基于PLC控制行车自动控制系统

毕毕 业业 设设 计（论文）计（论文） 题目： 基于 PLC 控制行车自动控制系统 系部：系部： 专业：专业： 班级：班级： 姓名：姓名： 指导教师：指导教师： 山山 西西 职职 业业 技技 术术 学学 院院 山西职业技术学院毕业论文 0 目录目录 目录 .1 摘要 .3 设计要求 .4 1 绪论 .5 1 1.1 国内外 PLC 的最新发展趋势.5 5 1.2 基于 PLC 的电镀行车的控制系统的概念.5 1.3 国内外电镀的发展状况 .6 1.4 国内电镀行业存在的问题 .7 1.5 国内电镀的发展状况 .8 1.6 课题的选题背景及意义 .9 2 系统总体方案论证 .10 2.1 控制对象的设计要求 .10 2.2 设计思路 .10 2.2.1 软件 .11 2.2.2 硬件 .11 2.2.3 电气元件的明细表 .11 2.2.4 元件简介 .11 3 系统的硬件设计 .15 3.1PLC 机型选择 .15 3.1.1 确定 I/O.15 3.1.2PLC 容量选择 .15 存储容量的选择：.15 3.13 确定 PLC.15 3.2 主电路控制电动机的设计 .15 3.3 辅助电路的设计 .15 3.3.1PLC 负载电路设计 .15 3.3.2 其它电路 .15 4 系统的软件设计 .16 4.1 自动程序的设计 .17 山西职业技术学院毕业论文 1 4.1.1 控制部分 .17 4.1.2 输出部分 .17 4.2 故障程序设计 .18 4.3 其它设计 .18 4.3.1 手动程序的设计 .18 总结 .20 参考文献 .21 致谢 .22 山西职业技术学院毕业论文 2 摘摘 要要 电镀行车成产线自动化饿程度在德国、意大利、美国等国家的发展水平以及经较 高，而在我国尚处于发展阶段。本课题以行车现状为出发点，结合其他行业自动控制 技术的应用情况，提出了基于 PLC 的电镀行车自动生产线的设计，并通过应用机械、 可编程序控制器等多项专门技术开发的自动生产线系统。本文首先分析和制定了该生 产线的整体设计思想和方案，确保了该生产线系统具备真正的自动化生产能力且结构 简单。 该生产线的控制系统中，采用了高可靠性，高稳定发性，编程简单，易于使用， 而且广泛应用于现代工业为企业生产线过程控制中的控制器 PLC。详细分析了输出系统 设备保护控制电动机原理图、程序框图、PLC 系统外部接线图。分层次详细阐述了整个 高度自动化输送系统的目标及功能，是高度自动化输送系统的结构更加清晰，层次更 加分明，具有非常强的实用性。 关键词：自动电镀生产线、自动控制技术、可编程控制器、机械手 山西职业技术学院毕业论文 3 设计要求：设计要求： 初始化对于每一套系统程序都是必需的，每一次 PLC 上电或对 PLC 强制复位都要 初始化，主要是对在程序中使用到的 PLC 各种计数器、定时器、寄存器等进行复位和 设置，同时保留上次运行需要记忆的各种数据，完成运行前的各项准备工作。上下物 品都由机械手来完成，行车上的待镀物品分别要到镀前处理池、电镀池、镀后处理池 三个池子且在每个池子里都要停留一定的时间，在出现故障或要短时运行时可用手动 操作。 1 1 绪论绪论 山西职业技术学院毕业论文4 1.1 国内外 PLC 的最新发展趋势 长期以来，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制 设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安 全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC 还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业 PC 所带来 的冲击。PLC 需要解决的问题依然是进技术的采用、系统开发性和价格。 PLC 技术发展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大的数人认为，PLC 将会 继续失去市场份额，更有甚者认为，在工业 PC 面前，PLC 将会一步一步走先死亡，但 也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域将为 PLC 提供一定的市场份额。 在全球工业计算机控制领域，围绕开发与在开发过程控制系统、开发是国产控制 软件、看法性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有 PLC，但这种趋势也许 不会继续发展下去，随着软 PLC 控制组态软件技术的诞生于进一步完善和发展，安装 有软 PLC 组态软件和基于工业 PC 供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们不想 面对现实，在传统 PLC 的技术发展于提高发面做出更加开放的高姿态。对于控制软件 来讲，这是 PLC 控制器的核心，PLC 供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具 软件，而且对于工业用户表现的非常积极。此外，开发式通信网络技术也得到了突破， 其结果是将 PLC 融入更加开放的工业控制行业。 PLC 制造商已经开始注视给予工业 PC 控制技术所带来的强大冲击，有专家甚至认 为，新商务活动所带的新技和开发技术规范将会埋葬传统 PLC。