一個基于OMRONPLC的冰箱老化測試生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)

摘要本課題設(shè)計一個基于OMRONPLC的冰箱老化測試生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，主要控制箱體在多條生產(chǎn)線中的進出功能，確保安全、暢通地按照既定工藝進行箱體傳送，以實現(xiàn)地面輸送線的自動控制。本設(shè)計采用OMRONC200H型PLC及西門子變頻器作為主要的控制器件，來完成冰箱的地面輸送線自動移載及不同生產(chǎn)方式的控制。本文詳細介紹了PLC的編程方法在工業(yè)自動控制領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是在地面輸送帶控制系統(tǒng)和設(shè)計中。軟件是利用CX-P型PLC的基本指令和特殊功能指令構(gòu)建控制程序的，包括梯形圖、程序指令表和時序圖。通過程序的編制，達到了自動控制的目的，并增加了防撞保護設(shè)計。由于本程序的通用性強，所以通過不大的修改即可用于其它生產(chǎn)線中。對于冰箱的地面輸送系統(tǒng)的設(shè)計，本文綜合了多種方案比較，指出了本系統(tǒng)采用的設(shè)計方案諸多優(yōu)點。根據(jù)本文的研究方案設(shè)計的冰箱地面輸送線電氣自動控制系統(tǒng)，功能強、成本低、易維護、可靠性高，具有很強的實際意義。關(guān)鍵詞：地面輸送線,地面線控制,變頻器,光電開關(guān)AbstractTheagingtestsubjecttodesignarefrigeratorproductionlinecontrolsystemprogrammingbasedonOMRONPLC.Thedesignofthemaincontrolboxinamulti-productionlinesinandoutoffunction,toensuresafe,smoothboxaccordingtotheestablishedtechnologyoftransmissionlinesinordertoachieveautomaticcontrolofgroundtransportation.ThisdesignusesOMRONC200HPLCandSiemensinvertertypeasthemaincontroldevice,tocompletethetransmissionlinerefrigeratorautomaticallyshiftthegroundsetanddifferentmodesofproductioncontrol.ThispaperdescribesthegroundconveyorsystemPLCcontrolandprogramming.Software-basedPLCusingCX-Pbasicinstructionsandspecialfunctioninstructionbuildingcontrolprocedures,includingtheladder,theprograminstructiontableandtimingdiagram.Throughtheprocessofpreparation.Achievedthepurposeofautomationandincreasedcrashprotectiondesign.Sincetheprogram'sversatility,itcanbeusedbysmallchangestootherproductionlines.Groundtransportationsystemforrefrigeratordesign,thiscomprehensivecomparisonofthevariousprogramsthatusethissystem,thedesignofmanyadvantages.Accordingtothisdesignoftherefrigeratorconveyorlineautomaticcontrolsystem,thissystemhasstrongfunction,lowcost,easymaintenance,andhighreliability.Whichhasgreatpracticalsignificance.Keywords：Thegroundconveyorsystem,programmablelogiccontroller,frequencyconverter,Photoelectricswitch目錄摘要 IAbstract II第一章引言 錯誤！未定義書簽。1.1本課題研究的目的和意義 11.2地面輸送線控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 11.3本課題的任務(wù) 31.4本課題的設(shè)計方案 3第二章地面輸送線的總體設(shè)計方案 42.1地面控制線的功能需求分析 42.2系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 42.3系統(tǒng)的基本要求 5第三章硬件電路的設(shè)計 63.1plc的概述及選型 63.2.變頻器的原理及選型 63.3光電傳感器的原理及選型 7第四章控制系統(tǒng)的設(shè)計 114.1系統(tǒng)的基本設(shè)計思路 114.2控制系統(tǒng)組成元件分析 124.3電氣控制系統(tǒng)主回路設(shè)計及線路圖設(shè)計 12第五章系統(tǒng)程序設(shè)計 155.1控制系統(tǒng)的流程分析 155.2系統(tǒng)編程環(huán)境介紹 165.3PLC程序編制及仿真調(diào)試 18結(jié)束語 23致謝 24參考文獻 25附錄一:地面輸送線控制系統(tǒng)電氣 26附錄二:控制程序梯形圖 27第一章引言1.1本課題研究的目的和意義PLC即可編程控制器，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLC。冰箱產(chǎn)品完成之后，有一道電氣性能老化實驗的程序。本課題設(shè)計一個由PLC控制的冰箱老化測試生產(chǎn)線，主要控制箱體在多條生產(chǎn)線中的進出功能，確保安全、暢通地按照既定工藝進行箱體傳送。通過此控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握PLC在工業(yè)控制中的具體應(yīng)用，以及掌握電氣保護方面的設(shè)計，了解工業(yè)控制現(xiàn)場中的相關(guān)控制器件及性能和使用。1.2地面輸送線控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前，輸送帶控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，火電廠的燃料煤是通過煤場的輸送帶送進鍋爐的。由于煤粉污染大，作業(yè)環(huán)境惡劣，因此，需要對輸送帶實現(xiàn)自動控制。此外，輸送帶控制系統(tǒng)也廣泛運用于井下采礦和食品業(yè)等。對于輸送帶實現(xiàn)自動控制以及其運行的可靠性與穩(wěn)定性直接影響著生產(chǎn)發(fā)展。采用傳統(tǒng)的接觸繼電器控制系統(tǒng)，不僅接線復(fù)雜、抗干擾能力差，易因接觸不良而造成故障，而且功能擴展性差。PLC系統(tǒng)因其可靠性高、編程簡單、功能完善而越來越受到青睞，傳統(tǒng)的接觸繼電器控制系統(tǒng)已逐步被PLC系統(tǒng)所取代。本文介紹了基于PLC的輸送帶控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過PLC控制輸送帶的運行與停止、移栽電機的控制，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化。這就要求驅(qū)動系統(tǒng)能夠根據(jù)起動、運行、停車要求進行自動調(diào)節(jié)，保證帶式輸送機運行在最佳的狀態(tài)下，使帶式輸送機起停平穩(wěn)、運行高效、驅(qū)動平衡、工作安全可靠，功能完善。交流變頻調(diào)速裝置，是近幾十年來發(fā)展起來的新技術(shù)，以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果以及在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域的廣泛適用性，而被公認是一種最有前途的調(diào)速方式。變頻器的基本原理就是改變異步電動機的供電頻率，改變其同步轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)調(diào)速運行。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，靜態(tài)速度控制精度可達正常轉(zhuǎn)速的0.1%一0.5%，調(diào)速范圍可達100:1以至1000:1。將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在帶式輸送機上，可以方便地實現(xiàn)軟起動、低速驗帶、節(jié)能運行、功率平衡等功能。冰箱的地面輸送線控制系統(tǒng)的機械部分相對較簡單，而電氣系統(tǒng)非常復(fù)雜，不僅有較多的檢測信號，而且各執(zhí)行器之間有復(fù)雜的邏輯連鎖關(guān)系。由于原微機系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用加密技術(shù)，國內(nèi)生產(chǎn)的直流電機存在質(zhì)量問題，原來一直需要引進微機系統(tǒng)、直流電機及調(diào)速系統(tǒng)，成本較高、且不利于維護，故本系統(tǒng)采用可編程序控制器(簡稱PLC)作為系統(tǒng)的核心部件。PLC是一個智能控制器，它有自己的CPU和控制軟件，主要完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲、報警和控制等功能。用變頻調(diào)速取代直流調(diào)速。現(xiàn)代控制系統(tǒng)還有DCS控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制技術(shù)。DCS是分散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem)的簡稱，國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS具有以下特點：（1）高可靠性。由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其他功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機所承擔的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機，從而使系統(tǒng)中每臺計算機的可靠性也得到提高。（2）開放性。DCS采用開放式，標準化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當需要改變或擴充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機的工作?，F(xiàn)場總線的技術(shù)基礎(chǔ)是一種全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)，是應(yīng)用于各種計算機控制領(lǐng)域的工業(yè)總線?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要包括一些實際應(yīng)用的設(shè)備，如plc、掃描器、電源、輸入輸出站、終端電阻等。