1、太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)生姓名：楊秀山專業(yè)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：所屬系（部）：二一三年六月太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書題目： 基于PLC的四級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 自動(dòng)化專業(yè) 姓名 楊秀山 設(shè)計(jì)時(shí)間：2013年04月01日2013年06月09日 評(píng)閱意見：成績(jī)： 指導(dǎo)教師：（簽職務(wù)：201 年月日太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄卡 系 自動(dòng)化 專業(yè) 姓名 楊秀山 答 辯 內(nèi) 容問 題 摘 要評(píng) 議 情 況 記錄員： （簽名）成 績(jī) 評(píng) 定指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)答辯組評(píng)定成績(jī)綜合成績(jī)注：評(píng)定成績(jī)?yōu)?00分制，指導(dǎo)教師為30%，答辯組為70%。 專業(yè)答辯組組長(zhǎng)：（簽名） 201

2、年月日摘要本設(shè)計(jì)采用三菱FX2-32MR型PLC控制四級(jí)傳送帶，電動(dòng)機(jī)采用Y160M-4型，并且通過變頻器來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。本設(shè)計(jì)相比于傳統(tǒng)的繼電器控制克服了接線復(fù)雜，故障診斷與排除困難等固有缺陷。并且由于繼電器控制是利用布線組成各種邏輯來實(shí)現(xiàn)控制，需要大量機(jī)械觸點(diǎn)，因此可靠性不高；當(dāng)改變生產(chǎn)流程時(shí)要改變大量的硬件接線，甚至重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，要耗費(fèi)大量的人力物力，花費(fèi)很多時(shí)間。因而造成了這些企業(yè)的生產(chǎn)率低下，效益差。本設(shè)計(jì)相比于繼電器控制具有更加安全、迅速、可靠的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：PLC；傳送帶控制；變頻調(diào)速AbstractThis design uses Mitsubishi FX2-32MR-t

3、ype PLC control four conveyor belts, motors adopt Y160M-4 type, and through the inverter to adjust the motor speed. This design compared to the traditional relay control to overcome the wiring complexity, Troubleshooting difficulties inherent defects. And because the relay control is the use of a va

4、riety of cabling components to achieve control logic, requires a lot of mechanical contact, so reliability is not high; when changing the production process when you want to change a lot of hardware wiring, and even re-design the system, to spend a lot of manpower and resources , spend a lot of time

5、. Resulting in low productivity of these enterprises, and poor efficiency. This design compared to the relay control with a more secure, fast, and reliable.Key words: PLC，conveyor control，VVVF 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc0 摘要 PAGEREF _Toc0 h iii HYPERLINK l _Toc1 Abstract PAGEREF _Toc1 h iv H

6、YPERLINK l _Toc2 第一章 緒論 PAGEREF _Toc2 h 1 HYPERLINK l _Toc3 第二章 方案論證 PAGEREF _Toc3 h 2 HYPERLINK l _Toc4 第一節(jié) 傳送帶的控制方式 PAGEREF _Toc4 h 2 HYPERLINK l _Toc5 一、繼電接觸器控制方式 PAGEREF _Toc5 h 2 HYPERLINK l _Toc6 二、單片機(jī)控制方式 PAGEREF _Toc6 h 2 HYPERLINK l _Toc7 三、PLC控制方式 PAGEREF _Toc7 h 2 HYPERLINK l _Toc8 第二節(jié) 傳送

7、帶控制方式的確定 PAGEREF _Toc8 h 3 HYPERLINK l _Toc9 第三章 傳送帶介紹 PAGEREF _Toc9 h 5 HYPERLINK l _Toc0 第一節(jié) 傳送帶的發(fā)展歷史 PAGEREF _Toc0 h 5 HYPERLINK l _Toc1 第二節(jié) 傳送帶的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc1 h 5 HYPERLINK l _Toc2 第三節(jié) 傳送帶常見問題及處理方法 PAGEREF _Toc2 h 5 HYPERLINK l _Toc3 第四節(jié) 傳送帶的發(fā)展方向 PAGEREF _Toc3 h 6 HYPERLINK l _Toc4 第四章 可編程控制器的

8、概述 PAGEREF _Toc4 h 7 HYPERLINK l _Toc5 第一節(jié) PLC的基本概念 PAGEREF _Toc5 h 7 HYPERLINK l _Toc6 第二節(jié) PLC的基本結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc6 h 7 HYPERLINK l _Toc7 第三節(jié) PLC的工作原理 PAGEREF _Toc7 h 8 HYPERLINK l _Toc8 第五章 主要器件的選型 PAGEREF _Toc8 h 9 HYPERLINK l _Toc9 第一節(jié)PLC型號(hào)的選擇 PAGEREF _Toc9 h 9 HYPERLINK l _Toc0 一、PLC的選型原則 PAGEREF

