自動(dòng)成型機(jī)機(jī)電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

1、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)成型機(jī)機(jī)電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)學(xué) 校： 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)自0701班 學(xué)生姓名： X X X 學(xué) 號(hào)： 070101XXX 指導(dǎo)教師： X X X 完成日期： 2010年XX月XX日前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了機(jī)電一體化專業(yè)兩年的全部課程之后，一次對(duì)我們所學(xué)科程的知識(shí)與能力的綜合訓(xùn)練，亦是一次全部而且全面性地針對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的檢查。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以把我們以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。以達(dá)到全面能力培養(yǎng)的目的。該次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是PLC的自動(dòng)控制應(yīng)用。 總之，通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深地感受和領(lǐng)略到，掌

2、握知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)的重要性。由于本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)較為繁重，加之自己一到工廠實(shí)習(xí)時(shí)間倉(cāng)促、資料不全，和自己的知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)的過(guò)程中還存在諸多問(wèn)題在所難免，希望各位老師給予指證，我在此對(duì)您深表感謝！關(guān)鍵詞： PLC 可編程序控制器 硬件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng) 編程語(yǔ)言目 錄前言2目錄3設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)5設(shè)計(jì)說(shuō)明7第1章 PLC簡(jiǎn)介111.1PLC由來(lái)111.2 PLC的定義121.3 PLC的構(gòu)成121.4 PLC的各組成元素的構(gòu)成及功能131.41 CPU131.42 I/O模塊131.43 內(nèi)存141.44 電源模塊141.45 底版或機(jī)架141.46 PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備14 1.47 PLC的通信聯(lián)

3、網(wǎng)141.5 PLC工作原理 151.51 I/O刷新151.52 周期時(shí)間151.53 中斷任務(wù)161.54 I/O分配161.55 CPU單元的存儲(chǔ)區(qū)域161.56 用戶程序區(qū)域161.57 I/O存儲(chǔ)器區(qū)域161.58 參數(shù)區(qū)域16第二章 PLC的編程語(yǔ)言162.1 LD、LDN 、 = 指令162.2 A和AN指令172.3 O和ON指令182.4 OLD和AON指令182.41 OLD(Or Load192.5 邏輯堆棧的操作20第三章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)223.1液壓系統(tǒng)基本回路223.11 壓力控制回路223.12 減壓回路233.13 增壓回路243.2液壓缸25第四章 程序設(shè)計(jì)27

4、4.1梯形圖274.2 程序274.3 輸入/輸出分配29結(jié)束語(yǔ)30參考文獻(xiàn)31畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：自控成型機(jī)控制一、控制要求Y1、Y、2Y3和Y4是四個(gè)電機(jī)，他們提供液壓缸的動(dòng)力。S1S6為液壓缸的位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)。1、初始狀態(tài)：當(dāng)原料放入成型機(jī)時(shí)，各液壓缸為初始狀態(tài)：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON，S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON。2、運(yùn)行狀態(tài)：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)要求如下：（1）Y2=ON，上面液壓缸的活塞B向下運(yùn)動(dòng)，便使S4=OFF。（2）當(dāng)該液壓缸活塞下降到終點(diǎn)時(shí)，S3=ON，此時(shí)，啟動(dòng)左液壓缸，A的活塞向右運(yùn)動(dòng)，右液壓缸C的活塞向左運(yùn)行，Y1=Y4=ON，Y3=O

5、FF，使S2=S6=OFF。（3）當(dāng)A缸活塞運(yùn)行到終點(diǎn)時(shí)，S1=ON，并且C缸活塞也到終點(diǎn)，S5=ON時(shí)，原料已成型，各液壓缸開(kāi)始退回原位。首先，A、C液壓缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON，使S1=S5=OFF。（4）當(dāng)A、C液壓缸回到初始位置，S2=S6=ON時(shí)，B液壓缸返回，Y2=OFF，使S3=OFF。（5）當(dāng)B液壓缸返回到初始狀態(tài)，S4=ON時(shí)，系統(tǒng)回到初始狀態(tài)，延時(shí)10S，取出成品，放入原料后，開(kāi)始下一工件的加工。（6）模板上各指示燈說(shuō)明S1：油缸A的關(guān)限位 Y1：控制A的電磁閥S2：油缸A的開(kāi)限位 Y2：控制B的電磁閥S3：油缸B的關(guān)限位 Y3：控制C開(kāi)的電磁閥S4：油缸B的

