成都陳毅精神

1、南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 基于PLC的自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng) 學(xué) 院： 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 09機(jī)電一體化22姓 名： 222 學(xué) 號(hào)： 222 指導(dǎo)教師： 222 完成日期： 2012 年 6 月摘要總結(jié).53 致謝.54 參考文獻(xiàn).5554第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景和研究意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，整個(gè)國(guó)家自動(dòng)化水平和信息化水平的長(zhǎng)足發(fā)展，社會(huì)對(duì)這方面的要求越來越多。以前的工廠都是利用人工的方式進(jìn)行生產(chǎn)加工，這樣的工作的方式，不僅沒有安全保障，而且沒有很高的經(jīng)濟(jì)效益。特別是加工制造業(yè)方面，都是小工廠，小作坊形式，沒有自動(dòng)化的設(shè)備，什么事只能靠人力去做，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)里體現(xiàn)的更明顯。而

2、制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主導(dǎo)部門和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)；作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要依托，制造業(yè)是我國(guó)城鎮(zhèn)就業(yè)的主要渠道和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的集中體現(xiàn)。是提高我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)的重要支柱，制造業(yè)直接體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力水平，是區(qū)別發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家的重要因素，制造業(yè)在世界發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要份額。 改革開發(fā)以來，國(guó)內(nèi)的發(fā)展形式越來越好，競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，高科技設(shè)備逐漸代替了以前的手工操作方式，自動(dòng)化設(shè)備也越來越多，自動(dòng)控制系統(tǒng)用的越來越多。公司面對(duì)的壓力也越來越大，不僅要考慮國(guó)內(nèi)的對(duì)手，國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng)逐步加大，隨著信息科技、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品更新更為迅速，尤其是隨著高新科技的日新

3、月異，產(chǎn)品的類型、工藝外形越來越復(fù)雜，再加上企業(yè)經(jīng)營(yíng)與發(fā)展必會(huì)面對(duì)對(duì)勞工的短缺、人工成本要省力化、合理化與自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)！傳統(tǒng)的手工送料已經(jīng)不能滿足要求，這時(shí)自動(dòng)加料機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生。在今天現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域中，什么是加料機(jī)呢？顧名思義，加料機(jī)就是專門用于粒料，粉料，片狀料，帶狀等材料的自動(dòng)化，數(shù)控化，精確化的輸送機(jī)器，無論是輕工行業(yè)還是重工業(yè)都不可缺少的設(shè)備。傳統(tǒng)觀念，送料機(jī)是借助于機(jī)器運(yùn)動(dòng)的作用力加于材料，對(duì)材料進(jìn)行運(yùn)動(dòng)運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器。 特別是近年來，各項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，如自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和信息技術(shù)，使得這些應(yīng)用的領(lǐng)域越來越多。作為輔助裝置的送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)化水平也需要越來越

4、高。提高自動(dòng)化的水平不僅可以提高效率、產(chǎn)品的質(zhì)量同時(shí)也能保證工人的人身安全。 綜上所述，在本著節(jié)約資金、降低成本，提高生產(chǎn)效率，保障人身安全的情況下對(duì)加料機(jī)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出更加適合于工作環(huán)境的加料機(jī)構(gòu)。此設(shè)計(jì)中自動(dòng)加料機(jī)控制體統(tǒng)就是采用以PLC為核心的自動(dòng)控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)功能來實(shí)現(xiàn)的。1.2 自動(dòng)加料機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)要求 近年來，在玻璃制造行業(yè)中，玻璃全電熔技術(shù)中的人工加料方式逐漸被自動(dòng)加料系統(tǒng)取代。自動(dòng)加料系統(tǒng)具有工作時(shí)間長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單、加料均勻、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，因此，一些有實(shí)力采用全電熔的玻璃產(chǎn)家已經(jīng)開始使用自動(dòng)加料設(shè)備。為此，本人以此設(shè)計(jì)一套以PLC程序控制的自動(dòng)加料設(shè)備的控制

5、的程序。工藝要求如下：自動(dòng)加料機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，振動(dòng)電機(jī)和變頻電機(jī)，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)加料設(shè)備的振動(dòng)和對(duì)傳送帶的驅(qū)動(dòng)。振動(dòng)是使物料能順利的下落到傳送帶上，不至于卡住。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是驅(qū)動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，將物料裝入下料口中。此系統(tǒng)的工作全過程是：?jiǎn)?dòng)系統(tǒng)，然后推動(dòng)手臂到位，待到手臂到位后觸動(dòng)行程開關(guān)，此時(shí)給PLC一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)變頻器啟動(dòng)。接著啟動(dòng)變頻電機(jī)E13，此時(shí)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶上E5、E6上的料就加到料斗E11中去。為保證傳送帶上有料且不出現(xiàn)堆料及缺料現(xiàn)象本例采用了斷續(xù)加料方式，及啟動(dòng)振動(dòng)器加料時(shí)間T3再停止振動(dòng)器停止加料時(shí)間T4，如此循環(huán)，直到累計(jì)加料時(shí)間到達(dá)T2。這時(shí)候停止振動(dòng)器

