PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用

第1章課題簡(jiǎn)介1。１概述一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格依據(jù)電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素.在電鍍生產(chǎn)線上采納自動(dòng)化掌握不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證,有效的削減廢品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著格外好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，電鍍生產(chǎn)線上對(duì)行車(chē)的自動(dòng)掌握則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化掌握的關(guān)鍵。

電鍍生產(chǎn)線依據(jù)其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺(tái)行車(chē)、三臺(tái)行車(chē)和四臺(tái)行車(chē)工作,每臺(tái)行車(chē)都依據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行；對(duì)于行車(chē)的自動(dòng)掌握,早期是采納繼電器規(guī)律電路和挨次掌握器，進(jìn)展至今其掌握方式已采納可編程掌握器PＬC作為核心掌握部件，其掌握更為平安、牢靠、便利、靈敏，自動(dòng)化程度更高.隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛進(jìn)展,存儲(chǔ)掌握程序逐步替代接線程序掌握，成為工業(yè)掌握系統(tǒng)的主流進(jìn)展方向。所謂程序掌握,就是將掌握規(guī)律程序語(yǔ)言的形式存放在存儲(chǔ)器中，通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的掌握要求。這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為存儲(chǔ)程序掌握系統(tǒng)。在存儲(chǔ)程序掌握系統(tǒng)中,掌握程序的修改不需要轉(zhuǎn)變掌握器內(nèi)部的接線,而只需通過(guò)通過(guò)編程器中的某些程序語(yǔ)言?xún)?nèi)容?？删幊陶莆掌骶褪且环N存儲(chǔ)程序掌握器。其輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與繼電器掌握系統(tǒng)相同,但它們直接連接到可編程掌握器的輸入端子和輸出端子。在可編程掌握器構(gòu)成的掌握系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)掌握任務(wù)，同樣需要針對(duì)簡(jiǎn)略的掌握對(duì)象，分析掌握系統(tǒng)要求,確定所需用戶(hù)的輸出輸入設(shè)備，然后運(yùn)行相應(yīng)的程序語(yǔ)言便指出相應(yīng)的程序，利用編程器和其他設(shè)備寫(xiě)入可編程掌握器的存儲(chǔ)器中。每條程序語(yǔ)言確定一個(gè)挨次，運(yùn)行時(shí)CPU一次讀取查出其中的程序語(yǔ)句，對(duì)它們的內(nèi)容解釋并加以執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果用以輸出設(shè)備，兩支被掌握對(duì)象工作.可編程掌握器時(shí)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)掌握規(guī)律的,能夠使用不同掌握任務(wù)的需要，通用性強(qiáng),使用靈敏，牢靠性強(qiáng)。1．2課題的內(nèi)容和工藝要求（1）、內(nèi)容：電鍍生產(chǎn)線上有三個(gè)基本的槽位,分別是:清水槽、回收槽和電鍍槽，工件由裝有可升降吊鉤的行車(chē)帶動(dòng),經(jīng)過(guò)電鍍、鍍液回收、清洗等工序,完成電鍍?nèi)^(guò)程。在電鍍生產(chǎn)線一側(cè),工人將代加工的零件裝入吊籃，并發(fā)出信號(hào)，專(zhuān)用行車(chē)便提升并自動(dòng)逐段進(jìn)行。按工藝要求在需要停留的槽位停下，并自動(dòng)下降,停留肯定時(shí)間（各槽停留時(shí)間按事先工藝要求調(diào)定)后自動(dòng)提升，如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序，直至生產(chǎn)線的末端自動(dòng)返回原位，卸下處理好的零件，重新裝料發(fā)出信號(hào)進(jìn)入下一加工循環(huán)。(2）、設(shè)計(jì)要求：工件放入鍍槽中，電鍍２5０s后提起,停放25s,讓鍍液從工件上流回鍍槽中，然后放人回收液中浸25s,提起后停2０s,接著放入清水槽中清洗20s。最后提起停1５ｓ后,行車(chē)返回原位,一個(gè)工件的電鍍過(guò)程結(jié)束。如果在中途斷電，工件將報(bào)廢無(wú)需在進(jìn)行下面的工序,所以可以通過(guò)點(diǎn)動(dòng)操作返回,取下報(bào)廢品。電鍍工藝流程圖如圖1-1。250s250s清水槽回收液槽鍍槽15s20s25s20s25s原位SQ6 SQ5 SQ4 SQ3 SQ2 SQ1 1-1電鍍工藝流程圖第2章方案比較SBTSBTKMSBPKM（a）繼電器電路圖SBTKMSBPKMX0X0Y0X1Y0(b)PLC梯形圖X0Y0X1Y02.1繼電器、ＰLＣ電路圖電路分析（1)、如圖（ａ）為繼電器電路圖；圖中SBＴ為常開(kāi)按鈕,SＢP位常閉按鈕，KＭ為繼電器線圈.當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SBT,繼電器ＫM的線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)ＫＭ閉合,由于常開(kāi)觸點(diǎn)KM與啟動(dòng)按鈕SBＴ并聯(lián),所以即使松開(kāi)啟動(dòng)按鈕SＢT，已經(jīng)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)KＭ仍然能使繼電器KM的線圈通電,這個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)稱(chēng)作“自鎖"觸點(diǎn)。停止時(shí)按下停止按鈕ＳＢP，繼電器的線圈失電。（2）、如圖(b)為PＬＣ梯形圖；圖中X０為常開(kāi)輸入觸點(diǎn),X1為常閉輸入觸點(diǎn)，Ｙ0表示輸出，其輸出Y0的工作狀態(tài)受X０、Ｘ1信號(hào)掌握，當(dāng)按下啟動(dòng)輸入繼電器按鈕X0，輸出繼電器Y0的線圈通電,其常開(kāi)觸點(diǎn)Y0閉合，由于常開(kāi)觸點(diǎn)Ｙ０與啟動(dòng)輸入繼電器按鈕X0并聯(lián),所以即使松開(kāi)啟動(dòng)輸入繼電器按鈕X０,已經(jīng)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)Ｙ０仍然能使輸出繼電器YＯ的線圈通電。停止時(shí)按下停止按鈕Ｘ1,輸出繼電器的線圈Y0失電，常開(kāi)觸點(diǎn)Ｙ0斷開(kāi)。2．２PＬC與繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)如圖（ａ）、（b)對(duì)于同一掌握電路,繼電掌握原理和梯形圖的輸入、輸出信號(hào)基本相同，掌握過(guò)程等效。２．2.1繼電器的特點(diǎn)（１）、功能不易擴(kuò)展;（２)、繼電器價(jià)格相對(duì)PLC廉價(jià);（3)、繼電器接線簡(jiǎn)潔,一個(gè)產(chǎn)品的工藝轉(zhuǎn)變，要重新接線,布線不易更新；(4)、繼電掌握使用是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器靠硬件連接掌握電路;（5）、牢靠性不高，查找和排解故障十分困難;(6）、當(dāng)產(chǎn)品更新時(shí)繼電器掌握系統(tǒng)的元件和接線都要相應(yīng)的變化，而且這種變動(dòng)工作量很大，工期長(zhǎng)費(fèi)用高。在傳統(tǒng)的繼電器掌握系統(tǒng)和電子規(guī)律掌握系統(tǒng)中,掌握任務(wù)的完成時(shí)通過(guò)電器、電子掌握線路來(lái)實(shí)現(xiàn)的.這些掌握線路間繼電器、接觸器、電子元件等若干分立器件用導(dǎo)線連接在一起、形成滿意掌握對(duì)象動(dòng)作要求的掌握程序。這樣的掌握系統(tǒng)成為接線程序掌握系統(tǒng)。因其程序就固定在接線中，所以又成為接線程序.在接線掌握系統(tǒng)中，若要修改掌握程序就必須轉(zhuǎn)變接線。