9、 _Toc0 h 9 HYPERLINK l _Toc1 二、PLC型號(hào)的確定 PAGEREF _Toc1 h 12 HYPERLINK l _Toc2 第二節(jié) 電機(jī)型號(hào)的選擇 PAGEREF _Toc2 h 12 HYPERLINK l _Toc3 第三節(jié) 按鈕及保護(hù)裝置的選型 PAGEREF _Toc3 h 12 HYPERLINK l _Toc4 一、刀開關(guān) PAGEREF _Toc4 h 12 HYPERLINK l _Toc5 二、按鈕 PAGEREF _Toc5 h 13 HYPERLINK l _Toc6 三、繼電器 PAGEREF _Toc6 h 13 HYPERLINK l

10、_Toc7 四、熱繼電器 PAGEREF _Toc7 h 13 HYPERLINK l _Toc8 五、熔斷器 PAGEREF _Toc8 h 13 HYPERLINK l _Toc9 六、接觸器 PAGEREF _Toc9 h 14 HYPERLINK l _Toc0 七、斷路器 PAGEREF _Toc0 h 15 HYPERLINK l _Toc1 第六章 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1 h 16 HYPERLINK l _Toc2 第一節(jié) 電機(jī)過載斷相保護(hù)電路 PAGEREF _Toc2 h 16 HYPERLINK l _Toc3 一、電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)行過程中可能發(fā)生的故障和保

11、護(hù)特點(diǎn) PAGEREF _Toc3 h 16 HYPERLINK l _Toc4 二、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)故障信號(hào)的采樣方法 PAGEREF _Toc4 h 17 HYPERLINK l _Toc5 三、時(shí)基電路NE555的電路原理簡(jiǎn)析 PAGEREF _Toc5 h 18 HYPERLINK l _Toc6 四、HBHQ-0-1電動(dòng)機(jī)斷相過載保護(hù)器 PAGEREF _Toc6 h 20 HYPERLINK l _Toc7 五、JD6型全電子式多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器 PAGEREF _Toc7 h 21 HYPERLINK l _Toc8 六、JD6等相似電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的故障檢修要點(diǎn) PAGEREF _T

12、oc8 h 23 HYPERLINK l _Toc9 七、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器故障維修實(shí)例 PAGEREF _Toc9 h 24 HYPERLINK l _Toc0 八、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的控制接線 PAGEREF _Toc0 h 24 HYPERLINK l _Toc1 第二節(jié) 變頻器 PAGEREF _Toc1 h 25 HYPERLINK l _Toc2 一、變頻器的原理 PAGEREF _Toc2 h 25 HYPERLINK l _Toc3 二、變頻器的組成部分 PAGEREF _Toc3 h 27 HYPERLINK l _Toc4 三、變頻調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾對(duì)策 PAGEREF _Toc4 h

13、29 HYPERLINK l _Toc5 四、常見變頻器故障判斷及處理 PAGEREF _Toc5 h 30 HYPERLINK l _Toc6 五、變頻器與外圍設(shè)備的接線 PAGEREF _Toc6 h 32 HYPERLINK l _Toc7 六、變頻器的配線 PAGEREF _Toc7 h 34 HYPERLINK l _Toc8 七、本設(shè)計(jì)變頻器的選擇 PAGEREF _Toc8 h 35 HYPERLINK l _Toc9 第三節(jié) 電機(jī)的自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng) PAGEREF _Toc9 h 36 HYPERLINK l _Toc0 第四節(jié) 硬件總接線 PAGEREF _Toc0 h 3

14、8 HYPERLINK l _Toc1 第七章 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1 h 40 HYPERLINK l _Toc2 第一節(jié) 軟件設(shè)計(jì)流程圖 PAGEREF _Toc2 h 40 HYPERLINK l _Toc3 第二節(jié) 系統(tǒng)軟件控制要求 PAGEREF _Toc3 h 41 HYPERLINK l _Toc4 一、初始狀態(tài) PAGEREF _Toc4 h 41 HYPERLINK l _Toc5 二、啟動(dòng)操作 PAGEREF _Toc5 h 41 HYPERLINK l _Toc6 三、停止操作 PAGEREF _Toc6 h 41 HYPERLINK l _Toc7 四、故

15、障停止 PAGEREF _Toc7 h 42 HYPERLINK l _Toc8 第三節(jié) I/O地址分配 PAGEREF _Toc8 h 42 HYPERLINK l _Toc9 第八章 軟件仿真 PAGEREF _Toc9 h 43 HYPERLINK l _Toc0 第一節(jié) 啟動(dòng)部分的仿真 PAGEREF _Toc0 h 43 HYPERLINK l _Toc1 第二節(jié) 停止部分的仿真 PAGEREF _Toc1 h 45 HYPERLINK l _Toc2 第三節(jié) 故障停止部分仿真 PAGEREF _Toc2 h 48 HYPERLINK l _Toc3 結(jié)論 PAGEREF _Toc3

16、 h 49 HYPERLINK l _Toc4 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc4 h 50 HYPERLINK l _Toc5 附錄1 系統(tǒng)程序功能圖 PAGEREF _Toc5 h 52 HYPERLINK l _Toc6 附錄2 系統(tǒng)程序梯形圖 PAGEREF _Toc6 h 53 HYPERLINK l _Toc7 附錄3 硬件接線圖 PAGEREF _Toc7 h 57 HYPERLINK l _Toc8 外文資料 PAGEREF _Toc8 h 59 HYPERLINK l _Toc9 中文翻譯 PAGEREF _Toc9 h 66 HYPERLINK l _Toc0 致謝 PA

