毕业设计（论文）-PLC料位控制系统.doc

平顶山工学院毕业设计报告 料位控制系统摘 要煤炭是国民经济良好运行的基础能源，是关系国计民生的特殊战略能源物资。煤炭的数量、质量与安全直接关系到国民经济发展和社会稳定的大局。煤炭问题始终是党中央、国务院密切关注的重点问题。因此，做好煤炭生产、储备工作，为促进经济稳定发展创造良好的基础，具有重大的意义。 去年南方的自然灾害，南方电力的瘫痪，煤炭资源的紧缺更加给国家的煤炭储备提出更高的要求。目前，我国煤炭储藏多是人力来完成。浪费人力、物力。随着我国新的劳动法实施，物价上涨，劳动力价格也在逐渐攀升，造成公司在煤仓储备方面浪费大量的经济成本，影响公司的经济效益。由因为煤炭是固态粉粒状物体，重度污染物，在入仓的过程中由于飞溅许多的固态小颗粒，进入人体消化系统容易引起呼吸道感染。给一线工人留下难以治愈的职业病，为公司未来发展增加负担。对于规模较小的公司来说这种储藏方式严重影响公司的发展。为了提高公司的效益，工人师傅的健康，减少储煤环节的经济成本。本此设计我采用了PLC智能控制原理、PID控制原理、传感器原理将整个系统简化。提高其科技含量，增加煤炭储藏的智能化，减少人力投入，避免不必要的浪费。也可以更好的提高公司的经济效益。关键字:PLC智能控制原理 传感器原理 PID控制原理AbstractThe coal is the national economy good movement foundation energy, is relates the national economy and the peoples livelihood the special strategic energy commodity. Coal quantity, quality and safe direct relation national economy development and social stability general situation. The coal question is throughout the Central Party Committee, the State Council close attention key question. Therefore, completes the coal production, the reserve work, for the promotion economic stability development creation good foundation, has the significant significance.Last year the south natural disaster, the south electric powers paralysis, the coal resource scarce even more gave national the coal reserve to set a higher request.At present, our country coal preserves many are the manpower completes. Waste manpower, physical resource. Along with our country new labor law implementation, the price rise, the labor force price gradually is also climbing, causes the company to waste the massive economic costs in the coal bin reserve aspect, affects companys economic efficiency. By because the coal is the solid state powder granular object, the specific weight pollutant, in the process which is put in storage, because splashes many solid state finely ground particles, enters the human body digesting system easily to cause the respiratory infections. Leaves behind occupational disease which for a worker cures with