6、和變頻器，接著延時(shí)時(shí)間T5 510秒。接著縮回手臂，帶手臂縮回到位后，再延時(shí)時(shí)間T6 510 秒。這樣循環(huán)下去，直到到達(dá)設(shè)定的運(yùn)行次數(shù)再停止系統(tǒng)。 圖 1.1 運(yùn)動(dòng)過程示意圖第二章 可編程控制器基礎(chǔ) 2.1 PLC的產(chǎn)生及概述 1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求；1969 年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程邏輯控制器PDP14 ，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程邏輯控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。 可編程控制器（Programmable logic Controller）的英文縮

7、寫是PC，容易同個(gè)人計(jì)算機(jī)（Programmable Controller）混淆，因此通常都稱其為PLC。PLC是在繼電器控制基礎(chǔ)上以微處理器為核心，將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。特備是由于PLC采用了依據(jù)繼電器控制原理而開發(fā)的梯形圖作為程序設(shè)計(jì)語言，使得不熟悉計(jì)算機(jī)的機(jī)電設(shè)計(jì)人員和工人中的技師均能較快速的掌握梯形圖的編程方法，極大地促進(jìn)了PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用，目前PLC已基本替代了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造）的首位。在1987年

8、國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用了可編程控制器的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 2.2 PLC的結(jié)構(gòu)1.基本結(jié)構(gòu)：各種PLC的組成結(jié)構(gòu)基本相同，主要有CPU,電源，儲(chǔ)存器和輸入輸出接口電路等組成。2中央處理器： 中央處理器單元一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與儲(chǔ)存單元、

9、輸入輸出接口、通信接口、擴(kuò)展接口相連。CPU是PLC的核心，它不斷采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出。3儲(chǔ)存器：PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩種。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用于存放PLC的系統(tǒng)程序，用戶存儲(chǔ)器用于存放PLC的用戶程序?，F(xiàn)在的PLC一般均采用可電擦除的E2PROM存儲(chǔ)器來作為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。4輸入輸出接口單元：PLC的輸入接口電路的作用是將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號(hào)輸入CPU；PLC的輸出接口電路的作用是將CPU向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行元件的信號(hào)，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。PLC的輸入輸出接口電路一般采用光耦合隔離技術(shù)，可以有效地保護(hù)內(nèi)部電

10、路。5輸入接口電路：PLC的輸入接口電路可分為直流輸入電路和交流輸入電路。直流輸入電路的延遲時(shí)間比較短，可以直接與接近開關(guān)，光電開關(guān)等電子輸入裝置連接；交流輸入電路適用于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。交流輸入電路和直流輸入電路類似，外接的輸入電源改為220V交流電源。6輸出接口電路：輸出接口電路通常有3種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型的輸出電路類似，只是晶體管或晶閘管代替繼電器來控制外部負(fù)載。7擴(kuò)展接口和通信接口：PLC的擴(kuò)展接口的作用是將擴(kuò)展單元和功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控制系統(tǒng)的需要；通信接口的功

11、能是通過這些通信接口可以和監(jiān)視器、打印機(jī)、其他的PLC或是計(jì)算機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)”或“機(jī)-機(jī)”之間的對(duì)話。8電源：PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲(chǔ)器等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常工作。2.3 PLC的分類 PLC（可編程控制器）在現(xiàn)代的自動(dòng)化行業(yè)中應(yīng)用廣泛，那么PLC在廣泛的應(yīng)用中，可以分為幾大類呢，人們又是怎么樣通過區(qū)別的呢。結(jié)合自己所學(xué)知識(shí)，整理出來了這篇文章，比較適合入門級(jí)，貼出來和大家一起分享下。PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)

12、數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。1 按結(jié)構(gòu)形式分類 根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。（1）整體式PLC  整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單

13、元等，使其功能得以擴(kuò)展。 （2）模塊式PLC   模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層

14、地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。  2按功能分類  根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。（1）低檔PLC  具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。（2）中檔PLC   除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制

15、系統(tǒng)。（3）高檔PLC   除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。3按I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。(1).小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)< 256點(diǎn)；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量4K字以下。如：GE-I型     美國(guó)通用電氣（GE）公司    TI100 &

16、#160;    美國(guó)德洲儀器公司    F、F1、F2  日本三菱電氣公司    C20 C40    日本立石公司（歐姆龍）    S7-200     德國(guó)西門子公司    EX20 EX40  日本東芝公司    SR-20/21   中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司(2). 中型PLCI/

