎn)品牌取得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。用 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)料小車自動(dòng)往返順序控制，不僅具有程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易、方便、可靠性高等特點(diǎn)，而且程序設(shè)計(jì)方法多樣，便于不同層次設(shè)計(jì)人員的理解和掌握。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 YZ 系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC 在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。 本文研究的目的 傳統(tǒng)的運(yùn)料小車大都是繼電器控制，而繼電器控制有著接線繁多，故障率高的缺點(diǎn)，且維護(hù)維修不易等缺點(diǎn)。 在國(guó)際上 PLC 迅速發(fā)展的形勢(shì)下，我國(guó)多數(shù) PLC 廠家還沒有擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，能夠參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的 PLC 產(chǎn)品 ，其中之一就是研發(fā)實(shí)力不夠。而技術(shù)則是貫穿著其中每一個(gè)環(huán)節(jié)， PLC 核心技術(shù)的開發(fā)、產(chǎn)品的后續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)工藝的技術(shù)水平是決定產(chǎn)品質(zhì)量的前提，如何在技術(shù)上進(jìn)一步增強(qiáng)自己的實(shí)力，將是國(guó)產(chǎn)品牌取得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 4 第 2章 PLC 的結(jié)構(gòu)、工作原理及系統(tǒng) 控制 PLC的結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。 整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 由中央處理器（ CPU）、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出（ I/O）單元、電源電路和通信端口等組成，并將這些組裝在同一機(jī)體內(nèi)。基本結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。模塊式的 PLC 安裝完成后，需進(jìn)行登記，以便 PLC 對(duì)安裝在總線上的各模塊進(jìn)行地址確認(rèn)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性較高，可以構(gòu)成不同控制規(guī)模和功能的 PLC，但同時(shí)價(jià)格也較高。 PLC的工作原理 PLC 與繼電器構(gòu)成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工 作方式不同，繼電器控制是并行運(yùn)行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點(diǎn)立即動(dòng)作，只要形成電流通路，就有可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而 PLC 控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序指令、輸出 3 個(gè)階段才能完成控制過程 [6]。掃描過程如圖 13 所示。 在執(zhí)行階段中， PLC 按照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 6 在輸出階段中， PLC 將相應(yīng)的輸出存儲(chǔ)單元的運(yùn)算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部沒備傳送輸出信號(hào)，開始控制外部設(shè)備 [7]。最大的優(yōu)點(diǎn)就是直觀易懂，使用簡(jiǎn)單方便。 例如，一個(gè)簡(jiǎn)單 PLC 控制系統(tǒng)，當(dāng)常開按鈕 SBFl 動(dòng)作時(shí)，水泵開啟，當(dāng)常閉按鈕 SBSl 動(dòng)作時(shí)，水泵停止運(yùn)行。 圖 14 繼電氣控制電路 圖 15 PLC控制梯形圖 助記符語言與匯編語言類似，它使用字符來代表可編程控制器的某種操作，這就要求用戶要有一定的計(jì)算機(jī)編程基礎(chǔ)。 硬件部分不僅包括選擇符合控制要求的 PLC 機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、電源模塊、輸入 /輸出模塊、通信模塊、模擬量輸入 /輸出模塊和特殊功能模塊哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 7 等，還應(yīng)當(dāng)包括選擇合適的可編程控制器外圍裝置 、設(shè)備與接口，如輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等）、執(zhí)行裝置（接觸器、繼電器等）和由執(zhí)行裝置控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）。 PLC 控制系統(tǒng)是為工藝流程服務(wù)的，所以它首先要能很好地實(shí)現(xiàn)工藝提出的控制要求。 （ 1）根據(jù)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求控制系統(tǒng)能最大限度地滿足控制要求。 （ 3）考慮到以后控制要求的變化，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮 PLC的可擴(kuò)展性。 一般 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖 16 所示，具體操作如下。 （ 2）確定輸入 /輸出設(shè)備 根據(jù)控制要求選擇合適的輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（接觸器 、繼電器等），根據(jù)所選用的輸入 /輸出設(shè)備的類型和數(shù)量確定 PLC 的 I/0 點(diǎn)數(shù)。選擇包括機(jī)型、存儲(chǔ)器容量、輸入 /輸出模塊、電源模塊和智能模塊等。 （ 5） PLC 程序設(shè)計(jì) 首先把工藝流程分為若干階段，確定每一階段的輸入信號(hào)和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的聯(lián)系，然后畫出程序流程圖，最后再進(jìn)行程序編制。 （ 7）現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 8 現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。 （ 8）整理技術(shù)文件 這一步主要包括整理與設(shè)計(jì)有關(guān)的文檔，包括設(shè)計(jì)說明書、 I/O 接線原理圖、程序清單和使用說明 書 等。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。 (3)運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。 (4)數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算 (含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算 )、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 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。 (5)通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信包括 PLC間的通信及 PLC與其它智能設(shè)備間的通信。 但是，可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制 [10]。 3)操作方便，維修容易，穩(wěn)定可靠。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 10 第 3章 運(yùn)料小車的控制系統(tǒng)論證 運(yùn)料小車的介紹與控制要求 運(yùn)料小車模擬圖如圖 21。廣泛應(yīng)用于自動(dòng)生產(chǎn)線、 冶金、有色 盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)，各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運(yùn)。 圖 21 是一個(gè)運(yùn)料小車工作示圖。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 11 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容與要求 料小車的控制系統(tǒng)主回路 運(yùn)料小車由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向左行，電 機(jī)反轉(zhuǎn)，小向右行。 圖 31 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路圖 在生產(chǎn)線上裝料點(diǎn) A、卸料點(diǎn) B 分別裝有行程開關(guān)，以判別小車是否到達(dá)位置。 運(yùn)料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控