difficulty, will develop in the future for the company increases the burden. Regarding the scale small company this kind of preserve way serious influence companys development.In order to raise companys benefit, master workers health, reduces the Chu coal links economic cost. This designed me to use the PLC intelligent control principle, PID the control principle, the sensor principle the overall system simplification. Raises its technology content, increases the coal preserve the intellectualization, reduces the manpower investment, avoids the nonessential waste. May also better raise companys economic efficiency.Key words: PLC intelligent control principle sensor principle PID control principle料位控制系统1摘要1Abstract2第一章 绪论51.1、选题背景与意义51.1.1、选题背景51.1.1.1、我国煤炭资源现状51.1.1.2、煤炭职业病的发病情况61.1.2、选题目的及意义81.2、控制方法的选择81.2.1、生产工艺分析81.2.2、控制目的91.3、设计要求9第二章 方案论述112.1、方案论证1122 、方案论述112.2.1、系统的组成112.2.2、系统各部分简介：132.2.3、系统控制原理：14第三章 方案设计153.1、PLC控制电机顺序运行153.1.1、正常情况下的系统顺序运行153.1.1.1、PLC控制正常情况下的系统顺序运行153.1.1.2、PLC的 I/O点的确定与分配163.1.1.3、程序说明163.1.1.4、梯形图173.1.2.5、程序173.1.2、当201（202）出现故障时系统的顺序运行183.1.2.1、PLC控制201出现故障时系统的顺序运行线路图193.1.2.2、PLC的 I/O点的确定与分配203.1.2.3、程序说明213.1.2.4、梯形图213.1.2.5、程序223.2、PLC控制电机正反转233.2.1、PLC控制301电机线路图233.2.2、PLC的 I/O点的确定与分配243.2.3、程序说明243.2.6、梯形图：253.2.4、程序253.3、PLC控制203刮板位置电机控制263.3.1、PLC控制203电机线路图263.3.2、PLC的 I/O点的确定与分配273.3.3、梯形图283.3.4、程序29第四章 器件选择304.1、PLC逻辑控制器的综述与选型304.1.1、PLC逻辑控制器的概述：304.1.2、PLC的一般结构：314.1.21、输入/输出（I/O）点数324.1.2.2存储器容量334.1.2.3扫描周期344.1.2.4、编程指令的种类和条数354.1.2.5、特殊I/O单元（高功能模块或智能模块）364.1.2.6、远程I/O单元（终端）和网络系统3641.3、PLC的选型374.2、皮带传输机的选型414.2.1、皮带传输机的发展现状：414.2.2、皮带传输机的性能指标：424.2.3、几种常见皮带传输机：424.2.3.1、DZ型带式输送机转424.2.3.2、带式输送机434.2.3.3、DSJ8040240、DSJl。063275型双向运输机444.2.3.4、可伸缩带式输送机454.2.3.5、可伸缩皮带运输机464.2.4皮带传输机的选型：474.3、刮板传输机的选型474.3.1、刮板机的发展现状：474.3.2、刮板机的性能指标：474.3.3、几种常见皮带刮板机：484.3.3.1、sGB630220、sGz630264型刮板机484.3.3.2、超重型刮板输送机494.3.4刮板机的选型：51第五章 系统综述515.1、方案综述515.2、主电路图535.3、I/O分配原理图545.4、I/O分配情况555.5、程序流程图5756、梯形图59第六章 结束语67参考文献 .68第一章 绪论1.1、选题背景与意义1.1.1、选题背景1.1.1.1、我国煤炭资源现状判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为1020，有的在10以下，硫分一般小于1，东北地区硫分普遍小于05。