17、GEREF _Toc0 h 70第一章 緒論作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，30年來，可編程控制器從無到有，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了從邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用，因此，PLC的應(yīng)用也就成為了一個(gè)熱點(diǎn)問題。 在PLC誕生之前，工業(yè)控制設(shè)備的主流品種是以繼電器、接觸器為主體的控制裝置。繼電器、接觸器是一些電磁開關(guān)，后來隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，使用繼電器電路構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷不斷地

18、暴露出來，在20世紀(jì)6070年代，社會(huì)的進(jìn)步要求制造出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需要，不斷的提出改善生產(chǎn)機(jī)械功能的要求。加上當(dāng)時(shí)電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，于是人們開始尋求一種以存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備，這就是我們現(xiàn)在所說的PLC。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采用了嚴(yán)格的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性，從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)以減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低，此外，PLC帶有故障電路的自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，

19、這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不足為怪了。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容即為PLC在四級(jí)傳送帶控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。其研究的主要內(nèi)容是：四級(jí)傳送帶的順序啟動(dòng)和逆向順序停止，以及出現(xiàn)故障時(shí)PLC和系統(tǒng)對(duì)其的處理。整個(gè)系統(tǒng)可顯示各皮帶輸送帶的運(yùn)行狀況，并對(duì)整個(gè)過程會(huì)出現(xiàn)的所有情況做出了合理的自動(dòng)控制，是極具實(shí)用價(jià)值的一項(xiàng)自動(dòng)化應(yīng)用實(shí)例。第二章 方案論證第一節(jié) 傳送帶的控制方式一、繼電接觸器控制方式繼電接觸器控制系統(tǒng)：是使用按鈕、開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器、接觸器等組成的控制系統(tǒng)。它通過電氣觸點(diǎn)的閉合和分?jǐn)鄟砜刂齐娐返慕油ㄅc斷開，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、停止、調(diào)速、自動(dòng)循環(huán)與保護(hù)等自動(dòng)控制。優(yōu)點(diǎn)：具備控制器

20、件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、控制方式直觀、容易掌握、工作可靠易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：這些電器的機(jī)械動(dòng)作壽命是有限的，必須按時(shí)更換損壞的電器，否則會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性。另外，根據(jù)加工工藝的要求，需要改變控制邏輯關(guān)系時(shí)，必須修改線路，重新安裝配線，這對(duì)現(xiàn)代機(jī)床的控制要求是很不適應(yīng)的。普通車床是應(yīng)用非常廣泛的金屬切削工具，目前采用傳統(tǒng)的繼電器控制的普通車床在中小型企業(yè)中仍大量使用。由于繼電器系統(tǒng)接線復(fù)雜，故障診斷與排除困難，并存在著固有缺陷。由于它是利用布線組成各種邏輯來實(shí)現(xiàn)控制，需要大量機(jī)械觸點(diǎn)，因此可靠性不高；當(dāng)改變生產(chǎn)流程時(shí)要改變大量的硬件接線，甚至重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，要耗費(fèi)大量的人力物力，花費(fèi)很多時(shí)間。因而造

21、成了這些企業(yè)的生產(chǎn)率低下，效益差，反過來這些企業(yè)又沒有足夠的資金購買新的數(shù)控車床。二、單片機(jī)控制方式依據(jù)單片機(jī)目前的發(fā)展?fàn)顩r，單片機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)是：A、成本較低。由于現(xiàn)在單片機(jī)的價(jià)格相對(duì)都比較低，而且外圍電路的元器件價(jià)格也不高，所以整體設(shè)計(jì)起來，成本比較低。B、可以對(duì)外部存儲(chǔ)容量根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計(jì)可以相對(duì)比較靈活。C、由于現(xiàn)存有許多已經(jīng)設(shè)計(jì)很完善的子程序，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中可以直接調(diào)用，減少較大工作量。單片機(jī)雖然有一個(gè)五臟俱全的微計(jì)算機(jī)，但由于本身無自開發(fā)能力，必須借助開發(fā)工具來開發(fā)應(yīng)用軟件，以及對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行診斷。另外，單片機(jī)內(nèi)的ROM比較小，所以在設(shè)計(jì)中系統(tǒng)必須在外面配置EPROM電路和擴(kuò)

22、展電路。其缺點(diǎn)為：A、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜，硬件設(shè)計(jì)包含擴(kuò)展電路部分和系統(tǒng)配置電路部分，系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)工作量相對(duì)較大，影響系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間。B、系統(tǒng)的抗干擾能力相對(duì)較差，很難保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。C、系統(tǒng)需要自己設(shè)計(jì)電源，而且不能保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。D、維護(hù)維修相對(duì)比較麻煩，維修需要的時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)。三、PLC控制方式可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)。A、使用方便，編程簡(jiǎn)單。采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。B、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高。一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程

23、元件，有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。C、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。D、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器