17、O點(diǎn)數(shù)2562048點(diǎn)；雙CPU，用戶存儲(chǔ)器容量28K如：S7-300     德國(guó)西門子公司SR-400     中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司SU-5、SU-6   德國(guó)西門子公司C-500        日本立石公司GE-        GE公司 (3). 大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)> 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器

18、容量816K如：S7-400  德國(guó)西門子公司GE-   GE公司C-2000  立石公司K3      三菱公司等2.4 PLC的特點(diǎn) 1.使用靈活、通用性強(qiáng)PLC的硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的，加之PLC的產(chǎn)品已系列化，功能模塊品種多，可以靈活組成各種不同大小和不同功能的控制系統(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入輸出信號(hào)線。當(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)PLC裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。2.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)微機(jī)功能強(qiáng)

19、大但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾，電源波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)，溫度和濕度的變化，都可能導(dǎo)致一般通用微機(jī)不能正常工作；傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，但由于存在大量的機(jī)械觸點(diǎn)（易磨損、燒蝕）而壽命短，系統(tǒng)可靠性差。PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來完成，大部分繼電器和繁雜連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高，從實(shí)際使用情況來看，PLC控制系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間一般可達(dá)45萬小時(shí)。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，能適應(yīng)有各種強(qiáng)烈干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，并具有故障自診斷能力。如一般PLC能抗1000V、1ms脈沖的干擾，其工作環(huán)境溫度為060，無需強(qiáng)迫風(fēng)冷。3.

20、接口簡(jiǎn)單、維護(hù)方便PLC的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力（輸入輸出可直接與交流220V，直流24V等強(qiáng)電相連），接口電路一般亦為模塊式，便于維修更換。有的PLC甚至可以帶電插拔輸入輸出模塊，可不脫機(jī)停電而直接更換故障模塊，大大縮短了故障修復(fù)時(shí)間。4.編程軟件簡(jiǎn)單易學(xué)PLC有多種編程軟件可選用，最大特點(diǎn)是采用從清晰直觀的繼電器控制線路演化過來的梯形圖作為編程語言，梯形圖是面向控制過程，面向操作人員的語言，因此梯形圖程序易學(xué)易懂，易修改，深受電氣工作人員的歡迎。5.適用性好，具有柔性正因?yàn)镻LC編程簡(jiǎn)單易學(xué)，控制過程可變，使其具有良好的柔性。當(dāng)生產(chǎn)工藝改變，生產(chǎn)設(shè)備更新時(shí)，不必改變P

21、LC的硬件設(shè)備，只需改變相應(yīng)的軟件，就可以滿足新的控制要求了。6.體積小、功耗小、性價(jià)比高以小型PLC（TSX21）為例，它具有128個(gè)I/O接口，可相當(dāng)于400800個(gè)繼電器組成的系統(tǒng)的控制功能，其尺寸僅為216×127×110mm3，重2.3kg，不帶接口的空載功耗為1.2W，其成本僅相當(dāng)于同功能繼電器系統(tǒng)的1020。PLC的輸入輸出系統(tǒng)能夠直觀地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等，對(duì)此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。2.5 PLC的應(yīng)用 PLC的應(yīng)用

22、領(lǐng)域，最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。   如今，PLC不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實(shí)現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與治理。PLC已日益成為產(chǎn)業(yè)控制裝置家族中一個(gè)重要的角色。但歸納起來，PLC的主要應(yīng)用有以下五個(gè)方面。1.開關(guān)邏輯量控制開關(guān)邏輯量控制是PLC最基本的應(yīng)用，即用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。如機(jī)床電氣控制、電動(dòng)機(jī)控制、注塑機(jī)控制、電鍍流水線、電梯控制等等。總之，PLC既可以用于單機(jī)控制，也可以用于多機(jī)群和生產(chǎn)線的控制

23、。2.模擬量過程控制除了數(shù)字量之外，PLC還能控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、流量、液位、電壓和電流等均為模擬量。通過各種傳感器將相應(yīng)的模擬量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過A/D模塊將他們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到PLC內(nèi)部CPU處理，處理后的數(shù)字量在經(jīng)過D/A模塊轉(zhuǎn)換為模擬量進(jìn)行輸出控制。若使用專用的智能PID模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的閉環(huán)控制。3.機(jī)械件位置控制位置控制是指PLC使用專用的位置控制模塊來控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)控制，如控制構(gòu)件的速度、位移、運(yùn)動(dòng)方向等。PLC的位置控制典型應(yīng)用有機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械手的位置控制、電梯運(yùn)動(dòng)控制等，PLC還可以和計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置