中国北方普遍分布的石灰纪、秦岭以南地区、湖南的黔阳煤系、湖北的梁山煤系等属海陆交替沉积的煤，灰分一般达1525，硫分一般高达25。广西合山、四川上寺等地的晚二叠纪煤层属浅海相沉积煤，硫分可高达610以上。据统计，中国灰分小于10的特低灰煤仅占探明储量的17左右。大部分煤炭的灰分为1030。硫分小于1的特低硫煤占探明储量的435以上，大于4的高硫煤仅为228。中国的炼焦用煤一般为中灰、中疏煤，低灰和低硫煤很少。炼焦用煤的灰分一般都在20以上；硫分含量大于2的炼焦用煤占20以上。中国炼焦用煤的另一大特点是：硫分越高，煤的动结性往往越强，其可选性一般较差中国褐煤多属老年褐煤。褐煤灰分一般为2030。东北地区褐煤硫分多在1以下，广东、广西、云南褐煤硫分相对较高，有的甚至高达8以上。褐煤全水分一般可达2050，分析基水分为1020，低位发热量一般只有11711673MJkg。中国烟煤的最大特点是低灰、低硫；原煤灰分大都低于15，硫分小于1。部分煤田，如神府、东胜煤田，原煤灰分仅为3一5，被誉为天然精煤。烟煤的第二个特点是煤岩组分中丝质组含量高，一般在40以上，因此中国烟煤大多为优质动力煤。中国贫煤的灰分和硫分都较高，其灰分大多为15-30，流分在15-5之间。贫煤经洗选后，可作为很好的动力煤和气化用煤。中国典型的无烟煤和老年无烟煤较少，大多为三号年轻无烟煤，其主要特点是，灰分和硫分均较高，大多为中灰、中硫、中等发热量、高灰熔点，主要用作动力用煤，部分可作气化原料煤。判别煤炭质量优劣的指标很多，其中最主要的指标为煤的灰分含量和硫分含量。一般陆相沉积，煤的灰分、硫分普遍较低；海陆相交替沉积，煤的灰分、硫分普遍较高。中国煤炭灰分普遍较高，秦岭以北地区，晋北、陕北、宁夏、两淮、东北等地区，侏罗纪煤田为陆相沉积，煤的灰分一般为1020，有的在10以下，硫分一般小于1，东北地区硫分普遍小于05。而这些煤炭由于其品质的不同，其发热量、价格、用途不同。为了更加合理的利用不同品质的煤炭资源，在我国煤炭出厂前一般要经过选煤厂对煤炭进行分类、浮选、过滤尽量提高精煤的产量。减少煤炭的不合理浪费。提高煤炭的利用率。1.1.1.2、煤炭职业病的发病情况一我国煤矿作业场所职业危害现状 目前，我国煤矿作业场所职业病危害严重，尘肺病患病率高发。 煤炭行业职业危害主要包括粉尘、毒物、噪声、振动、高温高湿5大类，其中以粉尘危害造成的尘肺病最为严重。尘肺发病率高的原因，一是作业环境差，粉尘浓度普遍超标；二是接触粉尘工人多，患病人数总量大。据国家煤矿安全监察局对23个省市1万6 792个煤矿企业的调查统计，截至2005年，累计尘肺病例15万3 027例，累计尘肺病死亡人数5万8 681人，现患病例9万4 346人。2005年新增尘肺病例5 629例，尘肺病死亡人数2 470人。其中，国有重点煤矿累计尘肺病例13万2 011例，累计死亡人数达到5万6 394人，现患病例7万5 617例。2005年新增尘肺病例4 153例，死亡人数2 338人；地方国有煤矿企业累计尘肺病例1万8 928人例，累计死亡人数1 509人，现患病例1万7 419例，2005年新增尘肺病例888例，死亡人数为111人；乡镇煤矿企业累计尘肺病例2 088例，累计死亡人数778人，现患病例为1 310例。2005年新增尘肺病例588例，尘肺病死亡人数为21人。 二、我国煤矿职业危害的主要问题 1、职业危害防治工作体制不健全、管理不到位 国有大型煤矿尽管基本上都设有职防管理机构和专兼职职防工作人员，并建立了相关管理制度，但存在着职业危害防治专业技术人才不足，管理水平低，检定、监测仪器设备不足或严重老化等问题，基础工作十分薄弱。地方煤矿多数未设职业病防治机构，有的仅有专兼职管理人员，职防工作基本上由当地职防机构或委托国有重点煤矿职防机构进行，不能正规开展职业病防治工作。乡镇煤矿则没有职防机构，也没有专兼职人员，职业病防治工作基本处于空白状态。 2、经费投入不足 部分煤矿企业的职业病防治仪器、装备不能及时更新和增加，有的企业缺少必要的粉尘监测仪器，不能按规定对作业场所产生的粉尘进行定期监测，不能及时了解和掌握作业场所职业危害的状况，更谈不上及时采取防护和整改措施。 中国矿3.职工自我保护意识差 一方面，部分职工对自身所处的环境、职业危害造成的后果、职业病防护手段缺乏必要的了解，维权意识和自我保护意识淡漠；另一方面，防护用品质量没有保证、发放数量不足，使用不当、甚至不使用，这也是造成尘肺病多发的重要原因。 