其它系統(tǒng)也可以包括變頻器、智能儀表、人機界面等。系統(tǒng)中的主控器（host）可以是plc或pc，通過總線接口對整個系統(tǒng)進行管理和控制。其總線接口，有時可以稱為掃描器?？梢允欠謩e的卡件，也可以集成于plc中?，F(xiàn)場總線與傳統(tǒng)的plc點對點的控制方法相比，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢。其特點包括：具有較高的性能價格比。由于導(dǎo)線、連接附件的大幅度的減少。原來繁瑣的原理圖、布線圖設(shè)計變得簡單易行；標準接插件快速、簡便的安裝，使人力、物力大量的減少；強大的故障診斷能力，使系統(tǒng)的調(diào)試和維護工作量大幅減少。系統(tǒng)性能大幅度的提高，可靠的數(shù)據(jù)傳輸，快速的數(shù)據(jù)響應(yīng)，強大的抗干擾能力。系統(tǒng)具有強大的自動診斷、故障顯示功能。采用數(shù)字信號通訊，有效提高系統(tǒng)的測量和控制精度。防護等級較高，具有防水、防塵、抗振動的特性。本質(zhì)安全型總線。更加適合直接安裝于石油、化工等危險防爆場所，減少系統(tǒng)發(fā)生危險的可能性。拓撲結(jié)構(gòu)?？紤]到本系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)模不是很大及程序編制的難易程度較低，所以選擇了PLC這種控制系統(tǒng)。1.3本課題的任務(wù)本課題設(shè)計一個基于OMRONPLC的冰箱老化測試生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)程序設(shè)計，主要控制箱體在多條生產(chǎn)線中的進出功能，確保安全、暢通地按照既定工藝進行箱體傳送，以實現(xiàn)地面輸送線的自動控制。共有四條平行的老化產(chǎn)生板鏈線，每體線速度可調(diào)且能實現(xiàn)三種工況：（1）只進不出；（2）只輸出不進；（3）同進同出。 垂直并緊挨首四條板鏈線的兩旁各一段輥道，分別由一個電機驅(qū)動，且速度可調(diào)。一側(cè)是進箱輥道，另一側(cè)是出箱輥道。輥道與板鏈接口處是移載機，可由氣缸推動上下移動且電氣驅(qū)動皮帶傳動接送箱體。當有箱體在輥道上運行時，移載機（分布在輥道下）不頂起；當有冰箱向板鏈上進或從板鏈上出時，移載機頂起，然后皮帶運行，準備接箱動作，完成后，移載機落下。同一時間只能有一條板鏈線實現(xiàn)第三種工況，同一時間可有兩條板鏈線分別實現(xiàn)第一種和第二種工況。本設(shè)計綜合PLC，變頻器及一些光電開關(guān)的應(yīng)用，需畫出系統(tǒng)組成框圖，并建立了PLC控制程序流程。這是一個綜合性較強的設(shè)計課題，需要綜合運用大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)課程。1.4本課題的設(shè)計方案在設(shè)計剛開始的前三周主要對plc的基本原理進行復(fù)習(xí)，熟練掌握plc的工作原理和工作方法，熟練掌握plc的編程方法，以及變頻器的工作原理和在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。在接下來的三周開始對冰箱地面輸送線的硬件電路進行設(shè)計，查閱資料力求用最簡單經(jīng)濟的設(shè)計方法，達到硬件電路設(shè)計的目的。接下來開始plc的編程并開始相關(guān)的軟件設(shè)計，查閱編程手冊，確定設(shè)計方案，爭取用最通俗易懂簡單明了的程序達到控制要求。第二章地面輸送線的總體設(shè)計方案2.1地面控制線的功能需求分析輸送線輸帶，是用于皮帶輸送帶中起承載和運送物料作用的橡膠與纖維、金屬復(fù)合制品，或者是塑料和織物復(fù)合的制品。皮帶輸送機在農(nóng)業(yè)、工礦企業(yè)和交通運輸業(yè)中廣泛用于輸送各種固體塊狀和粉料狀物料或成件物品，輸送帶能連續(xù)化、高效率、大傾角運輸，輸送帶操作安全，輸送帶使用簡便，維修容易，運費低廉，并能縮短運輸距離，降低工程造價，節(jié)省人力物力。輸送帶廣泛應(yīng)用于水泥、焦化、冶金、化工、鋼鐵等行業(yè)中輸送距離較短、輸送量較小的場合本課題設(shè)計一個基于OMRONPLC的冰箱老化測試生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)程序設(shè)計，主要控制箱體在多條生產(chǎn)線中的進出功能，確保安全、暢通地按照既定工藝進行箱體傳送，以實現(xiàn)地面輸送線的自動控制。共有六條平行的老化產(chǎn)生板鏈線，每體線速度可調(diào)且能實現(xiàn)三種工況：只進不出；只輸出不進；同進同出。 垂直并緊挨首四條板鏈線的兩旁各一段輥道，分別由一個電機驅(qū)動，且速度可調(diào)。一側(cè)是進箱輥道，另一側(cè)是出箱輥道。輥道與板鏈接口處是移載機，可由氣缸推動上下移動且電氣驅(qū)動皮帶傳動接送箱體。當有箱體在輥道上運行時，移載機（分布在輥道下）不頂起；當有冰箱向板鏈上進或從板鏈上出時，移載機頂起，然后皮帶運行，準備接箱動作，完成后，移載機落下。同一時間只能有一條板鏈線實現(xiàn)第三種工況，同一時間可有兩條板鏈線分別實現(xiàn)第一種和第二種工況。[2]2.2系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，首先是進行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計，即根據(jù)被控對象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進行。1．熟悉被控對象，制定控制方案分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控制要求。2．確定I／O設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)由此確定PLC的I／O點數(shù)。選擇PLC選擇時主要包括PLC機型、容量、I／O模塊、電源的選擇。3．分配PLC的I／O地址根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。4．設(shè)計軟件及硬件進行PLC程序設(shè)計，進行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。由于程序與硬件設(shè)計可同時進行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短，而對于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計出全部的電氣控制線路后才能進行施工設(shè)計。5．聯(lián)機調(diào)試聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進行在線統(tǒng)調(diào)。開始時，先不帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號指示燈等負載）進行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采分段調(diào)試的方法進行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實際負載運行。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可，全部調(diào)試完畢后，交付試運行。經(jīng)過一段時間運行，如果工作正常、程序不需要修改則應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。6．整理技術(shù)文件包括設(shè)計說明書、電氣安裝圖、電氣元件明細表及使用說明書等。2.3系統(tǒng)的基本要求冰箱產(chǎn)品完成之后，有一道進行電氣性能老化實驗的程序。本課題設(shè)計一個PLC控制的冰箱老化測試生產(chǎn)線，主要控制箱體在多條生產(chǎn)線中的進出功能，確保安全、暢通地按照既定工藝進行箱體傳送。通過此控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握PLC在工業(yè)控制中的具體應(yīng)用，以及掌握電氣保護方面的設(shè)計，了解工業(yè)控制現(xiàn)場中的相關(guān)控制器件及性能和使用。共有六條平行的老化生產(chǎn)鏈板條，每條線速度可調(diào)且能實現(xiàn)三種工況：只進不出；②只輸出不進；③同進同出。垂直并緊挨首六條板鏈線的兩旁各一段輥道，分別由一個電機驅(qū)動，且速度可調(diào)。一側(cè)是進箱輥道，另一側(cè)是出箱輥道。輥道與板鏈接口處是移載機，可由氣缸推動上下移動且電氣驅(qū)動皮帶傳動接送箱體。當有箱體在輥道上運行時，移載機（分布在輥道下）不頂起；當有冰箱向板鏈上進或從板鏈上出時，移載機頂起，然后皮帶運行，準備接箱動作，完成后，移載機落下。同一時間只能有一條板鏈線實現(xiàn)第三種工況，同一時間可有兩條板鏈線分別實現(xiàn)第一種和第二種工況。第三章硬件電路的設(shè)計3.1plc的概述及選型可編程控制器(ProgrammableController)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(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，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(PersonalComputer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC通過設(shè)計題目的要求，我們了解了系統(tǒng)的的工作原理及相關(guān)部件的動作步驟，這樣使得我們掌握了系統(tǒng)的動作要領(lǐng)。此系統(tǒng)的開關(guān)量及光控開關(guān)等都是輸入量，輥道拖動電機，移栽機小電機及電磁閥等位輸出量。通過對輸入輸出量的分析統(tǒng)計，得到輸入量有兩個開關(guān)，九個選擇開關(guān)，十二個光控開關(guān)，總計三十三個輸入量；輸出量有大電機兩個，中型電機四個，移栽機上小電機八個，總計十四個輸出量。所以做這個控制系統(tǒng)需要一臺小型的PLC.日系的PLC比較便宜，操作編程簡單，一般用小系統(tǒng)。OMRON編程器能簡單，指令較少，不適合應(yīng)用在大型系統(tǒng)的控制中，但能滿足小系統(tǒng)的控制要求；三菱控制器功能較前者多，指令也較為豐富，能滿足一般系統(tǒng)的應(yīng)用要求；SIEMENS控制器功能最多，功能強大，體現(xiàn)再邏輯處理、通訊等，有自己的通訊方式，產(chǎn)品貴，指令也非常豐富，但學(xué)起來也相對難一此。地面輸送線控制系統(tǒng)由于I/O口只有幾十個，且本人對OMRON公司的產(chǎn)品熟悉，功能了解全面，所以選擇OMRON公司的C200H型PLC完全能夠滿足要求。C200HPLC是一種小型模塊化PLC，該型號PLC適應(yīng)能力強、應(yīng)用靈活，具有最高的I/O密度/體積比，雖然它屬于小型PLC,但提供了較快的指令處理速度，其特點是：I/O點數(shù)方面，如果使用8點I/O單元時，I/O點數(shù)可達240點，使用16點單元時I/O點數(shù)可達480點。3.2.變頻器的原理及選型變頻器（frequencychanger/frequencyconverter）是一種用來改變交流電頻率的電氣設(shè)備。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。