24、組成數(shù)控機(jī)床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實(shí)現(xiàn)高精度的加工。4.現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理目前PLC都具有數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令和循環(huán)移位與移位指令，所以由PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，可以方便的對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和加工處理。數(shù)據(jù)處理通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人和機(jī)械手的控制系統(tǒng)等大中型控制系統(tǒng)中。5.通信聯(lián)網(wǎng)、多級(jí)控制PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間通信，要采用其專用通信模塊，并利用RS-232或RS-422A接口，用雙絞線過同軸電纜或光纜將它們連接成網(wǎng)絡(luò)。并由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，進(jìn)行“集中管理，分散控制”，建立工廠的自

25、動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。PLC還可以連接CRT顯示器或打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)顯示和打印。2.6 PLC的發(fā)展 1969年美國(guó)DEC公司研制出世界上第一臺(tái)PLC（PDP-14），并在GM公司汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用成功 PLC的誕生： ·1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-14 ·1971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-8 ·1973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC ·1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC 發(fā)展史： 第一代：1969年1972年，代表產(chǎn)品有 ·美國(guó)DEC公司的PDP-14/L ·日本立石電機(jī)公司的SCY-022 ·日本北辰電機(jī)公司的HOSC-20 第

26、二代：1973年1975年，代表產(chǎn)品有 ·美國(guó)GE公司的LOGISTROT ·德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列 ·日本富士電機(jī)公司的SC系列 第三代：19761983年，代表產(chǎn)品有 ·美國(guó)GOULD公司的M84、484、584、684、884 ·德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC S5系列 ·日本三菱公司的MELPLAC-50、550 第四代：1983年現(xiàn)在，代表產(chǎn)品有 ·美國(guó)GOULD公司的A5900 ·德國(guó)西門子公司的S7系列未來發(fā)展：21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)

27、技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中

28、已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。 2.7 PLC系統(tǒng)的外圍設(shè)備PLC的外圍設(shè)備有很多，基本功能是對(duì)信息和數(shù)據(jù)的處理。通用的有編程器、可編程終端、打印機(jī)、條碼讀入機(jī)等等。 1. 編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 2.人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)

29、界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。2.8 PLC的編程語言及設(shè)計(jì)原則不同的廠家的PLC有不同的編程語言，但就某個(gè)廠家來說，PLC的編程語言也就那么幾種。下面以西門子PLC的編程語言為例，說明一下各種編程語言的異同。1順序功能圖（SFC）這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制的程序。編寫時(shí)，工藝過程被劃為若干個(gè)順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動(dòng)作，從一步到另一的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過程。2. 梯形圖（LAD） 這是使用最多的PLC編程語言。因與繼電器電路很相似，具有直

30、觀易懂的特點(diǎn)，很容易被熟悉繼電器控制的人員所掌握，特別適合于數(shù)字邏輯量控制。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈和用方框表示的指令構(gòu)成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線圈代表邏輯運(yùn)算結(jié)果，常用來控制指示燈、開關(guān)盒內(nèi)部標(biāo)志位等，指令框用來表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)算等附加指令。在程序中，最左邊是主信號(hào)流，信號(hào)流總是從左流向右。3. 語句表（STL）這是一種類似于微機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個(gè)程序段。語句表適合于經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，可以實(shí)現(xiàn)某些梯形圖不能實(shí)現(xiàn)的功能。4. 功能塊圖（FBD）功能塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號(hào)來表示控制邏輯，一些復(fù)雜的功能用指令框表示，適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員

31、使用。功能塊圖用類似于與門、或門的框圖來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圈圈表示非運(yùn)算，方框用“導(dǎo)線”連在一起，信號(hào)自左向右。5. 結(jié)構(gòu)化文本（ST）結(jié)構(gòu)化文本時(shí)為IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級(jí)語言。與梯形圖相比，它可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。STEP 7的S7 SCL結(jié)構(gòu)化控制語言、編程語言和C語言、Pascal語言相似，特別適合于習(xí)慣使用高級(jí)語言編程的人員使用。在設(shè)計(jì)PLC時(shí)總會(huì)有一些原則上的要求，也就是設(shè)計(jì)的基本原則，PLC控制系統(tǒng)與其他的工業(yè)控制系統(tǒng)類似，其目的是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，從而提高生產(chǎn)

32、效率的品質(zhì)質(zhì)量。在設(shè)計(jì)PLC控制控制系統(tǒng)是應(yīng)按照以下基本原則進(jìn)行，1. 熟悉控制對(duì)象，確定控制范圍 設(shè)計(jì)前要實(shí)地考察，全面且詳細(xì)地了解被控對(duì)象的特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝過程。同時(shí)要收集各種資料，歸納出工作狀態(tài)流程圖，并與有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員進(jìn)行相互的交流和討論，明確控制人物和設(shè)計(jì)要求。要了解工藝工程和機(jī)械運(yùn)動(dòng)與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系和對(duì)控制系統(tǒng)的控制要求，共同擬定出電氣控制方案，最后歸納出電氣執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)節(jié)拍表。這也是PLC要正確實(shí)現(xiàn)的根本任務(wù)。2.優(yōu)化控制系統(tǒng)，確定PLC型號(hào)在確定了控制對(duì)象和控制范圍之后，需要制定制訂相應(yīng)的控制方案。在滿足控制要求的前提下，力爭(zhēng)使設(shè)計(jì)出來的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、