6、開(kāi)限位 Y4：控制C關(guān)的電磁閥S5：油缸C的關(guān)限位S6：油缸C的開(kāi)限位二、設(shè)計(jì)任務(wù)畫(huà)出自控成型機(jī)控制原理圖；畫(huà)出一些參數(shù)表和說(shuō)明圖。寫(xiě)出詳細(xì)說(shuō)明書(shū)（10000字以上），要求用計(jì)算機(jī)排版打印 ，原理敘述正確，計(jì)算主要元器件的一些參數(shù)，并選擇元器件。畫(huà)圖要求：畫(huà)圖規(guī)范化，圖形清晰，符號(hào)大小統(tǒng)一，線條均勻，有條件最好用計(jì)算機(jī)畫(huà)圖圖：自控成型機(jī)控制實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)說(shuō)明本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了機(jī)電一體化專業(yè)兩年的全部課程之后，一次對(duì)我們所學(xué)科程的知識(shí)與能力的綜合訓(xùn)練，亦是一次全部而且全面性地針對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的檢查。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以把我們以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。以達(dá)到全面能力培養(yǎng)的目的

7、。該次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是PLC的自動(dòng)控制應(yīng)用，通過(guò)這次設(shè)計(jì)全面了解PLC的性能和特點(diǎn)。目前，在國(guó)內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車(chē)、輕工、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：1.開(kāi)關(guān)量邏輯控制2.運(yùn)動(dòng)控制3.過(guò)程控制4.數(shù)據(jù)處理5.通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工

8、廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，PLC機(jī)有以下特點(diǎn)：1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求： 平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng) 故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短·硬件措施：主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路。 屏蔽對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。 濾波對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如LC或型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。 電源調(diào)整與保護(hù)對(duì)微處理器這個(gè)核心

9、部件所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響。 隔離在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各I/O口之間亦彼此隔離。 采用模塊式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作；同時(shí)也有助于加快查找故障原因。·軟件措施：有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。故障檢測(cè)軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等。以便及時(shí)進(jìn)行處理。信息保護(hù)與恢復(fù)當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞PLC內(nèi)部的信息。一旦故障條

10、件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來(lái)的程序工作。所以，PLC在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。 設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT（看門(mén)狗）如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了WDT規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警，并停止執(zhí)行。對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)丟失。2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更

11、新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。4.編程簡(jiǎn)單，容易掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期

12、培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模

13、塊化等等，使維修也極為方便。6.體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24128點(diǎn)。第一章 PLC簡(jiǎn)介1.1 PLC的由來(lái)在PLC問(wèn)

14、世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。繼電器控制系統(tǒng)有著十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差，尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、重新安裝，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀，1968年美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司（GM），為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)不斷更新的要求，以在激烈的競(jìng)爭(zhēng)的汽車(chē)工業(yè)中占有優(yōu)勢(shì)，提出要研制一種新型的工業(yè)控制裝置來(lái)取代繼電器控制裝置，為此，特?cái)M定了十項(xiàng)公開(kāi)招標(biāo)的技術(shù)要求，即：1）  編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2）  硬件維護(hù)方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)；3）  可靠

15、性要高于繼電器控制裝置；4）  體積小于繼電器控制裝置；5）  可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6）  成本上可與繼電器柜競(jìng)爭(zhēng)；7）  輸入可以是交流115V；8）  輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9）  擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需做很小的改動(dòng)；10）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少可以擴(kuò)展到4KB。根據(jù)招標(biāo)要求，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出世界上第一臺(tái)PLC（PDP14型  ），并在通用汽車(chē)公司自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制

16、新時(shí)期。從此，可編程控制器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，而且，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快。  1.2 PLC的定義在PLC的發(fā)展過(guò)程中，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）經(jīng)過(guò)4年的調(diào)查，于1980年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器（Programmable Controller），英文縮寫(xiě)為PC，并作如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字式電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制?！眹?guó)際電工委員會(huì)（IEC）曾于1982年11月頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，1985年1月又發(fā)表了草案第二稿，

17、1987年2月頒布了草案第三稿。該草案中對(duì)可編程序控制器的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)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)算等操作的指令。并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”定義強(qiáng)調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。1.3 PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固

