PLC三種故障標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警電路控制(DOC)

1、目錄1、 引言. 11.1 設(shè)計(jì)目的. 11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo). 12、 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) . 22.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理. 22.1.1 PLC 的選型. 22.1.2 容量的估算. 32.2 系統(tǒng)硬件電路圖. 53、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì). 73.1 系統(tǒng)功能分析. 73.2 控制程序設(shè)計(jì)思路. 73.3 各部分功能具體實(shí)現(xiàn) . 84、 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析. 114.1 系統(tǒng)調(diào)試. 114.2 結(jié)果分析. 12結(jié)束語(yǔ). 13參考文獻(xiàn). 14附錄一 . 1511、引言1.1 設(shè)計(jì)目的本次PLC課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)某一PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，是學(xué)生 能夠熟練的進(jìn)行PLC系統(tǒng)外圍電

2、路設(shè)計(jì)、接線、編程、調(diào)試等工作，培養(yǎng)學(xué)生的 工程技術(shù)應(yīng)用能力。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)報(bào)警是電氣自動(dòng)控制中不可缺少的重要環(huán)節(jié)， 標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)警功能應(yīng)該是聲光報(bào) 警。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，報(bào)警指示燈閃爍，報(bào)警電鈴或蜂鳴器響。操作人員知道故障 發(fā)生后，按消鈴按鈕，把電鈴關(guān)掉，報(bào)警指示燈從閃爍變?yōu)槌Ａ?。故障消失后?報(bào)警燈熄滅。另外還應(yīng)設(shè)置試燈、試鈴按鈕，用于平時(shí)檢測(cè)報(bào)警指示燈和電鈴的 好壞。在實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障一般有多種。對(duì)報(bào)警指示燈來(lái)說(shuō)，一種故障對(duì)應(yīng)于一個(gè)指示燈，但一個(gè)系統(tǒng)只能有一個(gè)電鈴。設(shè)計(jì)一個(gè)三種故障標(biāo)準(zhǔn)報(bào) 警電路，報(bào)警具有優(yōu)先級(jí)。22、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理2

3、.1.1 PLC 的選型FX系列PLC型號(hào)的含義如下：圖2.1 FX PLC型號(hào)含義其中系列名稱：女口0、2、OS、1S、ON 1N 2N 2NC等單元類型：M基本單元E輸入輸出混合擴(kuò)展單元EX擴(kuò)展輸入模塊EY擴(kuò)展輸出模塊輸出方式：R繼電器輸出S晶閘管輸出T晶體管輸出特殊品種：DC電源，DC輸出A1AC電源AC( AC10A120V)輸入或AC輸出模塊H大電流輸出擴(kuò)展模塊V-立式端子排的擴(kuò)展模塊3C接插口輸入輸出方式F輸入濾波時(shí)間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊如果特殊品種一項(xiàng)無(wú)符號(hào)，為AC電源、DC輸入、橫式端子排、標(biāo)準(zhǔn)輸出。例如FX2N- 32MF D表示FX2N系列，32個(gè)I/O點(diǎn)基本單位，晶體管

4、輸出， 使用直流電源，24V直流輸出型。PLC機(jī)型選擇的基本原則是：在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù) 使用最方便以及性能價(jià)格比最優(yōu)的機(jī)型。 通常做法是，在工藝過(guò)程比較固定、環(huán) 境條件較好的場(chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC其他情況則最好選用模塊式結(jié) 構(gòu)的PLC對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng) 目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、 數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求； 而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高 的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等） ，可視控制規(guī)模及 復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用

5、于大規(guī)模過(guò)程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等）。應(yīng)該注意的是，同一企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。 這樣，同一機(jī)型的PLC模塊 可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有 利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通 用，資源可以共享，因此，配以上位計(jì)算機(jī)后即可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC聯(lián)成一個(gè)DCS系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。本次設(shè)計(jì)選用三菱公司的FX0S系列的PLC2.1.2 容量的估算PLC容量的估算，包括兩個(gè)方面：一是I/O口的點(diǎn)數(shù)，二是用戶存儲(chǔ)量的容 量。（1）I/O點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)是衡量PLC規(guī)模大小的重

6、要指標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，輸入點(diǎn)與輸入信號(hào)， 輸出點(diǎn)與輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的，個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號(hào)公用一個(gè)輸入點(diǎn)的。表2.1列出了典型傳動(dòng)設(shè)備及電器元件所需PLC I/O點(diǎn)數(shù)。4表2.1典型傳動(dòng)設(shè)備及電器元件所需PLC I/O點(diǎn)數(shù)5序號(hào)電氣設(shè)備、元件輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)I/O總點(diǎn)數(shù)1Y-啟動(dòng)的籠型電動(dòng)機(jī)4372單向運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)4153可逆運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)5274單相變極電動(dòng)機(jī)5385可逆變極電動(dòng)機(jī)64106單向運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)96157可逆運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)128208單向運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)3479可逆運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)45910單線圈電磁閥21311雙線圈電磁閥32512按鈕1113光電