33、可靠、經(jīng)濟(jì)以及使用和維修方便?？刂品桨傅闹朴喛梢愿鶕?jù)生產(chǎn)工藝和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要求，確定電氣控制系統(tǒng)的工作方式。是單機(jī)控制就可以滿足要求，還是需要多機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信的方式。最后，綜合考慮所有的要求，確定所要選用的PLC型號(hào)，以及其他的各種硬件設(shè)備。3.提高可靠性和安全性 在考慮完所有的控制細(xì)節(jié)和應(yīng)用要求之后，還必須要特別注意控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。大多數(shù)的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)，充滿了各種各樣的干擾和潛在的突發(fā)狀態(tài)。因此，在設(shè)計(jì)的最初階段就要考慮到這方面的各種因素，到現(xiàn)場(chǎng)去觀察和收集數(shù)據(jù)。沒有了安全性和可靠性的控制系統(tǒng)，其他的一切都無從談起。4. 可升級(jí)性隨著生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，原有的控制系統(tǒng)也要不斷地升級(jí)和

34、改進(jìn)，才能適應(yīng)新的控制環(huán)境和要求。這就要求在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)考慮到日后生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，而適當(dāng)留有一些余量，方便后面的升級(jí)。2.9 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)只要兩個(gè)系統(tǒng)之間存在著信息的交換，那么這種交換就叫通信。通過對(duì)通信技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送、交和處理。PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與外圍設(shè)備、PLC與PLC之間的通信統(tǒng)稱為PLC的通信。一個(gè)通信系統(tǒng)，從硬件來看，是由發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、控制設(shè)備和通信介質(zhì)等組成，從軟件來看，還必須有通信協(xié)議和通信軟件的配合。1. 通信方式按照數(shù)據(jù)的傳輸方式進(jìn)行分類，可以將通信方式分為兩種：并行通信和串行通信。并行通信的特點(diǎn)是將多個(gè)數(shù)

35、據(jù)位同時(shí)進(jìn)行傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有多少位，就相應(yīng)的有多少根傳輸線，因此并行通信的傳輸速度快。但是隨著傳輸位數(shù)的增多，電路的復(fù)雜程度也就相應(yīng)增加，成本也隨著增加，因此，并行傳輸比較適合于短距離的數(shù)據(jù)通信。串行通信的特點(diǎn)是只用一根數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸，多位數(shù)據(jù)必須在同一根數(shù)據(jù)線上按順序傳輸，因此，串行通信傳送速度要比并行通信慢，但是因?yàn)橹灰桓鶖?shù)據(jù)線進(jìn)行傳輸，所以電路比較簡(jiǎn)單，適合于多數(shù)位、長(zhǎng)距離的通信傳輸。串行通信按照信息在設(shè)備間的傳輸方向，還可以分為單工、半雙工、全雙工三種方式，PLC通信通常采用異步串行通信方式。2. 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通道，也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。傳輸介

36、質(zhì)大致可分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。通常用的有線介質(zhì)有雙絞線、同軸光纜和光纖等。無線介質(zhì)是指在空間傳播的電磁波，紅外線，微波等。在PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，普遍使用的是有線介質(zhì)。1. 雙絞線是一種使用廣泛且價(jià)格便宜的傳輸介質(zhì)，分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線兩種，它由兩根彼此絕緣的導(dǎo)線按照一定規(guī)則以螺旋狀絞合在一起構(gòu)成的，雙絞線既可以傳輸模擬信號(hào)又可以傳輸數(shù)字信號(hào)，一般在傳輸模擬信號(hào)時(shí)，每隔5-6Km加一個(gè)放大器，傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí)，每隔2-3Km加一個(gè)中繼器。 2. 同軸光纜由導(dǎo)體銅質(zhì)芯線、內(nèi)絕緣層、屏蔽層、外絕緣層和塑料保護(hù)層5部分組成，與雙絞線相比，同軸纜線抗干擾能力強(qiáng)，能夠應(yīng)用于頻率更高、數(shù)據(jù)傳輸速度更快

37、的場(chǎng)合。3. 光纖是一種傳輸光信號(hào)的傳媒介質(zhì)，其從中心道外層分別為光纖芯、包層、保護(hù)層。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 PLC的選擇目前，國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種功能各異的PLC產(chǎn)品，應(yīng)用中應(yīng)該全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的、一般選擇機(jī)型要滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可以從以下方面來考慮。1.對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇盲目的選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定的浪費(fèi)。所以要線弄清楚控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15%20%留出備用量后確定所需PLC的點(diǎn)數(shù)。2.對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇在存儲(chǔ)容量上，只能大概的進(jìn)行估算，一般估算按