設(shè)計(jì)一個(gè)接線程序掌握系統(tǒng),首先需要針對(duì)簡(jiǎn)略的掌握對(duì)象，分析掌握要求,確定所需的用戶(hù)輸入輸出設(shè)備，設(shè)計(jì)相應(yīng)的掌握線路,再依據(jù)需要制作針對(duì)該掌握裝置(如繼電器掌握柜或掌握臺(tái)).對(duì)于較簡(jiǎn)潔的掌握過(guò)程,掌握線路的設(shè)計(jì)將格外繁瑣、困難。設(shè)計(jì)的掌握線路也很簡(jiǎn)潔。由于掌握系統(tǒng)器件接線多，使系統(tǒng)的牢靠性受到了很大的影響，其平均無(wú)故障時(shí)間往往較短。掌握系統(tǒng)完成以后,如掌握任務(wù)發(fā)生變化(如生產(chǎn)工藝流程的變化),則必須轉(zhuǎn)變相應(yīng)接點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn);因而容易造成界限程序掌握系統(tǒng)的靈敏性、通用性較低,故障率高,維修也不便利。２。2。2PＬC的特點(diǎn)1、牢靠性高、抗干擾性強(qiáng)ＰＬＣ采納了集成度很高的微電子器件，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成,其牢靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無(wú)法比擬的.為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下牢靠工作,在其設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中實(shí)行了一系列硬件或軟件的剛干擾的設(shè)施。硬件方面的設(shè)施有：(1)隔離～～ＰLＣ的輸入、輸出接口電路一般都采納光點(diǎn)耦合器來(lái)傳遞信號(hào),這種光電隔離設(shè)施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避開(kāi)了點(diǎn)的聯(lián)系，有效地抑制了外部的干擾源對(duì)PＬC的影響，還可以防止外部強(qiáng)電穿入內(nèi)部ＣPU。(2)濾波～~在ＰLC電路電源和輸入、輸出（I/O)電路中設(shè)置了多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào).（3)在PLC內(nèi)部ＣPＵ供點(diǎn)電源實(shí)行屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等設(shè)施,防止干擾信號(hào)通過(guò)供電源進(jìn)入ＰLＣ內(nèi)部，另外各個(gè)輸入\輸出(I/O）接口電路的電源彼此獨(dú)立,以避開(kāi)電源之間的相互干擾；(4）內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)境檢測(cè)與診斷等電路，一旦發(fā)生故障就報(bào)警;（5)外部采納密封、防塵、抗震的外殼封裝機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)工作的惡劣的環(huán)境.在軟件方面的設(shè)施有：（1）設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序,每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶(hù)程序、工作環(huán)境和故障進(jìn)行檢測(cè)診斷，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，立即作自動(dòng)相應(yīng)的措施，如報(bào)警、保護(hù)數(shù)據(jù)和封鎖輸出等.（2)定義用戶(hù)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備,以以保證停電后有關(guān)狀態(tài)及信息不會(huì)丟失.2、編程簡(jiǎn)潔易學(xué)PLC采納與繼電器掌握線路圖格外接近的梯形圖作為編程語(yǔ)言，它既有繼電器電路的清楚直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，幾乎不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí),因此,易學(xué)易懂，程序轉(zhuǎn)變時(shí)也容易修改。3、功能完善、適應(yīng)性強(qiáng)目前PLＣ產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化和模塊化，不僅具有規(guī)律運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、挨次掌握功能，還具有A/D、Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等功能.它能依據(jù)實(shí)際需要,便利靈敏地組裝成大小各異、功能不一的掌握系統(tǒng)，即可掌握一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、又可以掌握一個(gè)機(jī)群、多點(diǎn)生產(chǎn)線。既可以現(xiàn)場(chǎng)掌握，又可以遠(yuǎn)程掌握.針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),如溝通、直流、開(kāi)關(guān)量或模擬量、電流或電壓脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等,PLC都有相應(yīng)I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)掌握器件和設(shè)備直接連接，用戶(hù)可以依據(jù)需要便利的進(jìn)行配置，組成使用、緊湊的掌握系統(tǒng)。４、使用簡(jiǎn)潔,調(diào)試維修便利PLＣ的接線極其便利,只需將生產(chǎn)輸入信號(hào)的設(shè)備(如按鈕、開(kāi)關(guān)等）與PLＣ的輸入端子連接,將接收輸出型號(hào)的被掌握設(shè)備（接觸器、電磁閥等）與ＰLC的輸出端子連接,僅用螺絲刀既可完成全部接線工作。PLC的用戶(hù)程序可在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試,輸入信號(hào)用開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，輸出可以用ＰLＣ的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將ＰLC早現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。調(diào)試工作量要比繼電器掌握系統(tǒng)少得多.PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過(guò)ＰLC機(jī)上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)飛快查明緣由，排解故障.5?、體積小、重量輕、功耗低由于PLＣ采納了半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路，因此正規(guī)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、功耗低，所以PＬC很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的抱負(fù)的掌握設(shè)備２。3PLＣ的選用通過(guò)以上對(duì)比，我們很容易看出ＰLC的功能強(qiáng)大和它適用性,更為人性化的操作。隨著21世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的飛快進(jìn)展,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,PLC技術(shù)得到了迅猛的進(jìn)展,PLC的進(jìn)展越來(lái)越智能化，功能越來(lái)越完善化，PLC的優(yōu)越是繼電器無(wú)法比擬的。ＰLＣ是一臺(tái)工業(yè)掌握的計(jì)算機(jī),價(jià)格比繼電器昂貴,但比繼電器簡(jiǎn)潔，易于操作，工藝的變化只需重編寫(xiě)程序，調(diào)試比繼電器少的多,可以自我診斷運(yùn)行故障，排解故障。?第3章PLＣ的原理PＬC英文全稱(chēng)Prｏgｒａｍmaｂｌe

Loｇic

Ｃontｒoｌler