18、定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。1.4 PLC的各組成元素的構(gòu)成及功能1.41 CPUCPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作

19、狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不必詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令，但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。1.42 I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部

20、分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O種類有開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等。開(kāi)關(guān)量是指只有開(kāi)和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,

21、14bit,16bit等。1.43 內(nèi)存內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。不同機(jī)型的PLC期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機(jī)單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機(jī)型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴(kuò)展。1.44 電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。1.45 底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。1.46 PLC系統(tǒng)的

22、其它設(shè)備（1） 編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編寫(xiě)程序、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。某些PLC也配有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。（2） 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)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(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面也非常普及。（3）輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫(xiě)入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。1.47 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地

23、收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說(shuō)法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)來(lái)講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先,網(wǎng)絡(luò)必須是開(kāi)放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來(lái)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展；其次，針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性

24、能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和機(jī)制的前提下進(jìn)行；再次，綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適用性等具體問(wèn)題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。1.5 PLC工作原理1.51 I/O刷新在PLC（可編程控制器）中，客戶所設(shè)計(jì)的用戶程序通過(guò)一邊讀寫(xiě)PLC內(nèi)的存儲(chǔ)器區(qū)域（歐姆龍稱I/O存儲(chǔ)器）的信息一邊將指令從開(kāi)始到最后逐個(gè)執(zhí)行的方式來(lái)進(jìn)行處理。另一方面，對(duì)于與PLC或I/O單元直接相連的感應(yīng)器/開(kāi)關(guān)等PLC外的數(shù)據(jù)，按照一定時(shí)序，會(huì)與PLC內(nèi)的I/O存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)一并更新。這種PLC外的數(shù)據(jù)與PLC內(nèi)的I/O存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的一并更新，即稱為I/O刷新動(dòng)作。1.52 周期時(shí)

25、間在PLC處理周期中，從I/O刷新執(zhí)行（開(kāi)始）到下一次的I/O刷新執(zhí)行（處理）之間的時(shí)間，即周期時(shí)間。周期時(shí)間包含共通處理（自我診斷）、用戶程序執(zhí)行處理、I/O刷新處理、外圍服務(wù)處理等所需要的時(shí)間。1 如周期時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則與PLC外部進(jìn)行數(shù)據(jù)更新的周期變長(zhǎng)，輸入輸出的響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，導(dǎo)致無(wú)法獲取比周期時(shí)間短的輸入的變化。2 如周期時(shí)間短，則輸入輸出的響應(yīng)時(shí)間變短，可進(jìn)行高速處理。3 如更改周期時(shí)間，則命令的執(zhí)行間隔及輸入輸出的響應(yīng)時(shí)間也會(huì)改變。1.53 中斷任務(wù)通常，在PLC的處理周期內(nèi)，用戶程序包括I/O刷新等其他處理，將按順序執(zhí)行。在這個(gè)處理周期中能夠優(yōu)先執(zhí)行的處理，即中斷任務(wù)。如事先指定的中

26、斷條件成立，則中斷處理周期，優(yōu)先執(zhí)行該處理。1.54 I/O分配在用戶程序中，為了對(duì)PLC內(nèi)裝載的輸入輸出單元的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理，有必要事先為其分配PLC內(nèi)的I/O存儲(chǔ)器的地址。將PLC內(nèi)裝載的單元的輸入、輸出信號(hào)分配到I/O存儲(chǔ)器上，即為I/O分配。CPU單元即根據(jù)該I/O分配信息執(zhí)行裝載單元及I/O刷新動(dòng)作。將PLC內(nèi)裝載的單元的輸入、輸出信號(hào)分配到I/O存儲(chǔ)器上，即為I/O分配。CPU單元即根據(jù)該I/O分配信息執(zhí)行裝載單元及I/O刷新動(dòng)作。1.55 CPU單元的存儲(chǔ)區(qū)域在PLC內(nèi)，進(jìn)行用戶程序、I/O存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)及注釋信息、CPU單元及高功能單元的設(shè)定信息、登錄I/O表信息等各類的