PLC 制造商热吻，虽然 在工业现场安装有大量的 PLC 控制设备，但他们仍需要联合工控软件公司，以便开发 他们自己的基于 PC 的过程控制软件。 1.2 基于 PLC 的电镀行车的控制系统的概念 PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它具有可 靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，易学易用，深受工程技术 人员欢迎，系统的设计兼职工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗 低低等特点。 一件电镀产品的质量除了要有好的成熟的电镀工艺和品质好的镀液添加剂外，如 山西职业技术学院毕业论文5 何保证电镀产品严格按照电镀工艺流程运行和保证产品的电镀时间则是决定电镀产品 质量和品质的重要因素。在点点生产线上采用自动化控制不但可以使电镀产品的质量 和品质得到严格的保证，有效地减少废品率，而且还可以提高生产效率和减轻工人的 劳动强度，有着非常好的经济效益和社会效益，电镀生产线上对行车的自动控制则是 电镀生产线自动化控制的关键。因此用 PLC 来设计整个控制系统是不错的选择。 1.3 国内外电镀生产的发展情况 电镀生产线从手工操作，逐步向机械和自动化方向发展。我国在这方面的发展是比较 快的。在 60 年代，我国大多数的电镀生产，仍以手工操作为主。而现在的不少企业甚 至是乡镇企业，已有了比较好的电镀自动线。在借助国外先进技术的基础上，现在已 经开发了各种类型的微型电脑控制电镀自动线，上海近 500 家电镀厂、点，已经有 370 多条电镀自动线，并有 25 条从外国引进的自动线，可见我国的电镀生产，正在向自动 化方向发展。其中比较好的自动线的行车起步、制动、运行平稳，电机采用无极变速 或配备变频调速后，定位准确，用聚氨酯作行车运行轮，运行时惯性小，噪声低，制 动性好。车辆的运行，溶液的温度、PH 及添加剂的自动补充，已有用微电脑自动控制， 但我国的电镀生产设备与国外的先进国家相比，还有比较大的差距，相对而言，手工 操作还是比较多的，有些厂的机械设备还比较陈旧，自动化程度不高。美国，日本等 国的电镀自动线比我国先进，如日本大友电舍株式会社的电镀车间，各种镀液中的主 要成分都是由电脑自动检测和自动控制及补充，操作的各种参数温度、PH 值、电流等 都由电脑自动测定和自动调节，行车的运行完全无人操作。能到达车间无尘，底面无 水，所有槽口上面均无液滴。操作人员以及外来人员进入车间，不允许穿自己的鞋子， 必须换上干净的拖鞋，再经过净化设备，用高压净化的空气，吹掉身上的灰尘后才能 进入车间。生产时连续不断的用净化空气将车间内的空气压向室外，这样的电镀车间 和电镀自动线，在国际上也是比较先进的。我国的电镀生产也要向这样的先进方向发 展，但现阶段我们不能提出这样的要求，因为我国现阶段的基础条件和配套设备等许 多方面还不适应这样先进的要求。 山西职业技术学院毕业论文6 其实，有些国家的电镀生产线也没有这样的先进，如澳大利亚墨尔本一个比较大的电 镀厂的电镀生产线，行车是由人工操作的，控制行车的操作人员跟着行车走，设备比 我国有些企业还差。 1.4 国内电镀行业存在的问题 电镀自动线是大规模生产和增加品种的必然产物,它对改进我国电镀工业的落后的面貌 起着举足轻重的作用。 然而在现阶段我国的电镀生产线上，在电镀车间的生产中依然存在着很大的工艺问题。 传统的小型电镀车间生产线较长，设备分散，前后联锁，逻辑关系复杂。采用传统的 继电器控制，电气控制设备大量使用机电式有触点电器。触点转换频繁，触点竞争机 会和故障可能性大，可靠性低，维护量大。电镀生产现场环境比较恶.劣，是一个高温、 多尘埃、易着火的一级防火单位，触点因接触不良而产生的火花和高温度都是产生火 灾苗子的安全隐患。所以对新设备的引入的需求是改良电镀车间的生产状况的必要之 举。 现阶段我国的电镀生产线，主要应该考虑行车运行平稳，定位准确，设备耐用，生产 效率高，确保电镀质量高，质量好。现在有些企业在设计电镀自动线时，要求一条自 动线有多种功能，例如既能镀铁零件，还能镀锌压铸件；既能镀装饰铬镀层，又能仿 镀金和仿铜镀层。其实，有些槽子排在内线基本上不用，行车在这些不用的槽子上面 走来走去，既降低生产效率，又影响产品质量。有些电镀线中安排了许多清洗槽和辅 助槽；有些辅助槽过宽，使一条电镀线排得很长，同样会降低生产效率和产品质量。 总之，我国的电镀生产线要向国际上最先进的方向发展，但现阶段应在讲究实用、实 效的基础上求先进，循序渐进，逐步提高我国电镀生产的先进水平。 1.5 国内电镀的发展状态 近年来，随着大规模集成电路的发展，以微处理机为核心组成的可编程控制器(PLC)得 到了迅速的发展，在电动机的运行控制、电磁阀的开闭、产品的计数、温度压力等的 山西职业技术学院毕业论文7 设定和控制等方面，可编程控制器正发挥着越来越大的作用。由于可编程控制器运行 可靠、易学易用、抗干扰性强，尤其再在工业控制中的运用变得更加广泛。 PLC 是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的，它既不同于普通的计算机，又不同 于一般的计算机控制系统，作为一种特殊形式的计算机控制装置，它在系统结构，硬 件组成，软件结构以及 I/O 通道，用户界面诸多方面都有其特殊性。因此在工业生产 的成本战与效益战中，占领了绝对优势。 PLC 的推广应用，使得长期以来令人头痛的程控问题得到迎刃而解。