過去，變頻器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。隨著半導(dǎo)體電子設(shè)備的出現(xiàn)，人們已經(jīng)可以生產(chǎn)完全獨立的變頻器。

變頻器通常包含2個組成部分整流器(rectifier)逆變器（Inverter）。其中，整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，逆變器將直流電再轉(zhuǎn)換成所需頻率的交流電。除了這2個部分之外，變頻器還有可能包含變壓器和電池。其中，變壓器用來改變電壓并可以隔離輸入/輸出的電路，電池用來補償變頻器內(nèi)部線路上的能量損失。

不同的變頻器能夠處理的電源功率是不一樣的，從幾瓦到幾兆瓦都有。變頻器的應(yīng)用變頻器除了可以用來改變交流電源的頻率之外，還可以用來改變交流電動機的轉(zhuǎn)速和扭矩。在該應(yīng)用環(huán)境下，最典型的變頻器結(jié)構(gòu)是三相二級電壓源變頻器。該變頻器通過半導(dǎo)體開關(guān)和脈沖寬度調(diào)制（PWM）來控制各相電壓。

另外，變頻器還可以在航空航天業(yè)中。例如：飛機上的電力設(shè)備通常需要400Hz的交流電，而地面上使用的交流電一般為50Hz或60Hz。因此，當飛機停在地面上時，需要使用變頻器將地面上的50Hz或60Hz的交流電變?yōu)?00Hz的交流電供飛機使用。變頻器的故障原因及預(yù)防措施變頻器由主回路、電源回路、IPM驅(qū)動及保護回路、冷卻風(fēng)扇等幾部分組成。其結(jié)構(gòu)多為單元化或模塊化形式。由于使用方法不正確或設(shè)置環(huán)境不合理，將容易造成變頻器誤動作及發(fā)生故障，或者無法滿足預(yù)期的運行效果。為防患于未然，事先對故障原因進行認真分析尤為重要。變頻器的選擇要根據(jù)系統(tǒng)的電機容量來選擇。由于系統(tǒng)機械部分的要求，此設(shè)計輥道輸送帶選用2.2KW的電機作為驅(qū)動。板鏈相對于輥道來講承載的產(chǎn)品量較少，采用1.5KW的電機足以。移栽機部分只是用來對單個冰箱的移栽，所需功率更小，所以采用0.75KW的電機。因為380V、160KW以下單臺電機與變頻器對應(yīng)關(guān)系為0.75KW對應(yīng)2KW,1.5和2.2KW對應(yīng)4KW的輸出。變頻調(diào)速時只要改變了三相交流電的頻率就改變了同步轉(zhuǎn)速，即調(diào)節(jié)了異步電動機轉(zhuǎn)子的速度。變頻調(diào)速的最大特點是：當電動機從高速到低速變化時，其轉(zhuǎn)差率始終保持在最小的數(shù)值，因此此時異步電動機的功率因數(shù)都很高。本設(shè)計調(diào)速系統(tǒng)采用德國制造西門子MMV變頻器，性能優(yōu)越，采用矢量控制技術(shù)適合提升機工作環(huán)境，只需在控制單元給出對變頻器的控制命令(正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、多段速等)即可使提升機按照設(shè)定的速度曲線運行，滿足提升階段穩(wěn)定運行的要求。變頻調(diào)速裝置本身具有過壓、欠壓、過流、過負荷、缺相、超溫等保護，同時配合來自現(xiàn)場的各種信號傳感器的監(jiān)視及相應(yīng)處理，可實現(xiàn)輸送帶過速、減速、限速等重要保護的雙線制保護功能，滿足生產(chǎn)線輸送帶安全規(guī)程要求。3.3光電傳感器的原理及選型光電傳感器」是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。光電傳感器主要由發(fā)光的投光部和接受光線的受光部構(gòu)成。如果投射的光線因檢測物體不同而被遮掩或反射，到達受光部的量將會發(fā)生變化。受光部將檢測出這種變化，并轉(zhuǎn)換為電氣信號，進行輸出。大多使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍色來判斷顏色）和紅外光。光電傳感器如下圖所示主要分為3類。（詳細內(nèi)容請參見「圖3.1」）