，中文全稱(chēng)為可編程規(guī)律掌握器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采納一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行規(guī)律運(yùn)算,挨次掌握,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對(duì)用戶(hù)的指令,并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出掌握各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程．PLＣ是可編程規(guī)律電路,也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言,在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有PLC

PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采納可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行規(guī)律運(yùn)算、挨次運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，掌握各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.ＰLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)掌握系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。?國(guó)際電工委員會(huì)(ＩＥＣ）在其標(biāo)準(zhǔn)中將PLＣ定義為:可編程式規(guī)律掌握器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采納一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行規(guī)律運(yùn)算、挨次掌握、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對(duì)用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出掌握各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.可程式規(guī)律掌握器及其有關(guān)外部設(shè)備,都按易于與工業(yè)掌握系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。3.1可編程掌握器的等效電路3．1．1存儲(chǔ)程序掌握與可編程序掌握器隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛進(jìn)展，存儲(chǔ)掌握程序逐步替代接線程序掌握，成為工業(yè)掌握系統(tǒng)的主流進(jìn)展方向。所謂程序掌握，就是將掌握規(guī)律程序語(yǔ)言的形式存放在存儲(chǔ)器中，通過(guò)執(zhí)行存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的掌握要求。這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為存儲(chǔ)程序掌握系統(tǒng).在存儲(chǔ)程序掌握系統(tǒng)中,掌握程序的修改不需要轉(zhuǎn)變掌握器內(nèi)部的接線,而只需通過(guò)編程器中的某些程序語(yǔ)言?xún)?nèi)容.可編程掌握器就是一種存儲(chǔ)程序掌握器。其輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與繼電器掌握系統(tǒng)相同，但它們直接連接到可編程掌握器的輸入端子和輸出端子。如圖3—1所示。在可編程掌握器構(gòu)成的掌握系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)一個(gè)掌握任務(wù),同樣需要針對(duì)簡(jiǎn)略的掌握對(duì)象，分析掌握系統(tǒng)要求,確定所需用戶(hù)的輸出輸入設(shè)備，然后運(yùn)行相應(yīng)的程序語(yǔ)言便指出相應(yīng)的程序,利用編程器和其他設(shè)備寫(xiě)入可編程掌握器的存儲(chǔ)器中。每條程序語(yǔ)言確定一個(gè)挨次,運(yùn)行時(shí)ＣPU一次讀取查出其中的程序語(yǔ)句，對(duì)它們的內(nèi)容解釋并加以執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果用以輸出設(shè)備，兩支被掌握對(duì)象工作?？删幊陶莆掌鲿r(shí)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)掌握規(guī)律的，能夠使用不同掌握人物的需要，通用性強(qiáng)，使用靈敏，牢靠性強(qiáng)。3．1。2可編程序掌握器的等效電路輸入設(shè)備輸入設(shè)備（開(kāi)關(guān)、傳感器）輸出設(shè)備（接觸器、電磁閥）PLC內(nèi)部控制電路控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)等）圖3—１ＰLC構(gòu)成的存儲(chǔ)程序掌握系統(tǒng)由圖3-1可知,可編程掌握器構(gòu)成的存儲(chǔ)程序掌握系統(tǒng)。由如下三個(gè)部分組成。輸入設(shè)備：連接到可編程掌握器的輸入端，它們直接接收來(lái)自操作臺(tái)命令或來(lái)自被掌握對(duì)象的各種狀態(tài)信息，產(chǎn)生輸入掌握信號(hào)送入可編程掌握器.常用的輸入設(shè)備包括掌握開(kāi)關(guān)和傳感器。掌握開(kāi)關(guān)可以是按鈕開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān).光電開(kāi)關(guān)、繼電器和接觸器的接點(diǎn)等.傳感器包括各種數(shù)字式模擬式傳感器,如光柵位移式傳感器、磁尺、熱電阻。熱電偶等。可編程掌握器內(nèi)部掌握電路:采納大規(guī)模集成電路制作的微處理和存儲(chǔ)器，執(zhí)行依據(jù)被掌握對(duì)象的實(shí)際要求編制并存入程序存儲(chǔ)器中的程序，完成掌握任務(wù)。輸出設(shè)備:與可編程掌握器的輸出端相連.它們用來(lái)將可編程掌握器的輸出掌握信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)被掌握對(duì)象的工作信號(hào)。常用的輸出設(shè)備包括電磁開(kāi)關(guān)、電磁閥、電磁繼電器、電磁離合器、狀態(tài)指示部件等。輸入部分采集輸入信號(hào),輸出部分就是系統(tǒng)的執(zhí)行部分，這兩部分與繼電器掌握系統(tǒng)相同。PLC內(nèi)部掌握電路是由編程實(shí)現(xiàn)的規(guī)律電路，用軟件編程代替繼電器等功能。對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，在編制應(yīng)用程序時(shí)，可以不考慮微處理器和存儲(chǔ)器簡(jiǎn)潔構(gòu)成及使用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，而把PＬC看成內(nèi)部由很多“軟繼電器”組成的掌握器，用近似繼電器掌握電路圖的編程語(yǔ)言進(jìn)行編程.這樣從功能上講就可以把PLC的掌握部分看做是由很多“軟繼電器"組成的等效電路,這些“軟繼電器"的線圈、常開(kāi)接點(diǎn)、常閉接點(diǎn)一般用圖3－２符號(hào)表示，PLC的等效電路如圖３－３所示.線圈常開(kāi)接點(diǎn)常閉接點(diǎn)圖３—２“軟繼電器”的線圈和接點(diǎn)下面對(duì)ＰLC等效電路的各組部分作簡(jiǎn)要分析.用戶(hù)輸出設(shè)備(接觸器、電磁閥等）輸出接點(diǎn)用戶(hù)輸入設(shè)備用戶(hù)輸出設(shè)備(接觸器、電磁閥等）輸出接點(diǎn)用戶(hù)輸入設(shè)備負(fù)載電源輸出公共端~內(nèi)部“軟接線”（用程序?qū)崿F(xiàn)）輸入公共端限位開(kāi)關(guān)COM輸入繼電器線圈繼電器接點(diǎn)繼電器線圈輸入端按鈕輸入回路內(nèi)部控制電路輸出電路圖3-３ＰLC等效電路1.輸入回路這一部分由外部輸入電路、PＬC輸入接線端子和輸入繼電器組成。外部輸入信號(hào)經(jīng)PLC輸入接線端子驅(qū)動(dòng)輸入繼電器。一個(gè)輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)等效電路中的輸入繼電器，它可供應(yīng)任意個(gè)常開(kāi)和而常閉接點(diǎn)，供ＰＬC內(nèi)部掌握接通即表示傳送給PＬC一個(gè)接通的輸入信號(hào)，因此習(xí)慣上常常將兩者等價(jià)使用。輸入回路的電源可用ＰＬC電源部件供應(yīng)的直流電壓,也可由獨(dú)立的溝通電源供電。2。內(nèi)部掌握電路這部分電路是由用戶(hù)程序形成的.它的作用是依據(jù)規(guī)定的規(guī)律關(guān)系，對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算、處理和推斷，然后得到相應(yīng)的輸出。