24、，由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。E、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。這種編程

25、方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。F、維修工作量小，維修方便。PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。第二節(jié) 傳送帶控制方式的確定可編程序控制器P

26、LC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。選PLC的優(yōu)點(diǎn)A、采用PLC控制則PLC采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變

27、控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性好LC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作。B、PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序。PLC通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問題

28、。C、PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。PLC大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長(zhǎng)、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。因?yàn)镻LC控制有上述優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用PLC來控制傳送帶。第三章 傳送帶介紹第一節(jié) 傳送帶的發(fā)展歷史17世紀(jì)中，美國(guó)開始應(yīng)用架空索道傳送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的傳送帶輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。 186

29、8年，在英國(guó)出現(xiàn)了皮帶式傳送帶輸送機(jī)；1887年，在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，傳送帶輸送機(jī) 受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的傳送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。第二節(jié) 傳送帶的現(xiàn)狀目前發(fā)達(dá)國(guó)家的膠帶生產(chǎn)工藝裝備和試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備已達(dá)到相當(dāng)先進(jìn)和完善的地步，整個(gè)生產(chǎn)工藝連續(xù)化,普遍采用計(jì)算機(jī)控制,使成型、硫化、磨削、切割等工藝設(shè)備和功率試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)了高度機(jī)電一體化,操作人員少,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)

30、品質(zhì)量相當(dāng)高。如德國(guó)的Scholz公司、Berstorff公司、日本的神戶公司等專業(yè)生產(chǎn)此類專用設(shè)備;某些大的橡膠公司如Pirell公司和Gates公司等也可自行設(shè)計(jì)制造此類設(shè)備。但引進(jìn)這些廠家的設(shè)備價(jià)格相當(dāng)昂貴,一為國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的310倍,從而使其在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用受到約束。從20世紀(jì)80年代末開始,國(guó)內(nèi)少數(shù)有實(shí)力的廠家,如上海膠帶股份有限公司、無錫橡膠廠、貴州大眾橡膠有限公司、洛陽橡膠制品廠、寧波伏龍同步帶有限公司(原寧波同步帶總廠)、寧波凱馳膠帶有限公司、蘇州蓋茨霓塔傳動(dòng)帶有限公司等相繼從德國(guó)或美國(guó)引進(jìn)了部分新型傳動(dòng)帶生產(chǎn)設(shè)備,開始生產(chǎn)切邊V帶、同步帶和多楔帶,產(chǎn)品很受用戶青睞,市場(chǎng)銷路相

31、當(dāng)不錯(cuò)。這些先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的引進(jìn),對(duì)提高我國(guó)膠帶行業(yè)的工裝水平,改善落后狀況起到了積極的推動(dòng)作用。但我們應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到,擁有先進(jìn)設(shè)備的畢竟只是少數(shù)廠家,而其他大多數(shù)廠家的生產(chǎn)設(shè)備仍十分落后,成型工藝無恒張力裝置,只實(shí)現(xiàn)了自由張力下的成組成型,不少企業(yè)還采用手工操作;硫化工藝大多數(shù)企業(yè)仍采用顎式平板硫化機(jī)分段硫化;而擁有動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)的只有5、6家,行業(yè)整體測(cè)試手段落后,也是我國(guó)傳動(dòng)帶質(zhì)量不高的一個(gè)重要原因。為了提高我國(guó)膠帶行業(yè)的裝備水平,目前,國(guó)內(nèi)已有數(shù)家高校或企業(yè)在開發(fā)研制新型傳動(dòng)帶生產(chǎn)設(shè)備,較突出的有青島化工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、福建三明橡機(jī)設(shè)備公司等,他們均是在消化、吸收引

32、進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上,根據(jù)國(guó)情和自身的條件,進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研制的。就設(shè)備的技術(shù)含量、自動(dòng)化程度和生產(chǎn)線配備來說,以青島化工學(xué)院研制的設(shè)備最為先進(jìn)和齊全。該院于1996年承擔(dān)了“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“橡膠V帶及同步帶成套設(shè)備開發(fā)”,并于2000年4月初通過了國(guó)家科委的項(xiàng)目驗(yàn)收。與會(huì)專家一致認(rèn)為,該項(xiàng)目包括主機(jī)、輔機(jī)和工裝模具在內(nèi)的全套生產(chǎn)線設(shè)備均達(dá)到甚至超過國(guó)際同類設(shè)備的先進(jìn)水平,完全可以替代進(jìn)口。目前,該院在國(guó)內(nèi)已占據(jù)技術(shù)領(lǐng)先位置,并在不斷地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),設(shè)備價(jià)格僅為進(jìn)口設(shè)備價(jià)格的1/31/5。第三節(jié) 傳送帶常見問題及處理方法傳送帶運(yùn)行時(shí)輸送帶跑偏是最常見的故障之一。跑偏的原因有多種，其主要原因是