對射型

回歸反射型

擴散反射型

光電傳感器的選擇光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。若把發(fā)光器和收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān)。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè)，檢測物通過時阻擋光路，收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號。圖3.2光電傳感器的原理圖漫反射型光電開關(guān):是當開關(guān)發(fā)射光束時，目標產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個的標準部件，當有足夠的組合光返回接收器時，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化，作用距離的典型值一直到3米。特征：有效作用距離是由目標的反射能力決定，由目標表面性質(zhì)和和顏色決定；較小的裝配開支，當開關(guān)由單個元件組成時，通常是可以達到粗定位；采用背景抑制功能調(diào)節(jié)測量距離；對目標上的灰塵敏感和對目標變化了的反射性能敏感。我們使用歐姆龍的光電傳感器(光電開關(guān)),E3JK-5M3,直流正負12~240V,交流24~240V均可用,交直流通用的,有一對常開和常閉觸點.消費電力:小于3W檢出距離:5M.指向角:3~20,繼電器輸出:最大:250V3A,最小5VDC10MA.響應(yīng)時間小于或等于:30MS.工作溫度:-25~55濕度:35~95周圍照明:小于或等于3000lx.保護構(gòu)造:IEC60529IP64.圖3.3反射式光電開關(guān)冰箱地面輸送線是把成型的冰箱通過輥道或板鏈線勻速地輸送到每條通電板鏈線上進行24h通電老化測試，老化過的合格冰箱送到包裝板鏈上進行打包。整條設(shè)備采用人工選線，自動進出的流程，無物流阻塞和干涉現(xiàn)象發(fā)生。能實現(xiàn)進出箱自動計數(shù)，進滿線停止并報警，具有計數(shù)顯示、拔盤預(yù)置、端頭保護、無推擠箱等電氣保護措施。幾條老化線的進出可實現(xiàn)三種人工選線操作，在同一時間，不能有兩條線同時選進或選出，可以一條進另一條出(即一條選單進，另一條選單出)，或一條線邊進邊出(即同進同出)。輸入、輸出主要對象為拔盤開關(guān)、行程開關(guān)、光電傳感器、主令開關(guān)，電磁閥、交流異步電機(接觸器)、蜂鳴器、數(shù)碼顯示、指示燈。自動控制的方式很多，因為冰箱生產(chǎn)線是流水線作業(yè)，所以本設(shè)計只是一個順序控制，并無其他的復(fù)雜控制要求，所以選用PLC控制系統(tǒng)就足以滿足設(shè)計要求。在生產(chǎn)過程中，按照不同的生產(chǎn)要求，我們設(shè)計了三種傳輸方式，即工藝流程要求所示。由于工業(yè)生產(chǎn)是按照訂單來安排生產(chǎn)的，所以當訂單少時選擇正常速度運行傳輸線，而在訂單較多時，選擇快速傳輸方式。根據(jù)以上要求，就需要應(yīng)用變頻器在生產(chǎn)線電機的控制中。本設(shè)計中變頻器不需要PLC的控制，只要在變頻器中設(shè)置好兩種速度即可。為了保證流水作業(yè)，我們在靠近移栽機上游不遠處加裝對射型光電開關(guān)，用于保證冰箱在移栽機將其移動時冰箱不至于碰撞，此刻主流水線的電機停止工作。在移栽機的下邊沿處，加裝反射式光電開關(guān)，其作用是準確定位冰箱是否處于移栽機正上方。當處于正上方時，電磁閥通電，移栽機工作，將冰箱移動到橫向傳輸線線上。在橫向傳輸線上的起始位置處有一對射式觀點開關(guān)，用其檢測冰箱是否完全移動到橫向傳輸線上。橫向傳輸線末端也有一光電開關(guān)，起作用根據(jù)進出方式的不同而不同。當其為同進同出方式時，這個光電開關(guān)用來給移栽機一個信號，告訴其要接機了，并使下行主傳輸線電機停止工作，這也是防撞設(shè)計的考慮。在移栽機的右側(cè)有一對射式光電開關(guān)，作用也是檢測冰箱是否完全處于移栽機正上方。當處于正上方時，此光電開關(guān)給出信號，主線電機工作，電磁閥失電返回原位。主線下游處裝有一光電開關(guān)，也是為了使冰箱之間保持一定的距離。其他線也如此設(shè)計。\o"中國軟啟動網(wǎng)"PLC的模擬量調(diào)試主要涉及系統(tǒng)DIP開關(guān)狀態(tài)設(shè)置、輸入和輸出模擬量形式以及范圍選擇、模擬量采集結(jié)果的處理等環(huán)節(jié)，調(diào)試時可先調(diào)開環(huán)系統(tǒng)，然后根據(jù)測速裝置反饋電壓和轉(zhuǎn)速的關(guān)系，通過軟件判斷調(diào)節(jié)模擬量單元的輸出信號大小，實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。第四章控制系統(tǒng)的設(shè)計4.1系統(tǒng)的基本設(shè)計思路冰箱地面輸送線是把成型的冰箱通過輥道或板鏈線勻速地輸送到每條通電板鏈線上進行24h通電老化測試，老化過的合格冰箱送到包裝板鏈上進行打包。整條設(shè)備采用人工選線，自動進出的流程，無物流阻塞和干涉現(xiàn)象發(fā)生。能實現(xiàn)進出箱自動計數(shù)，進滿線停止并報警，具有計數(shù)顯示、拔盤預(yù)置、端頭保護、無推擠箱等電氣保護措施。幾條老化線的進出可實現(xiàn)三種人工選線操作，在同一時間，不能有兩條線同時選進或選出，可以一條進另一條出(即一條選單進，另一條選單出)，或一條線邊進邊出(即同進同出)。輸入、輸出主要對象為拔盤開關(guān)、行程開關(guān)、光電傳感器、主令開關(guān)，電磁閥、交流異步電機(接觸器)、蜂鳴器、數(shù)碼顯示、指示燈。自動控制的方式很多，因為冰箱生產(chǎn)線是流水線作業(yè)，所以本設(shè)計只是一個順序控制，并無其他的復(fù)雜控制要求，所以選用PLC控制系統(tǒng)就足以滿足設(shè)計要求。在生產(chǎn)過程中，按照不同的生產(chǎn)要求，我們設(shè)計了三種傳輸方式，即工藝流程要求所示。由于工業(yè)生產(chǎn)是按照訂單來安排生產(chǎn)的，所以當訂單少時選擇正常速度運行傳輸線，而在訂單較多時，選擇快速傳輸方式。根據(jù)以上要求，就需要應(yīng)用變頻器在生產(chǎn)線電機的控制中。本設(shè)計中變頻器不需要PLC的控制，只要在變頻器中設(shè)置好兩種速度即可。為了保證流水作業(yè)，我們在靠近移栽機上游不遠處加裝對射型光電開關(guān)，用于保證冰箱在移栽機將其移動時冰箱不至于碰撞，此刻主流水線的電機停止工作。在移栽機的下邊沿處，加裝反射式光電開關(guān)，其作用是準確定位冰箱是否處于移栽機正上方。當處于正上方時，電磁閥通電，移栽機工作，將冰箱移動到橫向傳輸線線上。在橫向傳輸線上的起始位置處有一對射式觀點開關(guān)，用其檢測冰箱是否完全移動到橫向傳輸線上。橫向傳輸線末端也有一光電開關(guān)，起作用根據(jù)進出方式的不同而不同。當其為同進同出方式時，這個光電開關(guān)用來給移栽機一個信號，告訴其要接機了，并使下行主傳輸線電機停止工作，這也是防撞設(shè)計的考慮。在移栽機的右側(cè)有一對射式光電開關(guān)，作用也是檢測冰箱是否完全處于移栽機正上方。當處于正上方時，此光電開關(guān)給出信號，主線電機工作，電磁閥失電返回原位。主線下游處裝有一光電開關(guān)，也是為了使冰箱之間保持一定的距離。其他線也如此設(shè)計。\o"中國軟啟動網(wǎng)"PLC的模擬量調(diào)試主要涉及系統(tǒng)DIP開關(guān)狀態(tài)設(shè)置、輸入和輸出模擬量形式以及范圍選擇、模擬量采集結(jié)果的處理等環(huán)節(jié)，調(diào)試時可先調(diào)開環(huán)系統(tǒng)，然后根據(jù)測速裝置反饋電壓和轉(zhuǎn)速的關(guān)系，通過軟件判斷調(diào)節(jié)模擬量單元的輸出信號大小，實現(xiàn)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。4.2控制系統(tǒng)組成元件分析整個地面輸送系統(tǒng)的輸送線的布局如圖1所示，其中的數(shù)字代碼為對應(yīng)的電動機在PLC中所對應(yīng)的輸入輸出代碼。兩條主輸送線分別為A和B,其余四條分別為C、D、E、F。小圓圈代表著對射式光電開關(guān)及其所在的位置，小三角形代表著反射式光電開關(guān)及其位置。1、28分別代表著移栽機及其所處位置。圖4.1冰箱的地面輸送線控制系統(tǒng)布局及端PLC接線端口地址4.3電氣控制系統(tǒng)主回路設(shè)計及線路圖設(shè)計電氣控制系統(tǒng)主回路是由電源線及被控制的電機組成，部分接線圖如下圖所示。電路圖分析：首先是三相電源線，是動力線。在主回路電氣原理圖中我們主要用到了低壓斷路器、熔斷器、熱繼電器、變頻器、接觸器等這些元件，通過這些元件的共同作用線路在正常情況下工作。熔斷器FU，其是一種利用熱效應(yīng)原理工作的電流保護電器，使用時將其串接在被保護電路中，當電路發(fā)生短路故障時熔體被瞬時熔斷而分斷電路，其主要用于短路保護。熱繼電器FR,其是利用測量元件被加熱到一定程度而動作的一種繼電器，主要用于三相電機的過載保護。接觸器KM，它是一種適用于在低壓配電系統(tǒng)中遠離控制，頻繁操作主電路及大容量控制電路的自動控制開關(guān)電器。