4、防尘设施不健全 煤矿作业场所普遍存在防尘设施不健全、设备老化，防尘措施不落实，粉尘浓度超标等问题。矿井综合防尘投入不足，防尘洒水管路失修、锈蚀严重；巷道和采掘运输设备的洒水喷雾设备维修管理不到位，降尘效果不好；煤层注水、湿式作业及冲洗岩帮、巷帮等降尘措施没有严格落实到位；虽然配有各种防尘设备，但时开时停，管理不到位。一些地方乡镇煤矿基本上没有防尘设施和措施。据调查统计和现场检测，部分煤矿作业场所粉尘浓度超标十几倍乃至几十倍，有的甚至超过国家标准几百倍。因此，提高煤炭行业的技术含量、减少员工职业病已成为当务之急。 尤其是在煤炭挖掘、储藏环节尤为重要。1.1.2、选题目的及意义煤炭是国民经济良好运行的基础能源，是关系国计民生的特殊战略能源物资。煤炭的数量、质量与安全直接关系到国民经济发展和社会稳定的大局。煤炭问题始终是党中央、国务院密切关注的重点问题。因此，做好煤炭生产、储备工作，为促进经济稳定发展创造良好的基础，具有重大的意义。 去年南方的自然灾害，南方电力的瘫痪，煤炭资源的紧缺更加给国家的煤炭储备提出更高的要求。目前，我国煤炭储藏多是人力来完成。浪费人力、物力。随着我国新的劳动法实施，物价上涨，劳动力价格也在逐渐攀升，造成公司在煤仓储备方面浪费大量的经济成本，影响公司的经济效益。由因为煤炭是固态粉粒状物体，重度污染物，在入仓的过程中由于飞溅许多的固态小颗粒，进入人体消化系统容易引起呼吸道感染。给一线工人留下难以治愈的职业病，为公司未来发展增加负担。对于规模较小的公司来说这种储藏方式严重影响公司的发展。就我本次设计之前参观的田庄选煤厂。在原煤的存储过程中，就严重存在这样的现象。整个煤炭的存储过程不仅包括调度室、采样过程、料位调配、检测控制等各个环节都需要大量的员工。不仅在经济运行成本上加重了公司的负担。再加上这些环节都是重度污染环节，这里工作的人员由于长期在这样的环境下工作，身体健康存在严重的威胁。也给公司以后的发展增加大量未来负担。为了提高公司的效益，工人师傅的健康，减少储煤环节的经济成本。本此设计通过大学期间的对工业控制、逻辑编程器的了解。采用了PLC智能控制原理、PID控制原理、传感器原理将高污染的储煤环节智能化、科技化、节能化、节约化、经济化。提高其科技含量，增加煤炭储藏的智能化，减少人力投入，避免不必要的浪费。也可以更好的提高公司的经济效益。1.2、控制方法的选择1.2.1、生产工艺分析就我本次设计之前参观的田庄选煤厂。就原煤的存储过程，进行了实地考察。整个煤炭的存储过程共包括调度室、原煤输送、采样过程、料位控制、检测控制环节共共计五个环节。在工业现场，调度室有专门工作人员负责通知仓位工作人员需要打开的不同的控制仓口并开启皮带机。通过皮带机将厂矿传输过来的煤炭资源输送过来的煤炭传输到相应的仓位处。其中在传输的过程中有采样机对传输的煤炭资源进行采样、检测（在本设计中没有设计采样的过程仅仅就传输、分配、储藏过程设计）过程，以确定传输的煤炭资源进段的品质问题。通过工作人员的认为观察确定仓位的转换。综述，整个工业现场，在原煤储藏过程中，包括调度室、原煤输送、采样过程、料位控制、检测控制环节共共计五个环节。抽象到设计控制过程中，设计可以分为：料位检测、皮带机检测、电机顺序运行三个环节。整个设计过程中，涉及到传感器的选择、传感器的应用、可编程逻辑控制电器的选择应用、电机的选择应用、电机的顺序运行、电机的正反转几个环节。将其有机的联系起来。即为料位控制系统的设计。1.2.2、控制目的系统由于不同厂矿采掘的煤炭品质的不同要分配到不同煤仓内储藏，已备为各种型号的煤炭定价出厂或后续浮选工艺。通过应用PLC控制实现8种不同品质的煤炭分别通過皮带机输送到8个不同仓存储的智能控制系统。通过位置传感器测量在煤炭输送过程中皮带机跑偏情况作为一级反馈系统提高系统的可靠性，构成一级PID控制。另外，通过测量煤炭在仓中的存储高度。不同物料的分配、仓内料位测量。防止仓满，煤炭溢出，构成二级PID控制从而提高系统的可行性、可靠性、稳定性、经济性。综合利用自动控制技术，选用合适的检测原理、测试手段和控制方法，建立以PLC为核心的仓的料位参数自动监测控制系统。从而实现煤炭传输、储藏料位的智能化控制，是本课题研究的重要内容。1.3、设计要求设计是选煤厂环节-煤炭储藏及料位控制要求及任务:1、由於不同厂矿采掘的煤炭品质的不同要分配到不同煤仓内储藏，已备后续工艺。应用PLC控制可以实现8种不同品质的煤炭分别通過皮带机输送到8个不同仓存储的智能控制系统。2、分别通过位置传感器测量在煤炭输送过程中皮带机跑偏情况作为一级反馈系统提高系统的可靠性。3、并且通过测量煤炭在仓中的存储高度，不同物料的分配情况、仓内料位测量。