33、安裝精度低和日常的維護(hù)保養(yǎng)差。安裝過程中，頭尾滾筒、中間托輥之間盡量在同一中心線上，并且相互平行，以確保輸送帶不偏或少偏。 另外，帶子接頭要正確，兩側(cè)周長(zhǎng)應(yīng)相同。 在使用過程中，如果出現(xiàn)跑偏，則要作以下檢查以確定原因，進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整。輸送帶跑偏時(shí)常檢查的部位和處理方法有： （1）檢查托輥橫向中心線與帶式輸送機(jī)縱向中心線的不重合度。如果不重合度值超過3mm，則應(yīng)利用托輥組兩側(cè)的長(zhǎng)形安裝孔對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。具體方法是輸送帶偏向哪一側(cè)，托輥組的哪一側(cè)向輸送帶前進(jìn)的方向前移，或另外一側(cè)后移。 （2）檢查頭、尾機(jī)架安裝軸承座的兩個(gè)平面的偏差值。若兩平面的偏差大于1mm，則應(yīng)對(duì)兩平面調(diào)整在同一平面內(nèi)。頭部滾筒的

34、調(diào)整方法是：若輸送帶向滾筒的右側(cè)跑偏，則滾筒右側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)或左側(cè)軸承座后移；若輸送帶向滾筒的左側(cè)跑偏，則滾筒左側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動(dòng)或右側(cè)軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。 （3）檢查物料在輸送帶上的位置。物料在輸送帶橫斷面上不居中，將導(dǎo)致輸送帶跑偏。 如果物料偏到右側(cè)，則皮帶向左側(cè)跑偏，反之亦然。在使用時(shí)應(yīng)盡可能的讓物料居中。為減少或避免此類輸送帶跑偏可增加擋料板，改變物料的方向和位置。 傳送帶除了上述跑偏問題，還經(jīng)常出現(xiàn)磨損、劃傷、破損、搭接部位開裂等問題，這些設(shè)備問題的出現(xiàn)不僅加快了傳送帶的損壞，而且造成物料的漏撒和浪費(fèi)，通常出現(xiàn)傳送帶設(shè)備問題以后，企業(yè)都是通過

35、縫補(bǔ)、加熱硫化或者報(bào)廢更新，這些方式都不能很好的解決設(shè)備問題，報(bào)廢更新更是造成了設(shè)備采購成本的上升。現(xiàn)在歐美國(guó)家通過對(duì)高分子復(fù)合材料的研究，發(fā)現(xiàn)高分子橡膠材料針對(duì)傳送帶磨損、劃傷、破損、搭接部位開裂等問題可進(jìn)行有效解決，在線現(xiàn)場(chǎng)快速修復(fù)。第四節(jié) 傳送帶的發(fā)展方向未來傳送帶設(shè)備將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動(dòng)分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長(zhǎng)度已達(dá)440公里以上帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大

36、輸送機(jī)的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的傳送帶設(shè)備。第四章 可編程控制器的概述第一節(jié) PLC的基本概念早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC。PLC自1969年美國(guó)數(shù)

37、據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)、日本、德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。第二節(jié) PLC的基本結(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，基本構(gòu)成為：A、電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去B、中央處理單元（CPU)中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、

38、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。C、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。D、輸入輸出接口電路現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸

39、入通道。現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。E、功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。F、通信模塊如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。第三節(jié) PLC的工作原理當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。A、 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)

40、入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。B、 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該

41、梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。C、 輸出刷新階段

42、當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電就進(jìn)入輸路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。第五章 主要器件的選型第一節(jié)PLC型號(hào)的選擇一、PLC的選型原則 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、

43、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（一）輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)是可編程序控制器的一個(gè)簡(jiǎn)單明了的性能參數(shù)，也是應(yīng)用計(jì)算機(jī)賽最直接的參數(shù)。在機(jī)型選擇時(shí)必須注意一下問題：產(chǎn)品手冊(cè)上給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)的確卻含義，由于各公司的習(xí)慣不同，所給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)含義并不完全一樣，有的給出的時(shí)I/O總點(diǎn)數(shù)，即包括輸入也包括輸出，也就是手冊(cè)上給

44、出的點(diǎn)數(shù)是輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)之和，有的則分別給出最大輸入點(diǎn)數(shù)和最大輸出點(diǎn)數(shù)。要分清模擬量I/O點(diǎn)數(shù)和數(shù)字量I/O點(diǎn)的關(guān)系。有的產(chǎn)品模擬量I/O點(diǎn)數(shù)要占數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)，有的產(chǎn)品則分別獨(dú)立給出且互相并無影響。遠(yuǎn)程I/O的考慮，對(duì)于較大的控制系統(tǒng)，控制對(duì)象較為分散，一般都要采用遠(yuǎn)程I/O，在選擇機(jī)型時(shí)，要注意可編程序控制器是否具有遠(yuǎn)程I/O的能力和能驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O點(diǎn)數(shù)。智能I/O的考慮，在機(jī)型選擇考慮I/O點(diǎn)數(shù)的同時(shí)，還要考慮智能I/O的能力，具有智能I/O模板可方便的解決高速計(jì)數(shù)，閉環(huán)控制等特殊的控制功能。I/O點(diǎn)數(shù)的余量，無論如何，在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中要留有充分的I/O點(diǎn)數(shù)作為備用，這主要時(shí)基于二