它不仅稳定可靠， 不易产生误动作，而且可方便的实现一机多程序控制，在“显示、打印”、“大电流 冲击”、“温控”、“PH 值监测”等各个领域一显示了它的威力。 在速度控制方面，由于采用了变频器，一台变频器可同时控制数台电机，不仅可以无 极调节运行速度，使其达到最佳状态，且可方便的满足每个动作的开始及终点有一定 距离的缓速，呈缓变形式，达到工件运行平稳，准确定位。 其他如单钓行车取代传统的双钓行车，降低行车总重量，降低成本，使行车运行稳定； 行车轮用尼龙轮缘外套聚氨酯橡胶的结构，增加了行车轮的摩擦力，减少噪音，提高 行车的到位准确率等。这些新技术、新设备的应用大大提高了电镀行业的机械化、自 动化程度，为适应多品种、大批量生产，保证产品质量，挖掘企业潜力，满足日益增 长的国名经济发展的需要提供了可靠的保证。 1.6 课题的选题背景及意义 电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸，电镀能增强金 属的抗腐蚀性（镀层金属多采用耐腐蚀的金属） 、增加硬度、防止磨耗、提高到电性、 润滑性、耐热性和表面美观。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功 能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。 随着社会的发展，人们的审美观也有了一定的改变，各种各样的装饰用品也大量 出现在人们的生活和工作中，其中也有不少的金属制品，为了是这些金属装饰品既美 山西职业技术学院毕业论文8 观又耐用，电镀就很有必要了。 山西职业技术学院毕业论文9 2 2 系统总体方案论证系统总体方案论证 2.1 控制对象的设计要求 上下物品都由机械手来完成，行车上的待镀物品分别要到镀前处理池、电镀池、 镀后处理池三个池子且在每个池子里都要停留一定的时间，在出现故障或要短时运 行时可用手动操作。 2.2 设计思路 2.2.1 软件 根据设计要求设计需用顺序控制来设计本系统程序。 顺序控制:指按照预定的受控执行机构动作顺序及相应的转布条件，一步一步进行 的自动控制，为了使顺序控制系统工作可靠，通常采用步进式顺序控制电路结构，前 一步的得电并所谓步进式顺序控制，是指控制系统的任一程序步（以下简称步）的得 电必须以且本步的转步主令信号已发出为条件。对生产机械而言，受控设备任一步的 机械动作是否执行，取决于控制系统前一步是否已有输出信号及其受控机械动作是否 已完成。若前一步的动作未完成，则后一步的动作无法执行。这种控制系统的互锁严 密，即便转步指令信号元件失灵或出现误操作，亦不会导致动作顺序错乱。 2.2.2 硬件 三相电机正反转：通过改变接入电机电源相序来改变点击的转向来实现，通常只 要将其中任意两相对换就可以了，通常使用接触器来实现。 2.2.3 电气元件的明细表 表 2-1 名称符号作用数量 S7-200CPU226CN 控制器 1 三相异步电机 M 大的控制行车，小的控 制机械手 2 大 4 小 交流接触器 KM 控制电机正反转 12 行程开关 SQ 行程控制 18 按钮 SB 启动、停止和手动控制 7 导线、熔断器、热继 电器、空气开关 FU、FR连结各部件和保护电路若干 2.2.4 元件简介 三相异步电动机 山西职业技术学院毕业论文10 定义：三相异步电动机是靠同时接入 380V 三相交流电源供电的一类电动机，由于 三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向，不同的转速成旋转，存在转差 率，所以叫三相异步电动机。 工作原理：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产 生电磁功率，达到能量量转换的目的。三相异步电动机是感应电机，定子通入电流以 后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化， 只是有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。通 电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，即旋转磁场与 转子存在相对转速。并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变化。 特点：优点：与单相异步电动机相比，三相异步电动机结构简单，制造方便，运 行性能好，并可节省各种材料，价格便宜。缺点：功率因数滞后，轻在功率因数低， 调速性能稍差。 交流接触器 接触器是一种自动化的控制电器，接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路， 具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定 量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也 可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。 结构：接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。 1.电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁芯，是接触器的重要组成部分，依靠它 带动触点的闭合与断开。 