用戶(hù)程序通常采納梯形圖編寫(xiě),梯形圖在形式上類(lèi)似與繼電器掌握原理圖,兩者在電路結(jié)構(gòu)及線圈與節(jié)點(diǎn)的掌握關(guān)系上大致相同.3．輸出回路輸出部分由于內(nèi)部掌握電路隔離的輸出繼電器的外部常開(kāi)觸點(diǎn)、輸出接線端子和外部電路組成，用來(lái)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。PLC內(nèi)部掌握電路中有很多輸出繼電器。每個(gè)輸出繼電器除了有內(nèi)部掌握電路供應(yīng)編程用的常開(kāi)、常閉節(jié)點(diǎn)外,還為輸出電路供應(yīng)一個(gè)常開(kāi)節(jié)點(diǎn)與輸出接線端相連。驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的電源由用戶(hù)供應(yīng)。在ＰLC的輸出端子排上,由接輸出電源用的公共端.需要注意的是,ＰLC等效電路中的繼電器并不是實(shí)際的物理繼電器，它實(shí)際上是存儲(chǔ)器針對(duì)每一位觸發(fā)器。該觸發(fā)器為“１”態(tài)，則相當(dāng)與繼電器接通；該觸發(fā)器為“0”態(tài),則相當(dāng)于繼電器斷開(kāi)。在PLC供應(yīng)的全部繼電器中，輸入繼電器用來(lái)反應(yīng)輸入設(shè)備的狀態(tài)，也可以將其他看成是輸入信號(hào)本身；輸出繼電器用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)用戶(hù)輸出設(shè)備，而其他幾電氣與用戶(hù)設(shè)備沒(méi)有聯(lián)系,在掌握程序中僅起傳導(dǎo)中將信號(hào)的作用,因此統(tǒng)稱(chēng)為內(nèi)部繼電器，如幫助繼電器、頁(yè)數(shù)繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。ＰLC的全部繼電器統(tǒng)稱(chēng)PLC的元素。３。2PＬC的掃描技術(shù)３.2。１掃描工作方式PLＣ靠執(zhí)行用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)掌握要求。為了便于程序執(zhí)行，在存儲(chǔ)器中設(shè)置輸入映象寄存器區(qū)和輸出映像寄存器區(qū)（或統(tǒng)稱(chēng)Ｉ/O映像區(qū)），分別存放執(zhí)行程序之前的個(gè)輸入狀態(tài)和執(zhí)行過(guò)程這個(gè)結(jié)果的狀態(tài)。PLC對(duì)用戶(hù)程序的執(zhí)行是以喜愛(ài)掃描方式進(jìn)行的.所謂掃描，只不過(guò)是一種現(xiàn)象的說(shuō)法,用戶(hù)描述ＣPＵ對(duì)程序挨次、分時(shí)操作的過(guò)程。掃描從第０號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)頭，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)掌握的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增的方向挨次逐條掃描用戶(hù)程序，也就是挨次執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束，即完成一個(gè)掃描周期,然后再?gòu)念^開(kāi)頭執(zhí)行用戶(hù)程序,并周而復(fù)始的重復(fù)。由于ＣPＵ的運(yùn)算處理速度很高,使得從外觀上看，用戶(hù)程序幾乎是同時(shí)執(zhí)行的。PLC的掃描工作方式同傳統(tǒng)的繼電器掌握系統(tǒng)明顯不同.繼電器掌握裝置采納硬規(guī)律并行的方式;在執(zhí)行過(guò)程中,如果一個(gè)繼電器的線圈通電,哪么該機(jī)電器的全部常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)，無(wú)論處在掌握線路的什么位置，都會(huì)立即動(dòng)作：其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)。而PＬC采納循環(huán)掃描掌握程序的工作方式;在PＬC的工作過(guò)程中，如果某個(gè)軟繼電器的線圈接通，該線圈的全部常開(kāi)和常閉接點(diǎn),并不肯定都會(huì)立即動(dòng)作，只有CPＵ掃描到該節(jié)點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作：其常開(kāi)接點(diǎn)閉合，常閉接點(diǎn)打開(kāi)。3.2．２掃描工作過(guò)程PＬＣ開(kāi)頭運(yùn)作時(shí)，首先清除I/O映像的內(nèi)容，然后進(jìn)行自診斷,自檢CPU及I/O組件，確定正常后開(kāi)頭循環(huán)掃描。每個(gè)掃描過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行,即輸入采樣、重新執(zhí)行、輸出刷新.PLＣ重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段，每重復(fù)一次的時(shí)間就是一個(gè)工作周期（或掃描周期）,如圖3－4所示：輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新圖３—4PＬＣ工作周期的三個(gè)階段1．輸入采樣階段在輸入采樣階段,ＰLC以掃描方式按挨次將全部輸入端的輸入信號(hào)狀態(tài)（“0”或“１”,表現(xiàn)在接線端上是否承受外加電壓)讀入輸入映像寄存器區(qū).這個(gè)過(guò)程成為對(duì)輸入信號(hào)的采樣，或稱(chēng)輸入刷新,接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在輸入采樣階段結(jié)束后，即時(shí)輸入信號(hào)狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，輸入映像寄存器區(qū)中的狀態(tài)也不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。2。程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，在ＰLC對(duì)程序按挨次進(jìn)行掃描，又稱(chēng)程序處理階段。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下，先左后右的挨次對(duì)由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的掌握線路進(jìn)行規(guī)律運(yùn)算,然后依據(jù)規(guī)律運(yùn)算結(jié)果，刷新輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM區(qū)對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)。在程序執(zhí)行階段，只有輸入映像寄存器區(qū)存放的輸入采樣值不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變,其他各種元素在輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)器內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)變。值得注意的是,在程序的執(zhí)行過(guò)程中,排在上面的規(guī)律行被刷新后的規(guī)律線圈狀態(tài)或數(shù)據(jù)，會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些規(guī)律線圈的接點(diǎn)或數(shù)據(jù)的規(guī)律行起作用,而排在下面的規(guī)律行，其被刷新的規(guī)律線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù),只有等到下一個(gè)掃描周期才可以會(huì)對(duì)排在上面的規(guī)律行起作用.起緣由就是由于掃描是從上到下挨次進(jìn)行的，前面執(zhí)行的結(jié)果可能轉(zhuǎn)變前面的掃描結(jié)果,只有到了下一個(gè)掃描周期再次掃描前面程序的時(shí)候才有可能起作用.如果程序中兩個(gè)操作相互用不到對(duì)方的操作結(jié)果,哪么這兩個(gè)操作的程序在整個(gè)用戶(hù)程序中的相對(duì)位置是無(wú)關(guān)緊要的。3．輸出刷新階段當(dāng)程序執(zhí)行后,進(jìn)入輸出刷新階段.此時(shí),將輸出映像寄存器區(qū)中全部輸出繼電器的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再通過(guò)輸出端驅(qū)動(dòng)用戶(hù)輸出設(shè)備（負(fù)載）,這就是PＬC的實(shí)際輸出.