反馈给主控制环节。 综合利用自动控制技术，选用合适的检测原理、测试手段和控制方法，建立以PLC为核心的仓的料位参数自动监测控制系统。从而实现煤炭料位的智能化控制，是本课题研究的重要内容。具体包括以下方面： （1）、根据实物，抽象出控制模型，确定控制方式。（2）、根据控制方式，确定控制原理。（3）、硬件系统的设计：包括PLC、单片机监测控制系统的组建，传感器、调控设备及其他元器件的选型；控制电路的设计，显示及报警电路的设计。（4）、软件系统的设计与实现：包括软件流程图，以及部分软件编程设计（如：PLC逻辑控制电路通信）。第二章 方案论述2.1、方案论证方案一、应用单片机作为中央控制系统，通过检测信号，来控制电机的运行状况。该方法在开始运行时候经济行要略好，但是由于其软件、硬件设计都较难，开发周期长，使用难，开发成本高，批量成本低，对人要求高。另外，稳定性差，防护等级低，抗干扰能力，以及可操作性，可扩展性不强，通信能力差等原因。多为在产品应用。一般不应用于恶劣环境中避免由于死机带来的不必要的经济损失。故本次设计中不采用这种设计方法。方案二、利用DSP控制电机系统来构成整个系统设计的核心部位。DSP:速度快，适用于高速信号处理系统。但是由于其价格昂贵，考虑到经济性本次设计中没有选用这种设计方法。方案三、应用可编程控制器PLC作为中央控制系统，通过检测信号，来控制电机的运行。PLC 具有开发周期短，使用容易，开发成本低，对人要求低，不需要什么特别的接口电路.修改方便!可以使用与恶劣环境。另外，PLC还具有稳定性好，防护等级高，抗干扰能力强，以及其可操作性、可扩展性，通信都要远远高于单片机。并且多为工程上的应用，几乎所有的工业控制都能用到。编程较为简单。故本次设计中采用了这种控制方法。22 、方案论述2.2.1、系统的组成整个系统包括：中央控制室（5调度室）、传输皮带、后备皮带、入仓带、刮板、系统实物图：系统实物图系统框图：中央控制室皮带传输机刮板机原煤仓2.2.2、系统各部分简介：中央控制室（111）：负责接受不同矿煤炭来源信号的接受并开启整个系统中央控制处理室。皮带传输机（201）：动力传输带，主要负责1#-4#煤炭的传输。将矿上出来的1#-4#原煤传输至入仓刮板机上，以便入仓。皮带传输机（202）：动力传输带，主要负责5#-8#煤炭的传输。将矿上出来的5#-8#原煤传输至入仓刮板机上，以便入仓。刮板机（203）：负责入仓动力装置，主要负责接收201皮带传输机传输过来的原煤并且将1#-4#原煤的入仓。刮板机（204）：负责入仓动力装置，主要负责接收202皮带传输机传输过来的原煤并且将5#-8#原煤的入仓。后备皮带传输机（301）：一般不动作，仅当201（202）皮带传输机出现故障时候，可通过另外一条皮带传输机将原煤传输至301，经过301将原煤输送到相应的仓位。提高系统的可靠性。2.2.3、系统控制原理：系统通过中央控制室输出信号，根据信号的不同启动不同的刮板传输机，当刮板机启动后，启动相对应的皮带传输机，将原煤输送到相应的煤仓中。通过应用PLC控制实现8种不同品质的煤炭分别通過皮带机输送到8个不同仓存储的智能控制系统。通过位置传感器测量在煤炭输送过程中皮带机跑偏情况作为一级反馈系统提高系统的可靠性，构成一级PID控制。另外，通过测量煤炭在仓中的存储高度。不同物料的分配、仓内料位测量。防止仓满，煤炭溢出，构成二级PID控制从而提高系统的可行性、可靠性、稳定性、经济性。另外通过后备保护皮带传输机（301）的使用，加大系统的可靠性。是系统的创新点。整个设计过程中，涉及到传感器的选择、传感器的应用、可编程逻辑控制电器的选择应用、电机的选择应用、电机的顺序运行、电机的正反转几个环节。将其有机的联系起来。即为料位控制系统的设计。第三章 方案设计3.1、PLC控制电机顺序运行3.1.1、正常情况下的系统顺序运行 当系统中所有环节都可以正常运行时，1-4#原煤可以通过原煤传输机201，将原煤运输到刮板机203上，通过预先设定将不同原煤分别装进1-4#原煤储存藏中。5-8#原煤与此过程相同，仅是传输机与刮板机的使用情况不同，（需用2032、204）。下面仅就1#原煤的进仓过程进行分析讲解。