38、容量的50%100%留有余量，對(duì)于缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者。選擇容量是應(yīng)該留有更多的余量。3.對(duì)I/O口響應(yīng)速度的選擇PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在23個(gè)掃描周期）等。對(duì)開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC和I/O響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮I/O響應(yīng)問題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問題。4.根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型 不同的負(fù)載對(duì)PLC的輸出方式有不同的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型，而不應(yīng)選擇繼電器輸出型的。5.控制功能的選擇 包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度

39、等特性的選擇。6.機(jī)型結(jié)構(gòu)的選擇 在相同功能和相同I/O點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)采用SIEMENS S7224XP的PLC。本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，2輸入/1輸出共3個(gè)模擬量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展值至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或38路模擬量I/O點(diǎn)。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器（100KHz），2個(gè)100KHz的高速脈沖輸出，2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。本機(jī)還新增

40、多種功能，如內(nèi)置模擬量I/O,位控特性，自整定PID功能，線性斜坡脈沖指令，診斷LED，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O和強(qiáng)大控制能力的新型CPU。 圖3.1 西門子s7224XP3.2 自動(dòng)加料機(jī)的選擇目前市場(chǎng)上應(yīng)用的自動(dòng)加料機(jī)型號(hào)比較多，玻璃電熔爐自動(dòng)加料機(jī)的型號(hào)主要有三種：一是翻轉(zhuǎn)進(jìn)給型，二是XY型，三是振動(dòng)型。從經(jīng)濟(jì)方面以及工作環(huán)境考慮，綜合本人所設(shè)計(jì)的自動(dòng)加料控制系統(tǒng)考慮，選用振動(dòng)進(jìn)給型的自動(dòng)加料機(jī)最為合適。 圖3.2 自動(dòng)加料機(jī)3.3 變頻器的選擇 變頻器是以電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用為基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能型的調(diào)速設(shè)備。變頻器調(diào)速時(shí)現(xiàn)代電力傳動(dòng)

41、技術(shù)的重要發(fā)展方向，隨著近幾十年電力電子技術(shù)的不斷完善及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變頻器各項(xiàng)性能日趨完美，已被不同學(xué)科、不同行業(yè)的工程人員廣泛應(yīng)用，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，推動(dòng)了工藝生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程，是極富吸引力的調(diào)速節(jié)能設(shè)備之一。現(xiàn)代變頻交流調(diào)速在很多場(chǎng)合已經(jīng)逐步取代了過去的內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速、變極調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，甚至取代了液力耦合、滑差、直流調(diào)速。可以說，有交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的地方就有變頻器的應(yīng)用。變頻器作為一種新型的調(diào)速節(jié)能設(shè)備，是目前最簡(jiǎn)單、最方便的一種調(diào)速節(jié)能方式。目前，變頻器在我國(guó)的應(yīng)用范圍以深入到石油、電力、冶煉、軍工、化工等各種工業(yè)生產(chǎn)及民用行業(yè)中。按照生產(chǎn)機(jī)械的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精

42、度、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及性價(jià)比的要求本例中選用西門子MM440變頻器。西門子MM440變頻器全稱是MicroMaster440它是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。 它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有無可比擬的靈活性。 主要特征： 200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； 高過載能力，內(nèi)置制動(dòng)單元； 三組參數(shù)切換功能?？?/p>

43、制功能： 線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測(cè)速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式； 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件； 數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)； 獨(dú)立I/O端子板，方便維護(hù)； 采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接； 內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定； 集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊； 具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； 可實(shí)現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式； 在電源消失或故障時(shí)具有"自動(dòng)再起動(dòng)"功能； 靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段

44、和結(jié)束段的平滑特性； 快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘； 有直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能。 保護(hù)功能： 過載能力為200%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和150%額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒； 過電壓、欠電壓保護(hù)； 變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)； 接地故障保護(hù)，短路保護(hù)； 閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)； 采用PIN編號(hào)實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖 圖3.3 西門子MM440變頻器3.4 觸摸屏的選擇隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，觸摸屏在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越多，從廣義上講，觸摸屏就是一種簡(jiǎn)單易學(xué)的就計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，或是說人人都會(huì)使用的與計(jì)算機(jī)溝通的設(shè)備，應(yīng)用方面越來越多，特別是應(yīng)用在自動(dòng)控制方面系