低壓斷路器QF是低壓配電網(wǎng)中的主要電器開關(guān)之一，它不但可以接通和分斷正常負載電流、電動機工作電流和過載電流，而且還可以接通和分斷短路電流，對線路、電器設(shè)備及電動機等實行保護。變頻器直接接到電機上，不需要PLC對其進行控制。主六條輸送線均需要的電機均需要用變頻器控制，而移栽機只是個小電機，工作過程簡單，不需變頻器對其控制。此圖只是畫出了部分電氣接線，其他類似部件接線與此類似。圖4.2電氣控制系統(tǒng)線路圖本設(shè)計的控制系統(tǒng)線路圖如下所示.其包括PLC作為主控設(shè)備，其余為外圍設(shè)備。操作臺、電磁閥、電動機、光電開關(guān)為輸入輸出設(shè)備，PC機是做上位機，用作編程及監(jiān)控。在PLC實際接線中，應(yīng)有電源辦公輸入線，通常為220V、50HZ交流電源，允許電源電壓有一定的浮動范圍。并且必須有保護裝置。如果是干擾較強或?qū)煽啃砸蠛芨叩膱龊?，?yīng)在PLC的電源輸入端加裝帶屏蔽的隔離變壓器和低通濾波器。PLC輸出端接有線圈和電磁閥等感性元件時必須加保護電路，例如在電路中并接阻容吸收回路或續(xù)流二極管。電氣控制系統(tǒng)線路框圖如下圖，具體接線圖見附錄一。圖4.3地面輸送線控制制系統(tǒng)框圖第五章系統(tǒng)程序設(shè)計5.1控制系統(tǒng)的流程分析在PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中，梯形圖的設(shè)計是最主要的問題，它是計算機程序設(shè)計與電氣控制設(shè)計思想結(jié)合的產(chǎn)物，有替代設(shè)計法、邏輯代數(shù)設(shè)計法、程序流程圖設(shè)計法、功能模塊設(shè)計法四種主要設(shè)計方法。本設(shè)計是順序動作過程，采用程序流程圖設(shè)計法編制PLC系統(tǒng)軟件，程序工作過程可用流程框圖表示。用此方法編程只要對各個工序進行簡單的順序設(shè)計就能保證機械正確動作，使用者也能很容易理解全部動作過程，能自動執(zhí)行對各個工序的監(jiān)視，試運行調(diào)整及故障檢查非常方便，尤其是大大地減輕了編程的工作量，縮短了軟件系統(tǒng)設(shè)計時間。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，我們分析了系統(tǒng)工作方式，并以此設(shè)計了如下的流程圖，如圖6。圖5.1系統(tǒng)程序流程圖（此為一條板鏈生產(chǎn)線的流程，其他三條亦然）系統(tǒng)開始運行時，要先檢測故障按鈕和急停按鈕的情況。若有故障，故障輸出點輸出，同時將系統(tǒng)運行點、傳送帶運行點復(fù)位，將相應(yīng)的定時器和計數(shù)器也復(fù)位。當有緊急情況按下急停按鈕00201時，急停點00201輸出，同時復(fù)位相應(yīng)的定時器。系統(tǒng)通電后，若沒有急停和停止按鈕按下，輸送帶開始運行。輥道A向下運行，將冰箱向下輸送。當用于位置檢測的光電傳感器02000發(fā)出信號時，即說明有冰箱到達，當此信號停止時，說明冰箱正在向移栽機正上方移動。當反射式光電開關(guān)發(fā)出信號時，冰箱已移動到移栽機正上面的位置，此刻電磁閥接受到反射式光電開關(guān)發(fā)出的信號得電，用移栽機將冰箱頂起，然后移栽機上小電機運行，將冰箱送至副傳輸線。冰箱被送至至板鏈輸送帶上，當接收完一臺冰箱后，起始位置的對射式光電傳感器發(fā)出一個信號，表示接收完畢，并給電磁閥一個信號，讓移栽機返回且使輥道繼續(xù)運行。處于板鏈輸送帶的尾部的光電開關(guān)用于給接機的移栽機一個信號，告訴其要接機了，并使輥道電機停轉(zhuǎn)。對射式光電開關(guān)發(fā)出信號，表示冰箱處于移栽機正上方，可以使電磁閥失電返回了。當冰箱流到下個位置檢測處時，這時可以使移栽機從新接機。通過三種工作方式所對應(yīng)的三個按鈕的選擇，來選擇工作方式。流程圖中的停止信號包含兩層含義，急停還是停止。通過對停止信號的判斷，看是板鏈貨物已滿還是緊急停車來選擇下一步的工作方式。若是貨物已滿，則是02005發(fā)出的信號，對應(yīng)的輸出移栽機動作，接箱并下行。C，D,E,F輸送帶的工作過程都如上面所述。5.2系統(tǒng)編程環(huán)境介紹CX-Programmer是OMRON公司新的編程軟件，他可完成用戶程序的建立，編輯，檢查，調(diào)試以及監(jiān)控，同時還具有完善的維護等功能，使得程序的開發(fā)及系統(tǒng)的維護更為簡單快捷。CX-P編程軟件的主要功能CX-P編程軟件可以實現(xiàn)梯形圖或語句表的編程，編譯檢查程序，程序和數(shù)據(jù)的上傳及下載，設(shè)置PLC的設(shè)定區(qū)，對PLC的運行狀態(tài)或內(nèi)存數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和測試，打印程序清單，文檔管理等功能。CX-P編程軟件界面包括標題欄，菜單欄，工具條，狀態(tài)欄以及五個窗口。文件菜單條可完成如新建，打開，關(guān)閉，保存，頁面設(shè)置，打印預(yù)覽，打印設(shè)置等操作。編輯菜單提高編輯用的各種工具，如剪切，復(fù)制，粘貼等或數(shù)據(jù)塊操作，及查找，替換，刪除，微分等功能。其圖形界下圖圖5.2CX-P編程軟件界面工具條是將CX-P編程軟件中最常用的操作以按鈕形式出現(xiàn)，提高更加快捷的鼠標操作。工程窗口中，以分層樹狀結(jié)構(gòu)顯示與工程相關(guān)的PLC和程序細節(jié)。以個工程可以生產(chǎn)多個PLC，美俄PLC包含符號表，設(shè)置，內(nèi)存，程序等內(nèi)容，。工程窗口可以實現(xiàn)快速編輯符號，設(shè)定PLC，以及切換各個程序段顯示。圖標工作窗口用于編輯梯形圖程序或語句表程序，并可以顯示全局變量或本地變量等內(nèi)容。在查看窗口中，可以同時顯示多個PLC中某個地址編號的繼電器的內(nèi)容，以及他們的在線工作情況。狀態(tài)欄在編輯時提供一些有益信息，包括PLC工作模式，CPU類型，PLC連時的循環(huán)時間及錯誤信息。用CX-P編程軟件編制用戶程序可以按一下步驟進行：啟動CX-P軟件，建立新的工程文件，繪制梯形圖，編譯程序，下載程序和監(jiān)視程序運行等。建立新的工程文件，單擊文件菜單中的“新建”命令，或者點擊工具條上的新建按鈕來創(chuàng)建新的工程。此時屏幕上出現(xiàn)下圖對話框進行PLC的設(shè)置。圖5.3新建命令界面1在“設(shè)備名稱”欄中鍵入新建工程的名稱2在“設(shè)備型號”欄中選擇PLC的型號，然后再點擊右邊的設(shè)置按鈕，設(shè)置PLC的型號和程序容量等內(nèi)容。3在“網(wǎng)絡(luò)類型”中選擇PLC的網(wǎng)絡(luò)類型，一般采用默認值。4在“注釋”欄中輸入與PLC有關(guān)的注釋。完成以上設(shè)置后，單擊確定按鈕，顯示編程軟件的操作界面，如圖所示：圖5.4編程軟件的操作界面5.3PLC程序編制及仿真調(diào)試由于系統(tǒng)控制核心主要由PLC組成，因此，軟件包括PLC控制軟件。PLC軟件的主要功能是對提升機的啟動、加速、減速、停車等過程控制、信號采集、邏輯處理。PLC軟件設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，程序編制采用梯形圖。上位機軟件主要對系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障狀態(tài)實時監(jiān)控，對運行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)進行存儲和記憶。PLC軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計是根據(jù)提升機工藝和控制要求，將控制任務(wù)和過程分解為許多子過程和子任務(wù)。再對各個子過程和子任務(wù)進行模塊設(shè)計、功能說明，形成一個模塊化的程序結(jié)構(gòu)。要配置的PLC，其輸入、輸出點數(shù)分別與系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備相對應(yīng)。本控制系統(tǒng)的輸入設(shè)備有：啟動按鈕、停止按鈕、移載機控制按鈕、急停按鈕、限位傳感器1，2，3，限位傳感器4，5，6等。輸出信號包括：急停輸出、傳送帶運行輸出、移載電機正轉(zhuǎn)輸出、移載電機反轉(zhuǎn)輸出、板鏈電機1正轉(zhuǎn)輸出、板鏈電機2正轉(zhuǎn)輸出、系統(tǒng)運行指示輸出、故障輸出等。根據(jù)輸入、輸出點數(shù)，系統(tǒng)選用OMRON公司的C200H系列小型PLC，它有650—1176點的輸入輸出點，能夠滿足系統(tǒng)的要求?？刂葡到y(tǒng)的I／O分配表如表所示。有12個光控開關(guān)，用于限位作用。他們的地址為00500、00501……00511，00600、00601……00611，共26個光控開關(guān)，其中00501、00504、00507、00510、00601、00604、00607、00610為反射式光控開關(guān)，其余為對射式。內(nèi)部輔助繼電器區(qū)為200通道開始的區(qū)域。I／O地址分配表輸入地址對象描述輸出地址對象描述輸出地址對象描述00400C線方式101000大電機A02001移栽機0正轉(zhuǎn)00401C線方式201001大電機B02002移栽機1正轉(zhuǎn)00402C線方式301002大電機C02003移栽機2正轉(zhuǎn)00403D線方式101003大電機D02004移栽機3正轉(zhuǎn)00404D線方式201009大電機E02005移栽機4正轉(zhuǎn)00405D線方式301005大電機F02006移栽機5正轉(zhuǎn)00406E線方式100200總啟動02007移栽機6正轉(zhuǎn)00407E線方式200209總停車02008移栽機7正轉(zhuǎn)00401E線方式300409F線方式100410F線方式200411F線方式3圖5.5C線片段上圖節(jié)選了部分系統(tǒng)的工作段，包括其各種組成部件。