3.1.1.1、PLC控制正常情况下的系统顺序运行电机顺序运行电路主接线图3.1.1.2、PLC的 I/O点的确定与分配电机顺序运行电路I/O接线图表 I/O分配表输入信号输出信号名称代号输入编号名称代号输出编号M203启动按钮SB3X25接触器KM3Y3M201启动按钮SB1X21接触器KM1Y1M201停止按钮SB10X22M203停止按钮SB30X26急停按钮SB8X83.1.1.3、程序说明左母线在P1处，通过主控指令将左母线临时移到N0处，形成一个主电路块（嵌套数为N0）；在通过主控指令将临时左母线由N0处移到N1处，形成第二个主控电路块（嵌套数为N1）3.1.1.4、梯形图电机顺序运行电路梯形图3.1.2.5、程序0 LD X251 OR X263 LD Y34 0R Y15 ANB6 AND X87 MC N0 M08 LD M80009 OUT Y310 LD X2111 OR Y1 12 AND X2213 AND X8 14 MC N1 M115 LD M800016 OUT Y117 MCR N118 MCR N019 END3.1.2、当201（202）出现故障时系统的顺序运行为了提高系统的运行可靠性，在201、202任意一条皮带机出现故障时（下面以202故障为例介绍），5#-6#仓仍能够存储相应的煤炭资源。在201、202与203、204传输的间隙中加了横向皮带机301，通过301电机的正反转来实现201与204；202与203之间的煤炭传输。从而提高系统的可靠性。假设201出现故障，下面就1#原煤入仓系统进行讲解：3.1.2.1、PLC控制201出现故障时系统的顺序运行线路图PLC控制201出现故障时系统的顺序运行线路图3.1.2.2、PLC的 I/O点的确定与分配PLC控制201出现故障时系统的顺序运行I/O接线图表 I/O分配表输入信号输出信号名称代号输入编号名称代号输入编号M203启动按钮SB3X25接触器KM3Y3M301正转启动按钮SB7X33正转接触器KM7Y7M301反转启动按钮SB70X34反转接触器KM8Y8M202启动按钮SB2X23接触器KM2Y2M202停止按钮SB20X24M301停止按钮SB8X35M203停止按钮SB30X26急停按钮SB8X353.1.2.3、程序说明左母线在P1处，通过主控指令将左母线临时移到N0处，形成一个主电路块（嵌套数为N0）；在通过主控指令将临时左母线由N0处移到N1处，形成第二个主控电路块（嵌套数为N1）；如此类推，形成了第三、第四主控电路块（潜逃基数分别为N2N3）.3.1.2.4、梯形图PLC控制201出现故障时系统的顺序运行梯形图3.1.2.5、程序0 LD X251 OR X263 LD Y34 0R Y15 ANB6 AND X87 MC N0 M08 LD M80009 OUT Y310 LD X3311 OR X3512 LD Y713 0R Y114 ANB15 AND X816 MC N1 M117 LD M800018 OUT Y719 LD X2120 OR Y1 21 AND X2222 AND X8 23 MC N1 M124 LD M800025 OUT Y126 MCR N127 MCR N028 END3.2、PLC控制电机正反转为了提高系统的运行可靠性，在201、202任意一条皮带机出现故障时（下面以202故障为例介绍），5#-6#仓仍能够存储相应的煤炭资源。在201、202与203、204传输的间隙中加了横向皮带机301，通过301电机的正反转来实现201与204；202与203之间的煤炭传输。从而提高系统的可靠性。3.2.1、PLC控制301电机线路图3.2.2、PLC的 I/O点的确定与分配I/O点分配表 I/O分配表电机正反转控制PLC的I/O点分配表 PLC点名称连接的外部设备功能说明X35SB8 FR停止命令X33SB7电机正转命令X34SB70电机反转命令Y7KM7控制电机正转Y8KM8控制电机反转3.2.3、程序说明当SB7闭合时，X33常开触点闭合，Y7线圈得电，Y7常开触点断开，实现对Y8的联锁，同时电动机正转；当SB70闭合时，X34常闭触点断开，Y7线圈断电，其常闭触点复位，Y8线圈得电，Y8常闭触点断开，实现对Y7的联锁，同时Y7常开触点闭合自锁，电动机自锁，同时Y7常开触点自锁，电动机反转；当按下SB8时，或FR动作时，电动机停止。3.2.6、梯形图：电机正反转梯形图3.2.4、程序0 LD X351 OR Y72 ANI Y8 3 ANI X334 ANI X345 OUT Y76 LD X337 OR Y88 ANI Y79 ANI X3510 ANI X3411 OUT Y712 END3.3、PLC控制203刮板位置电机控制3.3.1、PLC控制203电机线路图PLC控制203电机线路图3.3.2、PLC的 I/O点的确定与分配PLC的 I/O点的确定与分配表I/O分配输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出编 