45、方面的考慮，一是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更改，如果不留有充分的余量，一旦系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整，控制功能增加，就要全部推翻原有設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)，造成不必要的損失；二是手冊(cè)上給出的最大I/O點(diǎn)數(shù)都是在理想情況下獲得的參數(shù)，一旦滿負(fù)荷運(yùn)行，就要影響整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性，給系統(tǒng)帶來不良的影響，為了保證所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)，建議根據(jù)實(shí)際I/O點(diǎn)數(shù)留有2030的余量。（二）存儲(chǔ)器容量的估算在初步估算時(shí)，對(duì)于僅需開關(guān)量控制的系統(tǒng)，將I/O點(diǎn)數(shù)乘以8，就是所需的存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)，這一要求一般都能滿足，在只有模擬量輸入，沒有模擬量輸出的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量信號(hào)作數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)濾波和比較運(yùn)算等操作。估算時(shí)可為每

46、路模擬量準(zhǔn)備100個(gè)存儲(chǔ)器字，在既有模擬量輸入又有模擬量輸出的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量作閉環(huán)控制，涉及的運(yùn)算相當(dāng)復(fù)雜，需要的用戶存儲(chǔ)器比只有模擬量輸入時(shí)要多一些，估算時(shí)可為每路模擬量準(zhǔn)備200個(gè)存儲(chǔ)器字，當(dāng)模擬量路數(shù)較少時(shí)，應(yīng)將系統(tǒng)適當(dāng)增大，反之則應(yīng)將系統(tǒng)適當(dāng)減小。由于本人編程水平有限，在考慮存儲(chǔ)器的容量時(shí)，多留了一些裕量。在自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)存儲(chǔ)和對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)日?chǎng)合，對(duì)存儲(chǔ)器的要求是很大的，有時(shí)甚至要求可編程序控制器有十幾K字的甚至幾十K字的存儲(chǔ)容量。在選擇可編程序控制器的型號(hào)是不應(yīng)盲目追求過高的性能指標(biāo)，在I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量方面應(yīng)留有一定的裕量。作為單機(jī)小規(guī)模控制使用的場(chǎng)合，由于工藝簡(jiǎn)單、

47、程序固定，多數(shù)使用EPROM存儲(chǔ)器或EPROM+RAM存儲(chǔ)器。對(duì)于大、中規(guī)模的可編程序控制器，往往用于工藝比較復(fù)雜且多變的場(chǎng)合，程序改變較多，因此一般都使用CMOS RAM存儲(chǔ)器，且有后備電池，以便關(guān)機(jī)時(shí)存儲(chǔ)信息。存儲(chǔ)器的選擇有兩種方法：一種是根據(jù)編程實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算，這種方法可精確地計(jì)算出存儲(chǔ)器實(shí)際使用容量，缺點(diǎn)是要編完程序之后才能計(jì)算；另一種方法，也是我們常用的方法是估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進(jìn)行估算。代替繼電器： M=Km(10*DI)+(5*DO) （5-1）模擬量控制： M=Km(10*DI)+(5*DO)+(100*AI) （5-2）多路采樣控制：

48、M=Km(10*DI)+(5*DO)+(100*AI)+1+采樣點(diǎn)*0.25 （5-3）需開關(guān)量控制：M=I/O點(diǎn)數(shù)*8 （5-4）式中，DI數(shù)字（開關(guān)量）輸入信號(hào) DO數(shù)字（開關(guān)量）輸出信號(hào) AI模擬量輸入信號(hào) Km每個(gè)節(jié)點(diǎn)所占有存儲(chǔ)器字節(jié)數(shù) M存儲(chǔ)器容量（三）可編程序控制器物理結(jié)構(gòu)及控制方式的選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將可編程序控制器分為整體式和模塊式。整體式每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比比模塊式的便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。模塊式的可編程序控制器的功能擴(kuò)展方便靈活，I/O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)等的選擇，比整體式可編程序控制器靈活的多，模塊式

49、可編程序控制器還具備多種特殊I/O模塊供用戶選用，可完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時(shí)更換模塊等也很方便。因此較復(fù)雜，要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式可編程序控制器。系統(tǒng)如有模擬量閉環(huán)控制、快速響應(yīng)、高速計(jì)數(shù)、通信聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)動(dòng)控制等特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊的可編程序控制器計(jì)數(shù)，也可以選用內(nèi)置相應(yīng)功能的整體式可編程序控制器。控制方式可分為獨(dú)立式、集中式和分布式等，而在本次輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了兩臺(tái)PLC控制，按其所要完成的任務(wù)，設(shè)計(jì)中采用的是集中式控制方式。（四）CPU的能力CPU的能力是可編程序控制器最重要的性能指標(biāo)，也是機(jī)械選擇時(shí)首要考慮的問題。實(shí)際上I/O點(diǎn)數(shù)，響應(yīng)速度