在此，我們一這段來分析工作過程，并編制片段程序，如圖12所示。此為C線同進同出的方式運行程序。按下啟動按鈕00200后，A線電動機啟動，生產(chǎn)線開始工作。當冰箱向下流動時，光控開關(guān)00500產(chǎn)生動作信號，用以保持冰箱之間的距離。當反射式光控開關(guān)00501產(chǎn)生動作信號時，此時冰箱移動到移載機正上方，使電磁閥02001得電、C線電動機01002啟動，提升冰箱至C線高度且將冰箱送至C線。將冰箱向右流動兩秒后，TIM000動作，A線電動機重新啟動。當冰箱觸發(fā)00503產(chǎn)生動作信號后，使移栽機02005接機，直至光控開關(guān)00504產(chǎn)生信號，此時冰箱處于移栽機正上方，且00504使電磁閥02005失電下降，B線電機01001啟動，直至冰箱觸發(fā)00505，才使C線電機重新啟動，如此往復(fù)。圖5.6C線片段程序軟件的仿真調(diào)試在工業(yè)自動化中，計算機的通信功能作為各級之閫接口是十分必要的?？删幊炭刂破髋c計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的綜合系統(tǒng)，可使可編程控制器與計算機互補功能的不足。對于控制?？删幊炭刂破鲗ΜF(xiàn)場、對設(shè)備都極為方便，但是打印圖表、圖形顯示、中文輸出就遜色一些，而這些中文功能是計算機的特長?？删幙刂破髋c計算機聯(lián)網(wǎng)時，計算機通常僅用于編程、修改參數(shù)、數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)管理等方面，而不是參與控制過程，而可編程控制器在一線脫機運行，即使計算機發(fā)生故障，也不會影響生產(chǎn)過程的正常運行。PLC與計算機之間的通訊通常是通過RS422口或RS232口進行的，其信息交換的方式為字符串方式，運用RS232和RS422通道，容易配置一個與外部的計算機(如個人機和主機)進行通訊的系統(tǒng)?？蓪⑺熊浖臄?shù)據(jù)和狀態(tài)由可編程控制器送入計算機，由計算機采集這些數(shù)據(jù)，進行分析及進行狀態(tài)監(jiān)視。用計算機改變可編程控制器設(shè)備的初始值和設(shè)定值，從而實現(xiàn)計算機對可編程控制器的直接控制。[9]本設(shè)計中編程軟件對應(yīng)得仿真軟件是TRILOGI,可以用其進行仿真。畫好梯形圖后，選擇SIMULATE菜單中三個運行子菜單中的一個，就可以進入仿真窗口。其右三個子菜單：（1）子菜單Run(AllI/OReset)在運行仿真器之前，復(fù)位所有輸入，輸出，繼電器，定時器和計數(shù)器，清除所有內(nèi)存變量。（2）子菜單Run(resetexcepti/p)該子菜單的功能與前面子菜單基本相同，只是輸入狀態(tài)保持。（3）子菜單ContinueRun(noreset)該子菜單的功能是接著以前的停止的仿真繼續(xù)仿真。當選擇運行仿真器菜單后，TRILOGI將編譯梯形圖。如果沒有錯誤，將打開仿真器窗口。該仿真器窗口有五列，分別為：輸入、定時器、計數(shù)/順序器、繼電器和輸出。在I/O表中定義的標記自動的呈現(xiàn)在各自的列中。每一個標記左側(cè)是一個LED燈，顯示該標記的狀態(tài)，紅色為ON,否則為OFF。三個仿真按鈕中按下VIEW可以觀察TBASIC變量窗口，暫停按鈕可以停止仿真，復(fù)位按鈕復(fù)位所有的I/O和數(shù)據(jù)。梯形圖可以直接觀察仿真過程中的I/O狀態(tài)。正在動作的I/O為高亮顯示，任何時候可以用CTRL-R復(fù)位所有I/O，使高亮狀態(tài)在窗口中消失。我們在試驗箱上作模擬實驗來驗證程序的正確性。因為只模擬一部分的輸入輸出，所以用一小部分I/O即可。實驗室中用彩色的小燈代替各種信號。當下載好程序到PLC中，按下開始按鈕后，輥道運轉(zhuǎn)，綠色指示燈亮。我們用按鈕來代替兩種光電開關(guān)，當按下開關(guān)，即兩種光電開關(guān)先后發(fā)出信號，則紅色指示燈亮，說明移栽機動作。之后按下板鏈上的光電開關(guān)替代按鈕，則黃色指示燈亮，代表著板鏈運轉(zhuǎn)。所以當按下光電開關(guān)代表著的按鈕后，會有相應(yīng)的指示燈亮，代表著不同的動作過程。實驗結(jié)束，實驗結(jié)果表明程序正確。程序仿真結(jié)果如圖5.7：結(jié)束語本文針對冰箱地面輸送控制線系統(tǒng)進行設(shè)計，結(jié)合具體工藝原理和技術(shù)指標，以變頻調(diào)速理論、PLC控制理論為基礎(chǔ)，以現(xiàn)實可行性為原則，制定控制方案，完成PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計。并對控制系統(tǒng)進行具體分析，設(shè)計了主回路電氣原理圖和控制回路電氣原理圖，并著重設(shè)計了控制系統(tǒng)的程序部分，對系統(tǒng)硬件設(shè)計的主回路電氣圖、控制回路原理圖、PLC外部設(shè)備及系統(tǒng)的流程進行繪制并做了具體分析。通過這次的設(shè)計，我們實現(xiàn)了冰箱輸送系統(tǒng)的自動化控制，并增加了一些保護措施。由于只是利用仿真軟件模擬實驗，沒有精確的去考慮設(shè)計中的一些細節(jié)性的設(shè)計，尚存在的問題就是此系統(tǒng)硬件設(shè)計只是在實驗室通過試驗箱實驗其過程，但沒有經(jīng)過工程實踐的檢驗，應(yīng)當在實際的應(yīng)用中加以改進。致謝經(jīng)過長達三個月的畢業(yè)設(shè)計，我的課題基于OMRONPLC的冰箱的地面輸送線控制系統(tǒng)程序設(shè)計已經(jīng)順利完成了。首先我要感謝我的導(dǎo)師張洛花，正是她的細心指導(dǎo)，才使我基本掌握設(shè)計的基本原理，以及完成畢業(yè)論文。在設(shè)計的進展過程中，每當我遇到疑問時，她都耐心地對我啟發(fā)和引導(dǎo)，幫助我找出問題的答案和進一步研究的方向和思路，使我很順利的完成了系統(tǒng)設(shè)計。張老師給我的幫助不僅僅是學(xué)習(xí)上的，最要感謝她的是，是她給我內(nèi)心的鼓勵，幫助，讓我認真完成了畢業(yè)設(shè)計。同時我還要感謝電子與電子工程系的全體老師和同學(xué)，本設(shè)計的順利進行與他們的關(guān)心和幫助是分不開的。他們曾給了我許多很好的意見，給了我無私的幫助，與他們的一些探討使我受益匪淺。在此，向他們表示深深的感謝。最后，對評閱本論文的各位專家致以誠摯的謝意!參考文獻[1]余三同，龐家成，苗紅霞.基于PLC輸送帶控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).電氣應(yīng)用2007，26(9)[2]楊永剛.PLC技術(shù)在自動傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用.[期刊論文]-機電一體化.2004(5)[3]朱清慧,王志奎.西門子視窗控制中心在冰箱地面輸送控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.2002年機電國際市場第12期[4]劉海濤.自動輸送、裝載、計量控制系統(tǒng).電工技術(shù)2007，(2)[5]常曉萍.燃料煤運輸線的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.煤礦機械.1778年第8期[6]謝克明夏路易.可編程控制器原理與程序設(shè)計.電子工業(yè)出版社.2006-01[7]王桂娟.楊春生.產(chǎn)品的運輸及自動計量系統(tǒng)[期刊論文].煤礦機械.2006(11)[8]吳忠智，黃立培，吳加林．調(diào)速用變頻器及配套設(shè)備選用指南．北京：機械工業(yè)出版社，2002：2~4[9]PaulPlanate．ApplyingElectromagneticClutchesandBrakes．Instruments&ControlSymem．1988：31~32[10]JiangJianguo，Zha。Yulin，ShaoZhongming，YangFengzhong，MaJianf，Intelligentmonitoringandfull一digitalautomaticcontr01ofDCmachinedrivecontrolsystemforminehoist，ElectricalandComputerEngineering，2001．canadianConferenceon，V01ume：1，13一16May2001Page(s)：1—6v01．1[11]GuojunTan：FengyouHe：zhiouxujLow—cost，high—reliabi1ityfullydigitalcontrolsystemofdirectcurrenthoistofmine，Controlandautomation，2002．ICCA．FinalProgramandBookofAbstracts．The2002InternationalConferenceon，June16—19，2002，Page(s)：207—207附錄一:地面輸送線控制系統(tǒng)電氣附錄二:控制程序梯形圖