45、統(tǒng)中，使之更趨于人性化等等。綜合考慮到成本環(huán)境等因素，本設(shè)計(jì)中用的是威綸觸摸屏MT6070iH威綸觸摸屏MT6070iH詳細(xì)信息：1、標(biāo)準(zhǔn)USB 2.0接口，可接USB鼠標(biāo)、USB鍵盤、USB打印機(jī)等，即插即用。 2、支持U盤，通過U盤快速的上傳、下載Project。 3、支持U盤擴(kuò)展寄存器（EM0EM9）， 輕松實(shí)現(xiàn)斷電保持。最大可擴(kuò)展到2G(WORD)。 4、通過USB口，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展寄存器與PLC數(shù)據(jù)的交互存儲(chǔ)。 5、U盤支持“熱插拔”,利用U盤隨時(shí)備份與更新生產(chǎn)數(shù)據(jù) 6、可將歷史資料與配方資料（RW或者RW_A寄存器數(shù)據(jù)）通過U盤下載到HMI，數(shù)據(jù)更新更加方便。 7、可將HMI的配方資料（

46、RW或者RW_A寄存器數(shù)據(jù)）、歷史故障記錄、采樣資料等保存到U盤，并可在EXCEL電子表格中查看。 8、利用MT8000/ MT6000特有的備份功能, 可將特定時(shí)間內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)記錄和歷史報(bào)警記錄保存到U盤中。 產(chǎn)品規(guī)格 認(rèn)證 CE/UL/RoSH顯示器 4.3”5.6”7"10” TFT 背光 500 cd/m2色彩 65536 color對(duì)比 300:1 500：1分辨率 (WxH dots) 320x234背光燈 LED背光燈壽命 (avg.) 30,000 hr.觸控屏 4 wires resistive type觸控精準(zhǔn) 2mm觸控硬度 4H串行端口接口 Com1(RS23

47、2/RS485 2w/4w), Com2(RS232), Com3 (RS232/RS485 2w)USB 接口 USB 2.0 x 2處理器 32bit RISC CPU內(nèi)存 128MB 配方內(nèi)存 有 CF 卡接口 有萬年歷RTC 有 系統(tǒng)診斷 Power failure detection 電壓 24 VDC ± 20% 消耗電流 440 mA 24VDC外型尺寸WxHxD 204x150x48mm開孔尺寸 WxH192 x 138mm (7.56"x5.43")重量 Approx.0.3kg, 0.85kg,1.4kg 圖3.4威綸觸摸屏MT6070iH3.

48、5 觸摸屏人機(jī)界面設(shè)計(jì)對(duì)于觸摸屏的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，為了更好的進(jìn)行自動(dòng)加料控制系統(tǒng)的控制，進(jìn)行了更加人性化，系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)，用的是WEINVIEW HMI 組態(tài)軟件 EasyBuilder8000（簡(jiǎn)稱EB8000）。 WEINVIEW HMI 組態(tài)軟件 EasyBuilder8000（簡(jiǎn)稱 EB8000，后同）是臺(tái)灣威綸科技公司開發(fā)的新一代人機(jī)界面軟件，適用于本公司 MT8000和 MT6000系列所有型號(hào)的產(chǎn)品。圖3.5.1 主畫面圖3.5.2 工作畫面圖3.5.3 工藝參數(shù)畫面 圖3.5.4 手動(dòng)畫面3.6 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇是否恰當(dāng)，關(guān)系到電動(dòng)機(jī)能否安全、經(jīng)濟(jì)、合理地使用，如果選擇不當(dāng)

49、，會(huì)造成浪費(fèi)，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的選擇主要包括：電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇，電動(dòng)機(jī)電流種類的選擇，電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇，電動(dòng)機(jī)電壓的選擇，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇等等。1電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇生產(chǎn)機(jī)械工作時(shí)必然消耗一定的機(jī)械功率PL,而這些機(jī)械功率是由拖動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)提供的輸出功率P2，即P2=P1。如果選擇的電動(dòng)機(jī)額定功率PN合適，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定溫度就等于繞組絕緣材料允許的最高溫度，電動(dòng)機(jī)就能夠達(dá)到正常使用壽命，電動(dòng)機(jī)容量得到了充分的利用。如果選擇的電動(dòng)機(jī)額定功率Pn偏小,會(huì)出現(xiàn)小馬拉大車的情況，電動(dòng)機(jī)將長(zhǎng)時(shí)間在過載的情況下運(yùn)行。其溫度就會(huì)超過繞組絕緣材料允許的最高溫度，從而縮短了電動(dòng)機(jī)的使用壽命，同

50、時(shí)也使電動(dòng)機(jī)的效率下降。所以已選擇電動(dòng)機(jī)的時(shí)候一定要了解所使用機(jī)械功率的大小，然后再去選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)，這樣才能在保障正常的工作，又能提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。2. 電動(dòng)機(jī)電流種類的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的種類，要根據(jù)正產(chǎn)機(jī)械的要求全面衡量各種技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件來確定。技術(shù)條件包括：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性是否匹配，調(diào)速和啟動(dòng)性能是否符合要求。經(jīng)濟(jì)方面要考慮對(duì)生產(chǎn)率的影響，初期投資以及運(yùn)行費(fèi)用等等。在技術(shù)條件基本滿足生產(chǎn)機(jī)械要求的條件下，一般選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠、維護(hù)方面的電動(dòng)機(jī)。從這個(gè)意義上看，交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī)，交流異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)于交流同步電動(dòng)機(jī)，鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)于繞線型異步電動(dòng)機(jī)。