50、和軟件功能都屬于CPU的能力，后面分點(diǎn)提出，這里只說明除此之外的CPU能力。可編程序控制器的CPU能力還應(yīng)包括處理器的個(gè)數(shù)，根據(jù)處理器的個(gè)數(shù)和位數(shù)就可粗略了解該可編程序控制器的基本特征；CPU的存儲(chǔ)器的性能，存儲(chǔ)器是存放程序和數(shù)據(jù)的地方，從使用角度考慮存儲(chǔ)器的性能主要是可供用戶使用的存儲(chǔ)器能力。它應(yīng)包括存儲(chǔ)器的最大容量，可擴(kuò)展性，存儲(chǔ)器的種類。存儲(chǔ)器的容量選擇在下一點(diǎn)將單獨(dú)提出，存儲(chǔ)器擴(kuò)展性和種類多少則體現(xiàn)了系統(tǒng)構(gòu)成的方便和靈活；中間標(biāo)志，計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的能力，這一性能實(shí)際上也體現(xiàn)了軟件功能。中間標(biāo)志的多少和類型對(duì)系統(tǒng)的使用性能具有一定關(guān)系，如果構(gòu)成的系統(tǒng)龐大，控制功能復(fù)雜，就需要較多的中間標(biāo)

51、志。對(duì)于計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器不但要知道它們的多少，還要知道它們的計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)范圍。其它的性能參數(shù)，包括電流消耗，工作環(huán)境要求，壽命時(shí)間等。總之，CPU的能力是一種綜合的性能指標(biāo)，而且要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，以滿足工作應(yīng)用的要求。（五）響應(yīng)速度對(duì)于數(shù)字量控制為主的工程應(yīng)用項(xiàng)目，可編程序控制器的響應(yīng)速度都可滿足實(shí)際需要，不必給以特殊的考慮。對(duì)于模擬量控制的系統(tǒng)，特別是具有較多閉環(huán)控制的系統(tǒng)則必須考慮可編程序控制器的響應(yīng)速度。考慮響應(yīng)速度主要是從二個(gè)方面考慮。一是可編程序控制器程序的語句處理時(shí)間，另一個(gè)是可編程序控制器的掃描周期。一般手冊(cè)上都給出語句處理時(shí)間，而且是以處理1K的語句所需時(shí)間計(jì)算的。在實(shí)際應(yīng)用

52、中要注意邏輯處理指令和字處理主令所需時(shí)間是不同的，有的產(chǎn)品中給出每條指令的處理時(shí)間。在PLC中給出的掃描周期都是最大的掃描周期時(shí)間，而系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行的掃描周期則與系統(tǒng)所連接設(shè)備的多少和應(yīng)用軟件的多少及復(fù)雜程序有關(guān)。在機(jī)型選擇時(shí)還應(yīng)該注意最大的掃描周期是否可以重新設(shè)定，如果可以重新設(shè)定，適應(yīng)性則更強(qiáng)。在有個(gè)特殊響應(yīng)速度要求的情況下，還要考慮系統(tǒng)中斷處理和直接控制I/O功能，這些功能可以隨時(shí)處理，而不變掃描周期的限制，當(dāng)然這些功能都是有一定的具體要求的，有的也與系統(tǒng)硬件配置有關(guān)。整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度還與輸入輸出有關(guān)，因?yàn)槿魏屋斎胼敵瞿０宥加幸欢ǖ臅r(shí)間滯后。總之，不同的控制對(duì)象對(duì)響應(yīng)速度有不同的要求，

53、要根據(jù)實(shí)際需要選擇可編程序控制器，控制對(duì)象信號(hào)變化速度快，則要求響應(yīng)速度快，控制對(duì)象信號(hào)變化速度慢，則要求響應(yīng)的速度就不同。（六）可編程序控制器的指令系統(tǒng)由于可編程序控制器應(yīng)用的廣泛性，各種機(jī)型所具備的指令系統(tǒng)也不完全相同，現(xiàn)代的可編程序控制器的指令功能越來越強(qiáng)，內(nèi)部元件的個(gè)數(shù)也越來越多。任何一種可編程序控制器都可以滿足開關(guān)量控制系統(tǒng)的要求，如果系統(tǒng)要求完成模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，PID閉環(huán)控制，運(yùn)動(dòng)控制等工作，可編程序控制器應(yīng)有算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送等功能，有時(shí)甚至要求有開方、對(duì)數(shù)運(yùn)算和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算等功能。在機(jī)型選擇時(shí)，從指令系統(tǒng)方向應(yīng)注意下述內(nèi)容：指令系統(tǒng)的總語句數(shù)，這一點(diǎn)反映了整個(gè)指令所包括的全

54、部功能；指令系統(tǒng)的種類，主要應(yīng)包括邏輯指令，運(yùn)算指令和控制指令，具體的要求則與實(shí)際要完成的控制功能有關(guān)；指令系統(tǒng)的表達(dá)方式，指令系統(tǒng)的表達(dá)方式有多種；應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)圖，程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)，有子程序式的程序結(jié)構(gòu)；軟件開發(fā)手段。在考慮指令系統(tǒng)這一性能時(shí)，還要考慮到軟件的開發(fā)手段，一般的廠家對(duì)可編程序控制器都配有專用的編程器，提供較強(qiáng)的軟件開發(fā)手段，有的廠家在此基礎(chǔ)上還開發(fā)了專用軟件，可利用通用的微型機(jī)作為軟件開發(fā)手段，這樣就更加方便了用戶的需要。（七）機(jī)型選擇的其他考慮在考慮上述性能后，還要根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)際考慮其它一些因素，包括：性能價(jià)格比，毫無疑問，高性能的機(jī)型必然需要較高的價(jià)格，在