附錄資料：不需要的可以自行刪除車間配線設(shè)計技術(shù)要求一、總體要求：1、工程概況：本次工程主要為車間內(nèi)部設(shè)備的動力電設(shè)計、安裝部分。2、本工程包含全部電氣配套設(shè)施的采購、安裝、對接；中標方負責全部電線、電纜、連接頭、動力柜、配電盒及其配件的采購、搬遷、安裝等，并滿足使用要求。其中主線路的架設(shè)采用橋架支撐空中架設(shè)，距地面高度不低于6米，每根柱子架設(shè)一套。3、本次配電工程中電纜規(guī)格型號全部為BV系列銅芯電纜，電纜額定電壓為0.66/1KV。電纜品牌：電纜可選用江蘇上上電纜集團有限公司，南洋電纜集團有限公司，安徽綠寶電纜有限公司，安徽航天電纜集團有限公司,山東遠東電纜有限公司等產(chǎn)品，隨電纜需附有產(chǎn)品合格證和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗合格證；線纜為BV線纜標準符合國標要求；斷路器選用正泰品牌，隨機附有產(chǎn)品合格證和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗合格證。4、電纜鋪設(shè)按國家電氣安裝標準執(zhí)行，線號清晰，線路規(guī)范產(chǎn)品技術(shù)標準符合國家標準及行業(yè)規(guī)范要求。5、動力柜需配置零排和地排,柜體要有相應(yīng)的銘牌和產(chǎn)品合格證，配備電流、電壓表。6、塑料外殼式斷路器均采用正泰品牌標準型3極斷路器。配電柜體均采用上海電器股份有限公司人民電器廠生產(chǎn)的標準柜體。7.車間照明燈具要求功率100w，均采用浙江陽光品牌；配套開關(guān)采用TCL品牌。二、主材配置圖3-1裝一圖3-1裝一車間廠房布局圖1）配電柜底座安裝10#槽鋼基礎(chǔ)，高度約為200/180cm，周圍需密封,配置零排和地排,柜體要有相應(yīng)的銘牌和產(chǎn)品合格證。配置三相電壓表1塊，安裝電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)1只實現(xiàn)相間電壓轉(zhuǎn)換；配置三相電流表3塊。2）配電柜箱體高度1800mm，門開啟大于135°，箱體獨立安裝，頂部、底部可根據(jù)要求開進出線孔；安裝板及側(cè)梁可以調(diào)節(jié)、安裝檢修靈活、方便、結(jié)構(gòu)緊湊、通用性好。柜門附配電柜線路圖。3）技術(shù)參數(shù)（銘牌須有標識）□符合標準：IEC439、GB7251.1-1997、JB／T9661-1999