27、數(shù)據(jù)的處理。保存這些PLC所處理的全部數(shù)據(jù)的地方，即CPU單元內(nèi)的存儲(chǔ)區(qū)域。 1.56 用戶程序區(qū)域記錄客戶所設(shè)計(jì)的用戶程序。1.57 I/O存儲(chǔ)器區(qū)域通過(guò)指令的操作碼，可以訪問(wèn)該區(qū)域。記錄通道I/O（CIO）、內(nèi)部輔助繼電器、保持繼電器、特殊輔助繼電器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、計(jì)時(shí)完成標(biāo)志?當(dāng)前值、計(jì)數(shù)完成標(biāo)志?當(dāng)前值、任務(wù)標(biāo)志、變址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、條件寄存器、時(shí)鐘脈沖等的信息。l/O存儲(chǔ)器區(qū)域的數(shù)據(jù)中包括：斷電后恢復(fù)時(shí)，內(nèi)容會(huì)被清除的區(qū)域，以及可保持以前的信息的區(qū)域1.58 參數(shù)區(qū)域PLC所處理的各種初始設(shè)定信息。記錄PLC系統(tǒng)設(shè)定、登錄I/O表、路由表、CPU高功能單元系統(tǒng)設(shè)定等

28、的信息。第二章 PLC的編程語(yǔ)言2.1 LD、LDN 、 = 指令下面把LD/LDN/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式以列表的形式加以說(shuō)明： LD(load與LDN(load Not指令用于與母線相連的接點(diǎn)，此外還可用于分支電路的起點(diǎn)。 = (Out指令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。2.2 A和AN指令A(yù)(And,AN (And Not:用于單個(gè)觸點(diǎn)與前面觸點(diǎn)(或電路快的串聯(lián)連接指令，串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不限，這兩個(gè)指令可多次重復(fù)使用。 2.3 O和ON指令O(Or，ON (Or Not：指令

29、用于單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)，并聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)2.4 OLD和AON指令2.41 OLD(Or Load：用于“串聯(lián)電路塊” 的并聯(lián)連接指令 。含有兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)連接塊”，說(shuō)明：1）串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，支路的起點(diǎn)以LD或LDN指令開(kāi)始，而支路的終點(diǎn)要用OLD指令。2）如果多個(gè)“串聯(lián)電路塊”并聯(lián)，則并聯(lián)連接的電路塊的個(gè)數(shù)不受限制.3）OLD指令是一條獨(dú)立指令，無(wú)操作數(shù)。2.ALD (And Load:用于”并聯(lián)電路塊”的串聯(lián)連接指令.含有兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路稱為“并聯(lián)電路塊”，說(shuō)明：并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，支路的起點(diǎn)以LD或LDN指令開(kāi)始，而支路的終點(diǎn)要用ALD指令。如果多個(gè)”并聯(lián)

30、電路塊”串聯(lián),則串聯(lián)連接的電路塊的個(gè)數(shù)不受限制。ALD指令是一條獨(dú)立指令，無(wú)操作數(shù)。.2.5 邏輯堆棧的操作S7200系列PLC中有一個(gè)9層堆棧,用于處理所有邏輯操作,稱為邏輯堆棧。ALD指令:把邏輯堆棧的第一,第二級(jí)作”與”操作,結(jié)果置于棧頂.ALD執(zhí)行后堆棧減少一級(jí)。OLD指令:把邏輯堆棧的第一，第二級(jí)作”或”操作,結(jié)果置于棧頂.OLD執(zhí)行后堆棧減少一級(jí)。LPS(進(jìn)棧指令:把棧頂值復(fù)制后壓入堆棧,棧底值壓出丟失.LRD(讀棧指令:把堆棧第二級(jí)的值復(fù)制到棧頂,堆棧沒(méi)有壓入和彈出.LPP(出棧指令:把堆棧彈出一級(jí),原第二級(jí)的值變?yōu)樾碌臈ｍ斨?第三章 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱液壓系統(tǒng)，是由