３.2。3掃描周期的計(jì)算嚴(yán)格的來(lái)說(shuō)，在PLＣ的實(shí)際工作過(guò)程中,每個(gè)掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段外，還要進(jìn)行自診斷、與外設(shè)（如編程器、上位計(jì)算機(jī)）通信等處理。即一個(gè)掃描周期還應(yīng)包含自診斷及外設(shè)通信等時(shí)間。一般來(lái)說(shuō),同型號(hào)的PＬＣ，其自診斷所需的時(shí)間相同,如三菱FX2系列機(jī)自診斷時(shí)間為0．9６ＭＳ。通信時(shí)間的長(zhǎng)度與鏈接等外設(shè)多少有關(guān)系,如果沒(méi)有連接外設(shè),則通信時(shí)間為0．輸入采樣與輸出刷新時(shí)間取決于其I/Ｏ點(diǎn)數(shù)，而掃描用戶(hù)程序所程序所用的時(shí)間則與掃描速度及用戶(hù)程序長(zhǎng)短有關(guān)。對(duì)于基本規(guī)律指令組成用戶(hù)程序,二者的乘積即為掃描時(shí)間。如果程序中包含用戶(hù)特殊指令，則還必須依據(jù)用戶(hù)手冊(cè)查表計(jì)算執(zhí)行這些特殊功能指令的時(shí)間。3.3PLC的I／O響應(yīng)時(shí)間掃描操作是最基本的PLＣ操作，也是PLC區(qū)分與其他掌握系統(tǒng)的典型的特征之一。它供應(yīng)固定的規(guī)律判定挨次，按指令的次序求解規(guī)律運(yùn)算,而且每個(gè)運(yùn)算的結(jié)果，顆粒機(jī)用于后面的規(guī)律運(yùn)算,消除了簡(jiǎn)潔電路的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)，使用戶(hù)在編輯的時(shí)候，看不考慮繼電器動(dòng)作延時(shí),也用不著考慮這些繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量.但PLC采納集中Ｉ／O刷新方式,在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段,即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)轉(zhuǎn)變,不會(huì)映像本次掃描的結(jié)果；導(dǎo)致輸出信號(hào)變化滯后與輸入信號(hào)變化，這就產(chǎn)生了ＰLＣ的輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象；最大滯后時(shí)間為２－３個(gè)掃描周期。產(chǎn)生輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象的緣由除了PLC的掃描工作方式外,還與輸入濾波器的滯后作用有關(guān)。為了提高PＬC的抗干擾能力，在每個(gè)開(kāi)關(guān)量的輸入端都采納光電隔離和Ｒ－Ｃ濾波電路等技術(shù),其中，R—Ｃ濾波電路的濾波常數(shù)一般為10—20ms。若ＰLC采納繼電器輸出方式，輸出電路中的繼電器觸點(diǎn)的機(jī)械滯后作用，也是引起輸入輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象的一個(gè)緣由。PLＣ的這種滯后響應(yīng),在一般的工業(yè)掌握系統(tǒng)是完全允許的，但不能適應(yīng)要求I／Ｏ響應(yīng)速度快的實(shí)時(shí)掌握?qǐng)龊?為此,近期的大、中、小型PLＣ除了加快掃描速度,還在軟硬件上實(shí)行一些措施，以提高Ｉ／O的響應(yīng)速度.在硬件方面，可選用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等。3。３．1轉(zhuǎn)變信息刷新方式1、I／O立即刷新一般來(lái)說(shuō)，在輸入采樣階段進(jìn)行輸入刷新，在輸除刷新階段刷新輸出鎖存電路；在程序執(zhí)行節(jié)端，既不刷新輸入，又不刷新輸出.這種處理方式是導(dǎo)致輸入輸出滯后響應(yīng)的主要緣由.2０世紀(jì)80年月中期以來(lái),幾乎全部的ＰＬC都增加一種新的刷新方式：I/Ｏ立即刷新。這種新的刷新方式是通過(guò)在程序中增加I／O立即刷新指令完成的.用戶(hù)可在程序的不同位置插入I/Ｏ立即刷新指令。這樣,在PＬＣ投入運(yùn)行后，除了在輸入采樣和輸出刷新階段集中進(jìn)行I／O立即刷新外，還在掃描到I／O時(shí)立即刷新新指令位置,對(duì)指令規(guī)定的輸入輸出范圍,立即進(jìn)行一次刷新：將指令規(guī)定的輸入狀態(tài)讀入輸入映像寄存器區(qū)，將指令規(guī)定的輸出按輸出映像寄存器區(qū)中的狀態(tài)刷新輸出鎖存電路。2、Ｉ/O直接刷新方式為進(jìn)一步提高I/O響應(yīng)速度，有些PＬC采納一種特殊的工作方式———I/O直接刷新方式（DIRECTMOＤE)與一般ＰＬC不同，采納Ｉ/Ｏ直接刷新方式輸入和刷新輸出。由于不進(jìn)行集中Ｉ／O刷新,其I／O響應(yīng)時(shí)間縮短。3.3。2采納中斷技術(shù)通過(guò)在用戶(hù)程序中多處插入I/O立即刷新指令,使PＬC可以讀取脈沖寬度小于一個(gè)掃描周期的輸入信號(hào);輸入信號(hào)脈沖寬度越窄,要求I/O立即刷新指令的間隔越小，這給用戶(hù)編輯帶來(lái)了便利。處理窄脈沖輸入信號(hào)更有效、簡(jiǎn)便的方法是采納診中斷技術(shù)。近期的PLC都有中斷功能。PＬC的中斷系統(tǒng)包括多個(gè)中斷懇求源（簡(jiǎn)稱(chēng)中斷源）和相關(guān)的中斷指令。中斷操作流程圖如圖：中斷服務(wù)子程序執(zhí)行主程序中斷服務(wù)子程序執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序３。３。3調(diào)整輸入濾波器無(wú)論采納Ｉ/O立即刷新指令，還是采納中斷技術(shù)，R-Ｃ濾波時(shí)間常數(shù)大都是影響I／O響應(yīng)速度提高的主要因素.設(shè)濾波常數(shù)為１０ms，為使ｘ1０-x１7共8個(gè)輸入狀態(tài)的變化準(zhǔn)時(shí)用立即刷新指令ＲEF讀入，則在掃描到該程序之前，變化后的輸入狀態(tài)至需要持續(xù)10ｍs,才能被讀入I／O映像區(qū)。為了進(jìn)一步提高ＰLＣ的I／O響應(yīng)速度,某些近期的PLC供應(yīng)帶有可調(diào)濾波器的高速開(kāi)關(guān)量輸入端。這些輸入端采納常數(shù)很小的R—C濾波器和可用指令修改的數(shù)字式濾波器。如FＸ2系列PＬＣ就供應(yīng)X7共8個(gè)這樣的高速輸入端，其R—Ｃ濾波器時(shí)間常數(shù)僅為50ｕs，另外再加上指令修改的數(shù)字式濾波器.3.4梯形圖語(yǔ)言特點(diǎn)每個(gè)梯形圖由多個(gè)梯級(jí)組成。梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的規(guī)律電源.當(dāng)某一梯級(jí)的規(guī)律運(yùn)算結(jié)果為“1”時(shí),有假想的電流通過(guò).繼電器線圈只能消滅一次，而它的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)可以消滅很多次.每一梯級(jí)的運(yùn)算結(jié)果，立即被后面的梯級(jí)所利用。輸入繼電器受外部信號(hào)掌握。只消滅觸點(diǎn),不消滅線圈.３．5主要技術(shù)性能用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量:是衡量可存儲(chǔ)用戶(hù)應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。通常以字或K字為單位。16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字，每1０24個(gè)字為1K字。PLC以字為單位存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)。一般的規(guī)律操作指令每條占1個(gè)字.定時(shí)/計(jì)數(shù)，移位指令占2個(gè)字。數(shù)據(jù)操作指令占2～4個(gè)字。3.6PLC的掌握功能PＬC是一種一位處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)掌握裝置，其實(shí)質(zhì)是一種工業(yè)掌握用的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。因此它的組成以一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同,也是有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成.