号位置1呼叫按钮SBC1XC1交流接触器KMCZ1YCZ1位置2呼叫按钮SBC2XC2交流接触器KMCY1YCY1位置3呼叫按钮SBC3XC3位置4呼叫按钮SBC4XC4行程开关1SQ1XC11行程开关2SQ2XC12行程开关3SQ3XC13行程开关4SQ4XC133.3.3、梯形图PLC控制203电机梯形图3.3.4、程序1 LD XC112 MOV K1 D03 LD XC124 MOV K2 D05 LD XC136 MOV K3 D07 LD XC148 MOV K4 D09 LD XC110 MOV K1 D111 LD XC212 MOV K2 D113 LD XC314 MOV K3 D115 LD XC416 MOV K4 D117 LD XC018 CMP D1 D1 MO20 LD MO21 OUT M1022 LD M123 OUT M1125 LD M1026 ANI YCY1 27 OUT YCZ128 LD M1129 ANI YCZ130 OUT YCY131 END第四章 器件选择4.1、PLC逻辑控制器的综述与选型4.1.1、PLC逻辑控制器的概述：自从1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller：PLC）以来，经过三十多年的发展与实践，其功能和性能已经有了很大的提高，从当初用于逻辑控制扩展到运动控制和过程控制领域。可编程逻辑控制器（PLC）也改称为可编程控制器（Programmable Controller：PC），由于个人计算机也简称PC，为了避免混淆，可编程控制器仍被称为PLC。1987年，国际电工委员会（IEC）颁布的可编程控制器标准第三稿中，对可编程控制器的定义如下：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入/输出，控制各种机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则来设计。PLC最初用于逻辑控制和顺序控制，面对运动控制和过程控制，PLC必须扩展自己的功能，才能满足生产的需求。机床工业、汽车工业等属于离散型制造工业，这类工业侧重于运动控制，如位置控制和速度控制。为此，生产PLC的厂家相继推出了位置控制模块、伺服定位模块、运动控制模块、电子凸轮模块、A/D转换模块、D/A转换模块以及高速计数模块等功能模块，用于速度、加速度以及位置控制等运动控制。大量的中小型企业属于混合型制造工业，这类制造业中既有运动控制又有过程控制，为了适应这些企业的需要，各厂家都在自己的PLC产品中推出了温度传感器模块、PID（比例、积分、微分）控制模块、A/D转换模块、D/A转换模块、闭环控制模块以及模糊控制模块等功能模块，用于温度、压力、流量以及液位等过程控制。PLC本身的模块化结构以及远程I/O模块功能的不断完善，使得PLC易于实现多级控制（分布控制、分散控制），通过不同级别的网络将PLC与PLC、PLC与远程I/O模块、PLC与人机界面以及PLC与PC机连接起来，形成管控一体化的网络结构。4.1.2、PLC的一般结构：PLC是以微处理器为核心的一种特殊的工业用计算机，其结构与一般的计算机相类似，由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM、EEPROM等）、输入接口、输出接口、I/O扩展接口、外部设备接口以及电源等组成。PLC通常分为模块式和整体式两种结构。以日本OMRON（欧姆龙）公司的PLC为例。C200Ha系列为模块式PLC，所谓模块，就是按照功能将电路进行分类，每一种功能制成一块电路板，通常称为模板，每块模板置于工程塑料外壳内，成为独立的单元，如CPU单元、输入单元、输出单元、特殊I/O单元、通信单元以及电源单元等。各单元插在带有总线的CPU底板上，构成CPU机架。如果CPU机架（或称主机架）的I/O点数不够用，或者需要增加新的特殊单元，可以增加扩展I/O机架，扩展I/O机架由扩展I/O底板、电源单元、I/O单元以及特殊I/O单元组成。模块式PLC的特点是组态灵活、扩展方便以及维护简单。模块式PLC结构示意图如图1-1所示。图1-1 模块式PLC结构示意图CP1H系列为整体式PLC，其CPU单元中装配了2040点的输入输出电路。它将模块式的各个单元集成为一体，不如模块式灵活但是使用方便。如果I/O点数不够用可用CPM1A系列扩展单元进行扩展，但最多不能超过7台。另外，CP1H CPU单元的侧面连接有CJ单元适配器CP1W-EXT01，故可以连接CJ系列特殊I/O单元或CPU总线单元最多两个单元。与模块式一样，它也可以增加扩展I/O机架。该整体式PLC的结构原理图与图1-1类似。其CPU机架结构图如图1-2所示。