55、考慮滿足需要的性能后，還要根據(jù)工作的投資狀況來確定機(jī)型；備品備件的統(tǒng)一考慮，無論什么樣的設(shè)備，投入生產(chǎn)以后都要具有一定數(shù)量的備品備件，在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于一個(gè)工廠來說應(yīng)盡量與原有設(shè)備統(tǒng)一機(jī)型們這樣就可減少備品備件的種類和資金積壓，同時(shí)還有考慮備品備件的來源，所選機(jī)型要有可靠的訂貨來源；計(jì)數(shù)支持，選定機(jī)型時(shí)還要考慮有可靠的計(jì)數(shù)支持，這些支持包括必要的技術(shù)培訓(xùn)，設(shè)計(jì)指導(dǎo)，系統(tǒng)維修等內(nèi)容。總之，在選擇系統(tǒng)機(jī)型時(shí)要依據(jù)前面所述的根據(jù)，按照可編程序控制器本身的性能指標(biāo)對(duì)號(hào)入座，選擇合適的系統(tǒng)。二、PLC型號(hào)的確定根據(jù)以上選型原則本設(shè)計(jì)選用的PLC為三菱FX2-32MR型PLC。FX2n系列是FX系列P

56、LC家族中最先進(jìn)的系列。FX2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。三菱FX2-32MR型PLC是交流電源、24V直流輸入類型，其I/O總數(shù)為32點(diǎn)，輸入為漏型16點(diǎn)，輸出為繼電器型也是16點(diǎn)，尺寸mm（寬）x（厚）x（高）為150 x87x90。第二節(jié) 電機(jī)型號(hào)的選擇電機(jī)全部選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的定子饒組為接法，采用B級(jí)絕緣。型號(hào)為Y160M-4型，其同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，級(jí)數(shù)為4級(jí)，額定功率為11KW，滿載轉(zhuǎn)速為1460r/m

57、in，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比為2.2，最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩比為2.2，額定電流23A，功率因數(shù)0.84，效率88。第三節(jié) 按鈕及保護(hù)裝置的選型一、刀開關(guān)刀開關(guān)的作用為（1）、隔離電源，以確保電路和設(shè)備維修的安全；或作為不頻繁地接通和分?jǐn)囝~定電流以下的負(fù)載用（2）、分?jǐn)嘭?fù)載，如不頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘坎淮蟮牡蛪弘娐坊蛑苯訂?dòng)小容量電機(jī)。在本設(shè)計(jì)中刀開關(guān)的作用為隔離電源，確保電路和設(shè)備維修的安全。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用HR6-250A型開啟式刀開關(guān)。二、按鈕按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有

58、常閉觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)。按鈕在系統(tǒng)中有啟動(dòng)停止復(fù)位清零選擇等作用。一般性的按鈕可選用LA18-22型，其中-常開-常閉觸頭各兩個(gè)；緊急按鈕可選用LA18-22J型；當(dāng)按鈕作為選擇開關(guān)時(shí)可選用帶指示燈的按鈕。可選用LA19-11B/D。三、繼電器繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。在本設(shè)計(jì)

59、中，繼電器的作用為控制接觸器，從而控制電動(dòng)機(jī)電路。選擇3TH4262-0XQ0 380V中間繼電器。四、熱繼電器熱繼電器的種類很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其主要由熱元件、雙金屬片、觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機(jī)械輾壓而成。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器，在電路中作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，常遇到過載情況，過載時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，繞組溫升超過了允許值是將會(huì)加劇繞組絕緣老化，縮短電機(jī)的使用年限，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺姍C(jī)繞組燒壞。因此，凡電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，都需要對(duì)其過載提供保護(hù)裝置。選用熱繼電器主要應(yīng)考慮的因素有：額定電流或熱元件

60、的整定電流要求均應(yīng)大于被保護(hù)電路或設(shè)備的正常工作電流。作為電動(dòng)機(jī)保護(hù)時(shí)，要考慮其型號(hào)、規(guī)格和特性、正常啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)電流、負(fù)載的性質(zhì)等。在接線時(shí)對(duì)星型聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選擇帶斷相保護(hù)的熱繼電器。所選用的熱繼電器的整定電流通常與電動(dòng)機(jī)的額定電流相等。在此系統(tǒng)中選用JRS5-60/F-23A型的熱繼電器。 五、熔斷器熔斷器是一種簡(jiǎn)單而有效的保護(hù)電器。在使用時(shí)，熔斷器串接在所保護(hù)的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過載保護(hù)，主要用做短路保護(hù)。熔斷器的容體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，容體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)聲短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生