7、開(kāi)關(guān)2214撥碼開(kāi)關(guān)4415行程開(kāi)關(guān)1116位置開(kāi)關(guān)2217信號(hào)燈1118風(fēng)機(jī)11（2）用戶存儲(chǔ)器容量的估算PLC的存儲(chǔ)器容量選擇和計(jì)算的第一種方法是： 根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確 計(jì)算存儲(chǔ)器的實(shí)際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的， 按照（式2.1）來(lái)估算。為了使用方便，一般應(yīng)留有25%勺裕量。存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)=（開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)*10）+（模擬量通道數(shù)*150）（式2.1）本次設(shè)計(jì)共用到按鈕4個(gè)，開(kāi)關(guān)3個(gè)，有7個(gè)輸入信號(hào)。考慮15%勺裕量，取整數(shù)9,需9個(gè)輸入點(diǎn)。輸出信號(hào)信號(hào)燈4個(gè)，接觸器1個(gè)，占5個(gè)輸出點(diǎn)， 考慮15%勺裕量，最多需6個(gè)輸出點(diǎn)。則輸入和輸出點(diǎn)數(shù)之和為15。綜合

8、上面分析，可選用FX0S-20MR-型PLC該P(yáng)LC有12個(gè)輸入點(diǎn)，8個(gè)輸 出點(diǎn)，存儲(chǔ)器容量滿足要求。圖2.2為FX0S-20MR-型PLC62.2 系統(tǒng)硬件電路圖三種故障標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警電路控制I/O分配表如表2.1所示。表中故障一、故障 故障三由于無(wú)法進(jìn)行模擬，這里將開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)表示是否有故障發(fā)生。表2.1三種故障標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警電路控制I/O分配表PLC入輸出端子接線圖如圖2.3所示圖2.2 FX0S-20MR-D型PLC7輸入設(shè)備輸入端子輸出設(shè)備輸出端子啟動(dòng)按鈕SB1X000系統(tǒng)運(yùn)仃扌曰示燈HL1Y000停止按鈕SB2X001故障一指示燈HL2Y001故障一信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)SS1X002故障二指示燈HL3

9、Y002故障二信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)SS2)X003故障三指示燈HL4Y003故障三信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)SS3X004報(bào)警電鈴接觸器KM1Y004消鈴按鈕SB3X005試燈試鈴按鈕SB4X00608XOOOX001X005XOO&X002X003X004voooYO01002V003V004COM1匚。胡2FXOS-2OMR圖2.3三種故障標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警電路控制I/O接線圖93、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)程序流程圖如圖3.1所示圖3.1系統(tǒng)程序流程圖3.2 控制程序設(shè)計(jì)思路(1) 當(dāng)有故障產(chǎn)生時(shí)，故障檢測(cè)電路檢測(cè)到故障信號(hào)，故障信號(hào)進(jìn)入 輸入口，貝U相應(yīng)的故障指示燈閃爍，報(bào)警電鈴提示。(2) 當(dāng)有故

10、障信號(hào)時(shí)，用故障信號(hào)去啟動(dòng)報(bào)警電鈴，因?yàn)楣收闲盘?hào)指示燈PLC啟動(dòng)系統(tǒng)YES*NOYES10是閃爍狀態(tài)，因此需要向報(bào)警電路加互鎖（3）當(dāng)按下消鈴按鈕時(shí)，報(bào)警電鈴?fù)Ｖ构ぷ鳎⑹构收现甘緹舫Ａ?，需?將閃爍電路斷開(kāi)，若只用一個(gè)按鈕斷開(kāi)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障指示燈的常亮，因此還需 要加入一個(gè)輔助繼電器M0（4）故障電路具有優(yōu)先級(jí)，當(dāng)有故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，故障優(yōu)先級(jí)最高的先提 示，當(dāng)故障優(yōu)先級(jí)最高的排除之后，然后顯示下一個(gè)優(yōu)先級(jí)相對(duì)較高的故障指示 燈，可以將優(yōu)先級(jí)高的指示燈的常閉觸電控制優(yōu)先級(jí)低的電路。3.3 各部分功能具體實(shí)現(xiàn)（1）故障指示路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)指示燈在T0影響下，故障指示燈實(shí)現(xiàn)閃爍

11、 效果，報(bào)警電鈴響。按下消鈴按鈕，M0線圈通電，M0的常閉觸電斷開(kāi)，常開(kāi)觸 點(diǎn)閉合，故障指示燈有閃爍變?yōu)槌Ａ?，?bào)警電鈴?fù)Ｖ构ぷ?。相?yīng)程序如圖3.2、圖3.3、圖3.4、圖3.5所示X002M0TI-1卜故障一信號(hào)xoots I -檢測(cè)X0Q2TO IIK故隆一 信號(hào)T 卜 系統(tǒng)指 示燈001故障一指示燈11圖3.1故障一指示電路片取禪三指亦12圖3.3故障三指示電路X003T1戰(zhàn)陣二佶號(hào)X004故障三倡號(hào)X006T-圖3.4報(bào)警電鈴提示電路(2)閃爍電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)啟動(dòng)， 當(dāng)有故障信號(hào)發(fā)生時(shí)，TO計(jì)時(shí)0.5s后通電， 在T0通電時(shí)，T1開(kāi)始 計(jì)時(shí)，0.5s后T1通電，T1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，T0斷電