51、3. 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式按其安裝位置的不同可分為臥式立式兩種，臥式電動(dòng)機(jī)安裝時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸處于水平位置，立式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸則與地面垂直，二者的軸承不同，不能隨便混用，在一般情況下，應(yīng)優(yōu)先選用臥式電動(dòng)機(jī)，立式電動(dòng)機(jī)價(jià)格較貴，只有為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，又必須垂直運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才采用。電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境是由生產(chǎn)機(jī)械的工作環(huán)境決定的。在很多情況下，電動(dòng)機(jī)工作場(chǎng)所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分，有的還含有腐蝕性氣體甚至含有易燃易爆氣體；有的電動(dòng)機(jī)則要在水中或其他液體中工作。灰塵會(huì)使電動(dòng)機(jī)繞組黏結(jié)上污垢而妨礙散熱；水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會(huì)使電動(dòng)機(jī)的絕緣材料性能退化，甚至?xí)耆珕适Ы^緣能力；易燃、易

52、爆氣體與電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的電火花接觸時(shí)將有發(fā)生燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。因此，為了保證電動(dòng)機(jī)能夠在其工作環(huán)境中長(zhǎng)期安全運(yùn)行，必須根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件合理地選擇電動(dòng)機(jī)的防護(hù)方式。電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)方式有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式幾種。4. 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇交流電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇主要以使用場(chǎng)所的供電電網(wǎng)電壓等級(jí)為依據(jù)。一般低壓電網(wǎng)為380V，因此，中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓大多為380V（Y或接法），220V/380V(/Y接法)和380V/660V(/Y接法)，這樣絕緣問題容易解決，可降低成本，既經(jīng)濟(jì)又安全，當(dāng)功率在100200KW以上時(shí)，中等功率的電動(dòng)機(jī)有低壓和高壓兩種類型，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)工作地點(diǎn)的

53、電源來決定，應(yīng)盡量避免增設(shè)變壓器，以減少投資。對(duì)于礦山及鋼鐵行業(yè)的大型設(shè)備用大功率電動(dòng)機(jī)，為了提高經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，多用3000V或6000V的高壓電動(dòng)機(jī)，這樣既減小了電動(dòng)機(jī)的體積，又節(jié)約銅線的用量，但使用是應(yīng)注意安全，單相異步電動(dòng)機(jī)額定電壓多采用220V。直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓也要和電源電壓相配合。由直流發(fā)電機(jī)供電的直流電動(dòng)機(jī)額定電壓一般為110V、220V或440V，其中220V為常用電壓等級(jí)。大功率電動(dòng)機(jī)可提高到6001000V，當(dāng)電網(wǎng)電壓為380V，直流電動(dòng)機(jī)由晶閘管整流電路供電時(shí)，采用三相整流可選額定電壓為440V，單相整流可選擇額定電壓為160V或180V。當(dāng)然選用時(shí)也要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)已有

54、的電壓等級(jí)考慮，盡量減少為電動(dòng)機(jī)提供電源的投資。5.電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求、設(shè)備的投資和傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性來決定的，一般在同類型同功率的電動(dòng)機(jī)中，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速高，其體積越小，重量越輕，價(jià)格越低，運(yùn)行的效率越高，因此，選用高速電動(dòng)機(jī)較經(jīng)濟(jì)合適，但是，若生產(chǎn)機(jī)械要求轉(zhuǎn)速低，這時(shí)候選用轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)就勢(shì)必要采用高傳動(dòng)比的變速裝置，不但使傳動(dòng)復(fù)雜，增加了設(shè)備投資。而且傳動(dòng)效率低，工作可靠性差。因此，選用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的原則，應(yīng)該是使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械所要求的轉(zhuǎn)速，盡量采用低轉(zhuǎn)速比的減速裝置。在許多場(chǎng)所，即使生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速很低，也采用與它相配合的低速電動(dòng)機(jī)，雖然電動(dòng)機(jī)貴點(diǎn)，但省去或簡(jiǎn)化了變速裝置，增加了工作的可靠性，在總的技術(shù)指標(biāo)上還是比較合理地。因此可以根據(jù)以上的要求來選取合適經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)機(jī)，由于經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，選擇額定轉(zhuǎn)速時(shí)則應(yīng)主要考慮縮短啟、制動(dòng)時(shí)間以提高生產(chǎn)率。啟、制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)、短主要取決于電動(dòng)機(jī)的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速，應(yīng)選擇較小的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速。所以我們可以選取額定電壓為380V,額