□額定電壓：AC400V

□額定絕緣電壓：660V

□額定電流：根據(jù)負荷要求定

□額定短時耐受電流：30kA

□外殼防護等級：IP304）配電柜內(nèi)部使用銅排母線連接，柜內(nèi)母線要求外敷熱縮套管，柜內(nèi)接線端子應(yīng)與出線導(dǎo)線截面匹配，不得使用小端子配大截面導(dǎo)線。2、分線配電柜要求1）配電柜箱體規(guī)格H1200*W600*D400，門開啟大于135°，箱體獨立安裝，底部可根據(jù)要求開進出線孔；安裝板及側(cè)梁可以調(diào)節(jié)、安裝檢修靈活、方便、結(jié)構(gòu)緊湊、通用性好。柜門附配電柜線路圖。2）技術(shù)參數(shù)（銘牌須有標識）□符合標準：IEC439、GB7251.1-1997、JB／T9661-1999

□額定電壓：AC400V

□額定絕緣電壓：660V

□額定電流：根據(jù)負荷要求定

□額定短時耐受電流：30kA

□外殼防護等級：IP303）配電柜內(nèi)部使用銅排母線連接，柜內(nèi)母線要求外敷熱縮套管，柜內(nèi)接線端子應(yīng)與出線導(dǎo)線截面匹配，不得使用小端子配大截面導(dǎo)線。3、配電箱1）配電柜箱體規(guī)格600*400，門開啟大于135°，箱體獨立安裝，底部可根據(jù)要求開進出線孔；安裝板及側(cè)梁可以調(diào)節(jié)、安裝檢修靈活、方便、結(jié)構(gòu)緊湊、通用性好，要求安裝高度離車間地面1.5米。2））配電柜內(nèi)部使用銅排母線連接，柜內(nèi)母線要求外敷熱縮套管，柜內(nèi)接線端子應(yīng)與出線導(dǎo)線截面匹配，不得使用小端子配大截面導(dǎo)線。三、相關(guān)內(nèi)容及要求(一)車架車間配電要求1、總配電柜部分安裝1)從車間內(nèi)配電室接主電纜至主配電柜位置，安裝XL-21配電柜（JP1）1臺。2)該配電柜采用三相五線制，其中零線、底線由獨立接線銅排。配電柜要求含總控開關(guān)（塑殼斷路器）1只、車間線路控制開關(guān)3只、備用三相斷路器3只。4)從配電柜對應(yīng)斷路器三相五線制電纜連接分別至車間三條線路分配控制部分。2、車架車間線路1配電要求1）在車間指定位置（見車間配電圖）放置配電柜JP1-1、JP1-2；配電箱JK1-32）要求配電柜JP1-1含總控開關(guān)1只、三相斷路器3只、兩相斷路器（含漏電保護）1只、備用三相斷路器2只。配電柜JP1-2含總控開關(guān)1只、三相斷路器6只、兩相斷路器（含漏電保護）1只、備用三相斷路器2只。配電箱JK1-3含三相斷路器1只。3、車架車間線路2配電要求1）在車間指定位置（見車間配電圖）放置配電柜JP2-1、JP2-2、JP2-3；配電箱。2）要求配電柜JP1-1、JP1-2均含總控開關(guān)1只、三相斷路器3只、兩相斷路器（含漏電保護）1只、備用三相斷路器2只。配電柜JP1-3含總控開關(guān)1只、三相斷路器6只、兩相斷路器（含漏電保護）1只、備用三相斷路器2只。配電箱根據(jù)配電圖分配兩相斷路器、三相斷路器，所有斷路器均含有漏電保護功能。3）車間照明控制依照配電圖安裝于相應(yīng)位置。4、車架車間線路3配電要求1）在車間指定位置（見車間配電圖）放置配電箱。2）要求配電箱根據(jù)配電圖分配兩相斷路器、三相斷路器，所有斷路器均含有漏電保護功能。5、配線要求1）總配電柜采用1000A斷路器總開關(guān)，1個400A塑殼斷路器，2個250A塑殼斷路器2）分線配電箱內(nèi)部采用總開關(guān)250A塑殼斷路器，三相均采用100A塑殼斷路器，兩相采用60A塑殼斷路器，備用斷路器采用100A塑殼斷路器3）配電箱內(nèi)部采用總開關(guān)250A塑殼斷路器，三相均采用60A塑殼斷路器，兩相采用60A塑殼斷路器4）線路2主線采用BV95銅線，零線和地線采用BV50銅線。線路1和線路3主線采用BV50銅線零線和地線采用BV25銅線。5)配電柜支線采用BV25銅線，零線、地線采用10銅線。6)配電箱支線采用BV16銅線，零線、地線采用6銅線7）照明主線采用BV6銅線，燈線采用2.5銅線。6、材料明細名稱規(guī)格單位數(shù)量備注配電柜XL-21含配套件件1A類分線配電柜H1200*W600*D400件3內(nèi)含7個塑殼式斷路器B類分線配電柜H1200*W600*D400件2內(nèi)含