ＰLC的硬件系統(tǒng)由基本單元、Ｉ/O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成，如下圖為PLC的硬件系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)框架圖3.２：ＰＬCEPRＯM寫(xiě)入器打印機(jī)盒式磁帶機(jī)編程器驅(qū)動(dòng)受控元件接受現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)I／O擴(kuò)展單元基本單元I/O擴(kuò)展接口輸入部件外部Ｉ/O接口存儲(chǔ)器RＡM（用戶(hù)程序）ＥPRＯＭ（系統(tǒng)程序)控制器運(yùn)算器電源微處理器(CPU）輸出部件ＰＬCEPRＯM寫(xiě)入器打印機(jī)盒式磁帶機(jī)編程器驅(qū)動(dòng)受控元件接受現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)I／O擴(kuò)展單元基本單元I/O擴(kuò)展接口輸入部件外部Ｉ/O接口存儲(chǔ)器RＡM（用戶(hù)程序）ＥPRＯＭ（系統(tǒng)程序)控制器運(yùn)算器電源微處理器(CPU）輸出部件1、微處理器（CＰU)與通用計(jì)算機(jī)一樣，CPU是ＰＬC的核心部件，在PLC掌握系統(tǒng)中的掌握系統(tǒng)中的作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)中樞,整個(gè)PLC工作過(guò)程都是在CPU的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行的。它的主要功能有以下幾點(diǎn):（１）接受從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；（２）用掃描方式接受輸入設(shè)備的狀態(tài)信號(hào),并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)(輸入映像寄存器)；(3）監(jiān)測(cè)和診斷電源，PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和用戶(hù)程序編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤；(４)執(zhí)行用戶(hù)程序,完成各種數(shù)據(jù)的運(yùn)算、傳遞和存儲(chǔ)等功能；（5)依據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，刷新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器表的內(nèi)容,以實(shí)現(xiàn)輸出掌握、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。2、存儲(chǔ)器PLＣ配有兩種存儲(chǔ)器：系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)器.系統(tǒng)存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序,用戶(hù)存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶(hù)編織出來(lái)掌握程序。系統(tǒng)程序用來(lái)管理PLC系統(tǒng)，不能由用戶(hù)直接存取，所以,PLC產(chǎn)品樣本或說(shuō)明書(shū)中所列的存儲(chǔ)器類(lèi)型及其容量，系指用戶(hù)程序存儲(chǔ)器而言.如ＦX2－２４M的存儲(chǔ)器容量為4K步，即指用用戶(hù)程序存儲(chǔ)器的容量。PＬC所配的用戶(hù)存儲(chǔ)器的容量大小差別很大,通常中小型PＬC的用戶(hù)存儲(chǔ)容量在8K步以下,大型PLC的存儲(chǔ)了容量可達(dá)到或超過(guò)２5６K步。３、輸入\輸出(I/O）部件如上圖１-1所示中的輸入部件和輸出部件也成為輸入／輸出單元或輸入/輸出模塊。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的輸入信號(hào)多種多樣信號(hào)電平各不相同，而PLC所能處理的信號(hào)只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，因此必須通過(guò)輸入模塊將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU能夠接受和處理的標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào).同樣外部執(zhí)行元件如電磁閥、接觸器、繼電器等所需要的掌握信號(hào)電平也千差萬(wàn)別,亦必須通過(guò)輸出模塊將CPU輸出的標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成這些執(zhí)行元件所能接收的掌握的信號(hào)。所以,輸入/輸出模塊實(shí)際上是CPU與現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出設(shè)備之間的連接部件，起著PLＣ與被掌握對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的作用。ＰLC輸入/輸出模塊的電路框圖1-２所示。外部輸入信號(hào)隔離器濾波器外部輸入信號(hào)隔離器濾波器輸入狀態(tài)寄存器濾波器信號(hào)接收回路濾波器隔離器隔離器（a)輸入接口隔離器保存器信號(hào)發(fā)送回路輸出狀態(tài)寄存器功率放大器隔離器保存器信號(hào)發(fā)送回路輸出狀態(tài)寄存器功率放大器外部設(shè)備外部設(shè)備隔離器保存器功率放大器隔離器保存器功率放大器隔離器保存器功率放大器隔離器保存器功率放大器(b）輸出接口為提高抗干擾能力,一般的輸入/輸出模塊都有光電隔離裝置。在數(shù)字量I/Ｏ模塊中廣泛采納由發(fā)光二接管和光電三接管組成的光電耦合器，在模擬量I／Ｏ模塊中通常采納隔離放大器.來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)經(jīng)輸入模塊進(jìn)入PLＣ。這些信號(hào)有的是數(shù)字量，有的是模擬量；有的是直流信號(hào)，有的是溝通信號(hào).使用時(shí)要依據(jù)輸入信號(hào)的類(lèi)型選擇何時(shí)得輸入模塊。由PＬＣ產(chǎn)生的輸出掌握信號(hào)經(jīng)過(guò)輸出模塊去驅(qū)動(dòng)負(fù)載，如電鍍上的升降電動(dòng)機(jī)的起停和正反轉(zhuǎn)、閥門(mén)的開(kāi)閉、設(shè)比的移動(dòng)、升降等.和輸入模塊相同,與輸出模塊相接的負(fù)載所需的掌握信號(hào)有的是屬質(zhì)量,有的模擬量；有的溝通,有的是直流。因此，同樣需要依據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇合適的輸出模塊.PＬC具有多種模塊,常見(jiàn)的有屬質(zhì)量I/O模塊和模擬量I/Ｏ模塊，以及快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、通信接口模塊、溫度掌握模塊、中斷掌握模塊、ＰＩＤ掌握模塊和位置掌握模塊等多種。I／O模塊的類(lèi)型、品種與規(guī)格越多，ＰLＣ系統(tǒng)的靈敏性越好；I／Ｏ模塊的Ｉ/O容量越大,ＰLＣ系統(tǒng)的適應(yīng)性越強(qiáng)。4、電源部件PLC配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)定電源的電源模塊，用來(lái)將外部供電電源轉(zhuǎn)換成PＬC內(nèi)部的CＰU、存儲(chǔ)器和Ｉ／O接口等電路工作所需要的直流電源。PLＣ的電源部件有很好哦的穩(wěn)壓設(shè)施,因此對(duì)外部電源的穩(wěn)定性要求不高,一般允許外部電源電壓的額定值在+10%～—1５％范圍內(nèi)波動(dòng).小型PLC的電源往往和CPU單元合為一體,大中型PＬＣ都有專(zhuān)用電源部件。為了防止在外部電源發(fā)生故障的情況下，PＬC內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)等重要信息的丟失，PLC還帶有鋰電池作為后備電源。3。７PLC應(yīng)用領(lǐng)域目前,ＰＬC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi).（1)開(kāi)關(guān)量的規(guī)律掌握這是PＬC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)規(guī)律掌握、挨次掌握,既可用于單臺(tái)設(shè)備的掌握，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線.如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。