【正文】 備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。目前， PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類 : (1)開關(guān)量邏輯控制 取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺(tái)設(shè)備，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。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。 (2)工業(yè)過程控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液 位和速度等連續(xù)變化的量 (即模擬量 )， PLC采用相應(yīng)的 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。 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。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 (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。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 (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。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 (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。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的 PLC都具有通信接口，通信非常方便。 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]。 PLC的特點(diǎn) PLC之所以越來(lái)越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點(diǎn)分不開的 : 1)功能齊全，它的適用 性極強(qiáng)，幾乎所有的控制要求，它均能滿足； 2)應(yīng)用靈活， 其標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)，以及模塊化的軟件設(shè)計(jì)，使得它不僅可以適應(yīng)大小不 同、功能繁復(fù)的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場(chǎng)合。 3)操作方便，維修容易，穩(wěn)定可靠。盡管 PLC有各種型號(hào)，但都可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，耐熱、防潮、抗震等性能也很好，一般平均無(wú)故障率可達(dá) 幾萬(wàn)小時(shí)。 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。 圖 21運(yùn)料小車 運(yùn)料小車是工業(yè)送料的主要設(shè)備之一。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(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)。小車通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)小車前進(jìn)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)小車后退。 圖 21 是一個(gè)運(yùn)料小車工作示圖。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求為：小車由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可在 A、 B 兩地分別啟動(dòng)， A 地啟動(dòng)后，小車先返回限位開關(guān) ST1 處，停車 20s 裝料；然后自動(dòng)駛往 B 點(diǎn)，到達(dá)限位開關(guān) ST2 處后停車，底門電磁鐵動(dòng)作，卸料 30s，然后返回 A 點(diǎn)，停車 20s 裝料，如此 反復(fù)。 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(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。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)主回路如圖 31 所示。 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。另外對(duì)小車還需 要一個(gè)總停按鈕，兩個(gè)啟動(dòng)按鈕。 運(yùn)料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控制要求如下： (1) 按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作 (2) 可在 A、 B 兩地分別啟動(dòng) (3) A 地啟動(dòng)后，小車先返回限位開關(guān) ST1 處，停車 20s 裝料 (4) 然后自動(dòng)駛往 B 點(diǎn)，到達(dá)限位開關(guān) ST2 處后停車，底門電磁鐵動(dòng)作，卸料 30s (5) 然后返回 A 點(diǎn)，停車 20s 裝料， 如此反復(fù) 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 12 傳統(tǒng)運(yùn)料小車大都是繼電器控制。 根據(jù) 設(shè)備控制的要求， 以繼電器為主的 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制回路如 圖 32 所示。 圖 32 運(yùn)料小車 的繼電器 控制回路 方案論證 早期運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器 接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷，幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作。 后來(lái)，單片機(jī)應(yīng)用到運(yùn)料小車控制系統(tǒng)中。單片機(jī)有優(yōu)異的性能價(jià)格比、集成度高、體積小、有很高的可靠性、控制功能強(qiáng)、低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品，外部總線增 加了 I C 及 SPI，單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)編程方法復(fù)雜，不容易上手，使用于簡(jiǎn)單應(yīng)用。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 13 將 PLC 應(yīng)用到運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。 PLC 運(yùn)料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，安裝、維修和改造 方便等優(yōu)點(diǎn)。 運(yùn)料小車控制流程圖如圖 34 所示。 圖 34 運(yùn)料小車控制流程圖 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 14 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖 33 所示。 圖 33 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)圖 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 15 第 4章 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) PLC的選用 根據(jù)運(yùn)料小車輸入輸出設(shè)備的分配，在 I/O 方面只需要 6 個(gè)輸入口和3 個(gè)輸出口，同時(shí)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，選用 FX2N16MR 的 PLC 即可。 PLC外部接線圖 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。 小車控制系統(tǒng)的輸入，輸出設(shè)備與 PLC 的 I/O 端對(duì)應(yīng)的外部接線圖如圖 41 所示。 圖 41 運(yùn)料小車 PLC外部接線圖 I/O分配 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有 2 個(gè)啟動(dòng)按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、 2 個(gè)行程開關(guān)、熱繼電器共 6 輸入點(diǎn)。這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運(yùn)動(dòng)的三相電 動(dòng)機(jī)一個(gè)。電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和 反轉(zhuǎn)繼電器，另外還有一個(gè)輸出控制卸料電磁鐵開關(guān)，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有 3 個(gè)。對(duì)應(yīng)的地址分配表如表 41 所示。 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文