31、液壓能源、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件等組成，以完成一定動(dòng)作的系統(tǒng)。在各種機(jī)械設(shè)備上，液壓傳動(dòng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。這些液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可能很復(fù)雜，但它們都是由一些基本回路組成。通常閱讀和分析一個(gè)較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，大致可按以下步驟進(jìn)行： (1了解設(shè)備的工藝對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求； (2初步瀏覽整個(gè)系統(tǒng)，了解系統(tǒng)中包含哪些元件，并以各個(gè)執(zhí)行元件為中心，將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)； (3對(duì)每一子系統(tǒng)進(jìn)行分析，搞清楚其中含有哪些基本回路，然后根據(jù)執(zhí)行元件的動(dòng)作要求，參照動(dòng)作循環(huán)表讀懂這一子系統(tǒng)； (4根據(jù)液壓設(shè)備中各執(zhí)行元件間互鎖、同步、防干擾等要求，分析各子系統(tǒng)之間的聯(lián)系； (5在全面讀懂系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，歸納總

32、結(jié)整個(gè)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)，以加深對(duì)系統(tǒng)的理解。3.1液壓系統(tǒng)基本回路 任何機(jī)械設(shè)備的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，都是由一些液壓基本回路組成的。所謂基本回路，就是由有關(guān)的液壓元件組成，用來(lái)完成特定功能的典型油路。下面對(duì)一些常用的基本回路分別予以介紹。3.11 壓力控制回路 壓力控制回路是利用壓力控制閥來(lái)控制系統(tǒng)中油液的壓力，以滿足執(zhí)行元件對(duì)力或力矩的要求，包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷、保壓、平衡等多種回路。1 、調(diào)壓回路調(diào)壓回路的功用是使液壓系統(tǒng)整體或某一部分的壓力保持恒定或不超過(guò)某個(gè)數(shù)值。(1單級(jí)調(diào)壓回路：在泵1的出口處設(shè)置并聯(lián)的溢流閥2，使泵的出口壓力基本維持恒定。(2多級(jí)調(diào)壓回路：先導(dǎo)式溢流閥3的遙控口串接二

33、位二通換向閥5和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥4。這里要求遠(yuǎn)程調(diào)壓閥4的調(diào)整壓力必須小于先導(dǎo)式溢流閥3的調(diào)整壓力，即p2 當(dāng)二位二通換向閥 5 處于截止位 ( 即上位 時(shí)，泵出口壓力為 p1 ；當(dāng)二位二通換向閥 5 處于通位 ( 即下位 時(shí)，泵出口壓力為 p2 。如果在溢流閥的遙控口處通過(guò)多位換向閥的不同通口，并聯(lián)多個(gè)調(diào)壓閥，即可實(shí)現(xiàn)多級(jí)調(diào)壓。 (3 無(wú)級(jí)調(diào)壓回路：通過(guò)改變比例溢流閥 6 的輸入電流來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)壓。 3.12 減壓回路 減壓回路的功用是：使系統(tǒng)中的某一部分油路具有較低的穩(wěn)定壓力。回路中的單向閥3是防止主油路壓力降低(低于減壓閥2的調(diào)整壓力時(shí)油液倒流，起短時(shí)保壓作用：也可采用類似兩級(jí)或多級(jí)調(diào)壓的方法

34、獲得兩級(jí)或多級(jí)減壓。還可采用比例減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)減壓。為了使減壓回路工作可靠，減壓閥的最低調(diào)整壓力不應(yīng)小于05MP9，最高調(diào)整壓力至少比系統(tǒng)壓力小05MPa。當(dāng)減壓回路中的執(zhí)行元件需要調(diào)速時(shí)，調(diào)速元件應(yīng)放在減壓閥的下游，以避免減壓閥泄漏(指由減壓閥泄油口流回油箱的油液對(duì)執(zhí)行元件速度產(chǎn)生影響。3.13 增壓回路 增壓回路的功用是提高液壓系統(tǒng)中局部油路中的壓力。 單作用增壓器的增壓回路：當(dāng)系統(tǒng)處于圖示位置時(shí)，壓力為p1的油液進(jìn)入增壓器的大活塞腔，此時(shí)在小活塞腔即可得到壓力為p2的高壓油液，增壓的倍數(shù)等于增壓器大、小活塞的工作面積之比。當(dāng)二位二通電磁換向閥右位接人系統(tǒng)時(shí)，增壓器的活塞返回，補(bǔ)油箱中的油液經(jīng)單向閥補(bǔ)人小活塞腔。這種回路只能間斷增壓。3.2液 壓 缸液壓缸是液壓系統(tǒng)中的液壓執(zhí)行元件，它是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，在液壓系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓缸的種類繁多，分類方法各異?？砂催\(yùn)動(dòng)方式、作用方式、結(jié)