（２)模擬量掌握在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中,有很多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量.為了使可編程掌握器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Ａnaloｇ)和數(shù)字量(Ｄｉgｉtal）之間的Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的Ａ/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程掌握器用于模擬量掌握。(3）運(yùn)動(dòng)掌握PＬＣ可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的掌握。從掌握機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)掌握模塊.如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置掌握模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)掌握功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。（4)過(guò)程掌握過(guò)程掌握是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)掌握.作為工業(yè)掌握計(jì)算機(jī),PＬC能編制各種各樣的掌握算法程序,完成閉環(huán)掌握。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)掌握系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法.大中型PLC都有PＩＤ模塊,目前很多小型PLC也具有此功能模塊。PIＤ處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PＩＤ子程序。過(guò)程掌握在冶金、化工、熱處理、鍋爐掌握等場(chǎng)合有格外廣泛的應(yīng)用.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、規(guī)律運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成肯定的掌握操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型掌握系統(tǒng),如無(wú)人掌握的柔性制造系統(tǒng);也可用于過(guò)程掌握系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型掌握系統(tǒng)。通信及互聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信.隨著計(jì)算機(jī)掌握的進(jìn)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展得很快，各PＬＣ廠商都十分重視ＰLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的ＰＬC都具有通信接口，通信格外便利。第4章PLC在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用設(shè)計(jì)一件電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量除了要有好的成熟的電鍍工藝和品質(zhì)好的鍍液添加劑外，如何保證電鍍產(chǎn)品嚴(yán)格依據(jù)電鍍工藝流程運(yùn)行和保證產(chǎn)品的電鍍時(shí)間則是決定電鍍產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的重要因素。在電鍍生產(chǎn)線上采納自動(dòng)化掌握不但可以使電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)得到嚴(yán)格的保證，有效的削減廢品率，而且還可以提高生產(chǎn)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著格外好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,電鍍生產(chǎn)線上對(duì)行車(chē)的自動(dòng)掌握則是電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)化掌握的關(guān)鍵。?電鍍生產(chǎn)線依據(jù)其工藝要求和規(guī)模一般設(shè)計(jì)有兩臺(tái)行車(chē)、三臺(tái)行車(chē)和四臺(tái)行車(chē)工作，每臺(tái)行車(chē)都依據(jù)已編制好的各自的程序運(yùn)行;對(duì)于行車(chē)的自動(dòng)掌握,早期是采納繼電器規(guī)律電路和挨次掌握器,進(jìn)展至今其掌握方式已采納可編程掌握器PLC作為核心掌握部件,其掌握更為平安、牢靠、便利、靈敏，自動(dòng)化程度更高。4。1工藝要求電鍍生產(chǎn)有三個(gè)槽（實(shí)際應(yīng)用還會(huì)多些)，工件由裝有可升降吊鉤的行車(chē)帶動(dòng)，經(jīng)過(guò)電鍍、鍍液回收、清洗等工序，完成工件的電鍍?nèi)^(guò)程。工藝要求為:工件放入電鍍槽中,電鍍２5０s后提起，停放２５s,讓鍍液從工件上流回鍍槽，然后放入回收液槽中浸2５ｓ，提起后停２0s,接著放入清水槽中清洗2０s，最后提起停１５s后，行車(chē)返回原位，一個(gè)工件的電鍍過(guò)程結(jié)束。電鍍生產(chǎn)線的工藝流程如圖所示.２5０ｓ清水槽回收液槽２5０ｓ清水槽回收液槽鍍槽15s20s25s25s原位SQ6 SQ5 SQ4 SQ3 SQ2 SQ1 ⑵⑶⑷20s⑸⑹⑺⑻⑼⑴⑽⑾⑿電鍍工藝流程圖4．2掌握流程電鍍生產(chǎn)線除裝卸工件外，要求整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程能自動(dòng)進(jìn)行，這主要體現(xiàn)在行車(chē)掌握上,同時(shí)還要求行車(chē)和吊鉤的正反向運(yùn)動(dòng)均能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)掌握,以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修。電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)工作狀態(tài)流程圖如下：M0M0M1M2M3M4M5M6M7M8M9原位指示吊鉤升行車(chē)進(jìn)吊鉤降電鍍吊鉤升滴液行車(chē)退吊鉤降浸回收液M10M11M12M13M14M15M16M17M18M19吊鉤升滴液行車(chē)退吊鉤降洗清水吊鉤升滴液行車(chē)退吊鉤降復(fù)位啟動(dòng)SB1定位SQ1上限SQ5下限SQ6T0(250s)上限SQ5T1(25s)定位SQ2下限SQ6T2（25s）下限SQ6定位SQ4T3（15s）上限SQ5T2（20s）下限SQ6定位SQ3T3（20s）上限SQ5下限SQ6定位SQ44.2.1行車(chē)自動(dòng)工作掌握過(guò)程如下行車(chē)在原位，吊鉤下降到最下方，限位開(kāi)關(guān)SQ4、SQ６被壓下，操作人員將要電鍍的工件放在掛具上,即可開(kāi)頭電鍍工作。(1）吊鉤上升按下啟動(dòng)按鈕SB1，吊鉤上升，當(dāng)遇到上限開(kāi)關(guān)ＳＱ5后，吊鉤上升停止。（2）行車(chē)前進(jìn)在吊鉤停止的同時(shí)，M2接通，行車(chē)前進(jìn)。（3）吊鉤下降行車(chē)前進(jìn)至壓下限位開(kāi)關(guān)SQ１,行車(chē)停止前進(jìn);同時(shí)M３接通，吊鉤下降.(4)定時(shí)電鍍吊鉤下降至下線開(kāi)關(guān)SQ6時(shí),掉過(guò)停止下降.同時(shí)T０開(kāi)頭計(jì)時(shí)，定時(shí)電鍍250ｓ.（５）吊鉤上升T0定時(shí)到,使Ｍ５接通,吊鉤上升。(６）定時(shí)滴液吊鉤上升至壓下SQ5時(shí),吊鉤停止上升，同時(shí)T1開(kāi)頭計(jì)時(shí)，工件停留２５s滴液。（7）行車(chē)后退T1定時(shí)到，使Ｍ7接通，行車(chē)后退。轉(zhuǎn)入下道工序。后面各工序的動(dòng)作過(guò)程，以此類(lèi)推。最后行車(chē)退到原為上方，吊鉤下放，機(jī)構(gòu)回到原位。如果再按下啟動(dòng)按鈕SB1,則開(kāi)頭下一個(gè)工作循環(huán)。4．3

拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