图1-2 CP1H的CPU机架结构图4.1.21、输入/输出（I/O）点数早期的PLC用于顺序控制和逻辑控制，因此其控制规模用开关量输入/输出（I/O）点数来表示，通常所说的I/O点数是指开关量输入点数和开关量输出点数之和，对于整体式PLC，开关量输入点数通常是总点数的60%，开关量输出点数是总点数的40%，例如40点的PLC，其开关量输入点数是24点，即有24个输入端子可以接无源开关元件或有源开关元件，开关量输出点数是16点，即有16个输出端子可以直接或经驱动再去接负载。为了将PLC用于运动控制和过程控制，各厂家陆续推出各种特殊I/O单元，如模拟量输入/输出单元、温度传感器用模拟量输入单元、温度调节单元、高速脉冲计数单元、高速脉冲输出单元、凸轮控制单元、定位控制单元、运动控制单元以及通信链接单元等。这些特殊I/O单元大多具有自己的CPU、存储器和专用集成电路，它们能够与主机（即CPU单元）并行工作。各厂家的特殊I/O单元的硬件和软件不尽相同，占用主机（CPU单元）资源的情况也有所差异，因此，表述特殊I/O单元所占用的I/O点数（或将其“折合”成I/O点数）时，各厂家提供的数据相差较大，即便是同一厂家的同一类产品，随着系列型号的不同，其数据也有所不同。下面给出部分厂家提供的数据。（1）模数转换（A/D）单元三菱公司的AOJ2-68AD（8通道）占用64点I/O，A1S68AD（8通道）占用32点I/O，A1S64AD（4通道）也占用32点I/O，FX2N-4AD（4通道）占用8点I/O，FX2N-2AD（2通道）也占用8点I/O；松下公司的FP3型A/D单元（4通道）占用16点I/O；西门子公司的SR21（4通道）单元占用16点I/O。欧姆龙公司的CP1H-XA40DR-A的内置模拟输入（4通道）占用14点I/O。（2）数模转换（D/A）单元三菱公司的A1S62DA（2通道）占用32点I/O，A1S68DAV/A1S68DAI（8通道）占用32点I/O；松下公司的FX2N-2DA（2通道）占用8点I/O。另外，欧姆龙公司的CP1H-XA40DR-A的内置模拟输出（2通道）占用7点I/O。（3）温度控制单元三菱公司的A1S62TCRT-S2（2通道，PT100传感器）占用32点I/O，A1S62TCTT（2通道，R、K、J、S、B、E、N、U、L、PL等型传感器）占用32点I/O；松下公司的FX2N-2LC（2通道，热电耦或热电阻传感器）占用8点I/O。（4）高速计数单元三菱公司的A1SD61（1通道）占用32点I/O，A1SD62（2通道）也占用32点I/O，而FX2N-1HC（1通道）仅占用8点I/O。欧姆龙公司的CP1H系列内置了4点高速计数器，占用12点I/O。（5）定位控制单元松下公司的FX2N-10GM（单轴）占用8点I/O，FX2N-20GM（双轴）也占用8点I/O；三菱公司的A1SD75P1-S3（1轴）/A1SD75P2-S3（2轴）/A1SD75P3-S3（3轴）均占用32点I/O。欧姆龙公司的CP1H系列同样内置了脉冲输出功能，可构成定位控制系统。在表述PLC的控制规模时，有些厂家在CPU单元的指标中分别列出开关量点数或模拟量点数，如西门子公司S7-300系列PLC的314型CPU单元，其DI/DO（开关量输入/输出）最大为1024点，或AI/AO（模拟量输入/输出）最大为256点。4.1.2.2存储器容量PLC的存储器包括系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。系统程序存储器存放管理程序、标准子程序、调用程序、监控程序、检查程序以及用户指令解释程序，一般存储在ROM或EPROM之中。系统程序由PLC生产厂家编写并写入ROM之中，用户不能读取。厂家在资料中给出的是用户存储器容量和数据存储器容量。用户程序是用户使用编程器输入的编程指令或用户使用编程软件由计算机下载的梯形图程序，用户存储器是存放用户程序的RAM、EPROM及EEPROM存储器，这3种存储器也用于存放数据，称为数据存储器。为了防止RAM中的信息在掉电时丢失，通常用后备锂电池作保护，保存用户程序和数据。有些PLC产品采用了高性能的闪存，作为内置存储器和外置扩展存储器。用户存储器容量的大小决定了PLC可以容纳用户程序的长短和控制系统的水平。用户存储器容量通常以字为单位，每个字由16位二进制数组成。有些PLC产品的用户存储器容量以步为单位，在PLC中程序是按“步”存放的，每条指令长度一般为17步。一“步”占用一个地址单元，一个地址单元占两个字节。存储器容量和I/O点数是相适应的，厂家在资料中都会给出，如欧姆龙公司的C200HE-CPU42型CPU单元，用户程序存储器容量为7.2K字，数据存储器容量为6K字，受支持的I/