12、，然后T1斷電，T0開(kāi)始 計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到，T0通電，以此循環(huán)，直至消鈴按鈕按下。程序如圖3.5所 示O圖3.2故障二指示電路TooT故障三TOMO YOOO Y001Y002系統(tǒng)指 戰(zhàn)障一故障二示燈 指示燈指示燈(Y003故障三指示燈X004 M0 T_HI F故障二 信號(hào)X006T 卜 檢測(cè)號(hào)f系示電04警Y0報(bào)MOHM 閃煤電路13X003T 卜 故障二 信號(hào)X004T H故障三 信號(hào)圖3.5閃爍電路設(shè)計(jì)程序圖 程序梯形圖見(jiàn)附錄一。X002毎 TI-故障一 信號(hào)000T 卜 系統(tǒng)指 示燈X005T1K5T0)58T0r KDTi144、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 系統(tǒng)調(diào)試本次系統(tǒng)仿真如果只

13、采用GX Developer中的GX Simulator6進(jìn)行仿真，只Simulator進(jìn)行模擬仿真。仿真圖如圖4.1和圖4.2所示三種故障標(biāo)淮報(bào)警電路控制故障信號(hào)圖4.1 GT Designer3設(shè)計(jì)仿真圖X 0000-0177L= li 回k Y 00 l_l0000200040aoeo0100中罰0000(M20G04O J000100210041006101010121000100210041 一0002002200420Q6201Q2122ooo0022Q420003002300430063010301230003002300430004002400440064010401240QQ

14、4G024QQ44000500250045006501050125000500250045000600260046006601060100060D2SQQ46007002700470067oi az12700070027Q047Di a00300050007001100130001000300050Oil003100510071011113100110031051001200320052007201120132001200320052圖4.2繼電器內(nèi)存監(jiān)視仿真能看出繼電器的輸出狀態(tài)，在詢問(wèn)老師之后，又用了GT Designer3和GT系統(tǒng)運(yùn)行燈故障指示燈檢測(cè)15在仿真的時(shí)候由于用故障信號(hào)指示燈

15、來(lái)控制報(bào)警電鈴， 由于故障信號(hào)指示燈 在不消鈴的情況下是閃爍狀態(tài)，因此用了報(bào)警電鈴的自鎖，這樣在設(shè)計(jì)試鈴的時(shí) 候，不管怎么設(shè)計(jì)總會(huì)在試鈴的時(shí)候?qū)е聢?bào)警電鈴的常響。后來(lái)在分析課題要求 之后，改用故障信號(hào)來(lái)控制電鈴，這樣就可以將報(bào)警電鈴的自鎖去掉， 在試鈴的 時(shí)候就不會(huì)有意外發(fā)生。4.2 結(jié)果分析按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，當(dāng)只有一種故障發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的故障指示燈閃爍，報(bào)警電鈴報(bào)警，按下消鈴按鈕，報(bào)警電鈴?fù)Ｖ梗收现甘緹敉Ｖ归W爍，改為常亮。 故障排除后，相應(yīng)的故障指示燈熄滅。當(dāng)有多種故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的指 示燈亮，優(yōu)先級(jí)低的指示燈會(huì)在優(yōu)先級(jí)高的故障排除之后亮。16結(jié)束語(yǔ)從仿真結(jié)果可以看出，本次設(shè)計(jì)

16、比較成功，滿足三次故障報(bào)警和優(yōu)先級(jí)的功 能。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，就是學(xué)習(xí)和熟悉PLC的過(guò)程，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)故障指示燈和報(bào)警 電鈴的時(shí)候，只用一個(gè)I/O口來(lái)檢測(cè)三個(gè)故障指示燈和報(bào)警電鈴， 這樣做可以節(jié) 省I/O點(diǎn)數(shù)，以備其他電路設(shè)計(jì)使用。經(jīng)過(guò)一周的課程設(shè)計(jì)，完成了三種故障標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警電路控制的設(shè)計(jì)， 從開(kāi)始的I/O口的分配到最后的仿真成功實(shí)現(xiàn)，使我更好的了解了PLC也讓我學(xué)會(huì)了如 何計(jì)算PLC的I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量，學(xué)會(huì)了PLC的選型方法。此外，還學(xué)會(huì)了GX Developer、GT Designer3的簡(jiǎn)單使用方法，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，讓我更加清楚了理論知識(shí)和實(shí)踐能力的差別， 了解到自 己的短處，培養(yǎng)了我的獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力， 同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之 處。進(jìn)一步提高了自己在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中研究問(wèn)題