KM4FU1M13~M23~FU2UFU3KM1KM2KM4FU1M13~M23~FU2UFU3KM1KM2KM3系統(tǒng)如圖所示,其中，行車(chē)的前進(jìn)和后退,吊鉤的上T升和下降掌握分別通過(guò)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M１、M2的正、反轉(zhuǎn)來(lái)掌握。本圖沒(méi)有給三相異步電動(dòng)機(jī)加熱繼電保護(hù)器，是由于三相異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間是以秒計(jì)算的,工作時(shí)間較短;根本不會(huì)造成三相異步電動(dòng)機(jī)發(fā)熱而損壞.所以本圖可以不用熱繼電保護(hù)器。4。4ＰLC的選型由于PＬC組成的掌握系統(tǒng)輸入信號(hào)１4個(gè),均為開(kāi)關(guān)量。其中按鈕開(kāi)關(guān)６個(gè),行程開(kāi)關(guān)6個(gè),選擇開(kāi)關(guān)1個(gè)。該系統(tǒng)中有輸出信號(hào)5個(gè)，其中2個(gè)用于吊鉤升降電動(dòng)機(jī)正反饋至接觸器KM１和KＭ2，2個(gè)用于行車(chē)前進(jìn)后退電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)掌握接觸器KＭ3和KM4，１個(gè)用于原位指示。24V24VX000X001X002X003X004X005X007Y002Y001Y003X006X011X012X014X015X016X013Y004COMCOMSB1SB2SB3SB4SB5SB6SASASQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6KM1KM2KM3KM4220VFX2N-32MRY000HLFUPLC控制系統(tǒng)I/O端口接線圖掌握系統(tǒng)確定選用FX2Ｎ-3２MR，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)均為16點(diǎn)，滿意掌握要求,而且還有肯定的余量.4．5PLC輸入/輸出地址對(duì)比表將輸入信號(hào)14個(gè)，輸出信號(hào)5個(gè)按各自功能分類(lèi)，支配輸入/輸出端地址。列出外部輸入/輸出信號(hào)與ＰLC輸入/輸出地址編號(hào)對(duì)比表。如下表。電鍍生產(chǎn)線掌握系統(tǒng)的PＬC輸入接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)文字符號(hào)輸入口１啟動(dòng)按鈕SＢ1X0００2停止按鈕ＳＢ2X00１3吊鉤提升SB3X0024吊鉤下降SB4X0035行車(chē)前進(jìn)SB5X0０46行車(chē)后退SB６X0057選擇開(kāi)關(guān)（點(diǎn)動(dòng))SAX0０68選擇開(kāi)關(guān)（自動(dòng)）ＳＡＸ0０79前進(jìn)限位開(kāi)關(guān)SQ1X０1110后退限位開(kāi)關(guān)(至回收液槽)SQ2X01211后退限位開(kāi)關(guān)(至清水槽)SＱ3X0１312行至原位限位開(kāi)關(guān)SQ4X０1413上限位開(kāi)關(guān)SQ５X０１５14下限位開(kāi)關(guān)SQ6X0１6電鍍生產(chǎn)線掌握系統(tǒng)的PＬC輸出接口功能表序號(hào)工位名稱(chēng)文字符號(hào)輸入口1掌握吊鉤上行的接觸器KM１Y00１2掌握吊鉤下行的接觸器KM2Y002３掌握行車(chē)前進(jìn)的接觸器KM3Ｙ００34掌握行車(chē)后退的接觸器KM4Y0０45原位指示燈ＨＬＹ０004。6電鍍生產(chǎn)線PＬC掌握梯形圖P0A點(diǎn)動(dòng)控制P0A點(diǎn)動(dòng)控制CJP1CJP0Y004Y003Y002Y001MOV(P)K0K5M0M80SFL(P)M80M0K20K1X015X007M8002222M19X001X016X000X015X011X016T0M80M1M2M3M4X014原位時(shí)M80置1M0～Ｍ20置零X004X011Y004X005X002X003X014X015X016Y001Y002Y003移位指令移位指令BX006X015 M5X012X016T2X015X013T3X016T2X015T3X014X016M6M7M8M9M10M12M11M13M14M15M16M17M18T1移位指令A(yù)BDK280K15M0 M5M10M15M2M8M3M13M18M4M60M63M1M60Y000Y001Y003Y002M60T0T3T0EDM6 M6 M61M7M12M17M14M9M62M62M11M63M61M16M61T1T1Y004M62M63T2ENDEK30K28P1T2T34.6．1電鍍生產(chǎn)線PＬＣ掌握梯形圖程序步序指令1LＤIＸ00６２CJP０６LDX０157ＭＰＳ8AＮＤX00４９ANIX０１1１0AＮIY004１１O(jiān)UTＹ０03１２MPP13ANDＸ0０514ANIX0141５A(chǔ)NIY0０31６ＯＵTＹ0０41７LDX00218AＮＩX01５19ＡNＩY00２20OUＴY０0１２1LDＸ00322ＡNIX01６23ＡNIＹ00124OUＴY0０225P0２６LＤIX00727ＣＪP13１LDＭ800２32ORM1933ORＸ00１３4MＯV（P）Ｋ0K5Ｍ０４０LDＸ016４1AＮＤX0144２OＵTＭ８0４3ＬDX０0０４４AＮDM8045LＤX０1５46ANＤM１4７ORB步序指令48ＬDＸ01１49AＮDM2５０ＯRB51ＬＤＸ０１652ＡＮDＭ３53ORＢ54LDT055ＡNDM４5６ＯＲB57ＬDX０１558ＡNDM559ＯＲB60ＬDT１6１ANＤM６62ORB63ＬDX0１２６4AＮＤＭ765ORB66ＬDＸ0166７ANDＭ868ORＢ６9LDＴ2７０AＮＤM９71OＲＢ72ＬDＸ０15７3AＮDM1074OＲB７５LDＴ37６ANDM１177ＯRB78LＤX01３79ANDＭ1２80OＲB81LＤＸ01682AＮDM1３８３ORＢ８4ＬDＴ28５A(chǔ)NＤM１4８6OＲＢ8７LDX0１588AＮDM１５８9OＲB９0LDT3步序指令9１ＡＮDＭ１692ＯRB９３LDX01494ANDM１795ORB96LDＸ0169７ＡＮDM1898ORB99SFL（Ｐ)M８０M0K2０K1１0８ＬＤM０109OUTＹ0０0110LDM1１11ORM5112ORM10113ORM１５１14OＵTＹ001１１5ＬＤＭ211６OUＴＹ003117LＤＭ3１18ORM8１１9ORＭ１3120ORＭ１８121ＯUTＹ００21２２LDM412３ＯRM６01２4ＡNIＴ01２5OUTM601２6LＤＭ6０１27ＯUＴＴ0K2８012８LDＭ63１29OUTT3K15130ＬＤM６131OＲＭ611３２ANＩT113３OUＴM6１１３4LＤＭ611３5ＯＵTT1步序指令K28１36ＬDM7137OＲＭ12１38OＲM17139ＯUTY００4１４０LDM9141ORＭ14１42OＲM6２１43ANＩT2144ＯUTM６2145LＤM６2146OUTT2K３０147LDM１1148ORＭ16１4９ＯRM63１50ANＩT3151OＵＴM63１５2Ｐ1１5３EＮＤ4。6．２梯形圖程序電鍍生產(chǎn)線的PＬＣ掌握程序,包括點(diǎn)動(dòng)操作和自動(dòng)掌握部分。（１）點(diǎn)動(dòng)掌握設(shè)有行車(chē)的前進(jìn)和后退操作，吊鉤的上升和下降操作。如圖所示，圖中從程序開(kāi)頭到標(biāo)號(hào)Ｐ0規(guī)律行間程序段為點(diǎn)動(dòng)掌握梯形圖。（２）自動(dòng)掌握通過(guò)狀態(tài)流程圖,可以看到生產(chǎn)線是典型的挨次掌握，主要由單序列構(gòu)成,采納移位指令來(lái)實(shí)現(xiàn)掌握要求會(huì)更便利。由于急?；蚣蓖：?，可通過(guò)點(diǎn)動(dòng)操作完成剩下的工序或者返回原位因此幫助繼電器采納了無(wú)斷電保持的通用幫助繼電器，定時(shí)器也采納了常規(guī)定時(shí)器.電鍍生產(chǎn)線的PLC掌握梯形圖，如圖所示，圖中標(biāo)號(hào)P0到標(biāo)號(hào)P1程序結(jié)束段為自動(dòng)掌握程序。通過(guò)梯形圖可以看到，停止按鈕即可作為正常的停車(chē)按鈕,又可以作為及停按鈕，當(dāng)然急停后必須通過(guò)點(diǎn)動(dòng)操作返回原位.本例中,當(dāng)行車(chē)從原位前進(jìn)至SＱ1的過(guò)程中，雖然壓過(guò)SＱ３和SQ2,但行車(chē)并不停止,這是由于移位條件采納輸入信號(hào)和相關(guān)幫助繼電器接點(diǎn)串聯(lián)的原因，所以只有行車(chē)后退壓下ＳQ2或SQ3，并且相應(yīng)的幫助繼電器為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)才會(huì)停。第5章不足與改進(jìn)近幾年來(lái),雖然我國(guó)的電鍍工業(yè)有不錯(cuò)的進(jìn)展，但是,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是存在很大的差異，必須奮起直追,才能趕上世界先進(jìn)水平,以滿意工