2.触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点，主触点的作用 是接通和分断主回路，控制较大的电流。而辅助触点实在控制回路中，以满足各种控 制方式的要求。 3.灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少 电弧对触电的损伤，为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般 采用半封式 纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。 4.其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 工作原理：当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁的自重使主触点 山西职业技术学院毕业论文11 保持点开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压时，电磁力克服弹簧的反作用 力将衔铁吸向静铁芯，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。 行程开关：行程开关就是一种由物体的位移来决定电路通断的开关，行程开关又 称限位开关，可以安装在相对精致的物体上或者运动的物体上，当动物接近静物时， 开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、 合状态的改变去控制电路和机构的动作。 热继电器。 热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生变 形，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触起失电， 主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积 小，结构简单，成本低等优点在生产中得到了广泛应用。 热继电器的主要技术参数 额定电压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流 220V，380V,600V。 额定电流：热继电器的额定电流主要指通过热继电器的电流 额定功率:一般而言，其额定功率按照 4562HZ 设计。 整定电流范围：整定电流的范围有本省的特性来决定。它描述的是在一定的电流 条件下热继电器的动作时间和电流的平方成正比。 如何选用热继电器 热继电器主要用于保护电动机的过载，因此选用时必须了解电动机的情况，如工 作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。 原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在 电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响。 当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的 额定电流来选用。例如，热继电器的整定值可等于 0.951.05 倍的电动机的额定电流， 或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。 当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应 性，如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。 山西职业技术学院毕业论文12 对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装 置，而应使用埋人电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。 熔断器 熔断器使根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从 而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制 系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，是应用最普遍的保护器件之一。 熔断器是一种过电流保护电器，熔断器主要由熔体和熔管两个部分及外加填料等 组成，使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并 经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，是电路断开，起到保护的作用。 以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联与电路中，当过载或短路电流通过 熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备及家用电器起到保 护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长，过载电流大时，熔断时间 短，因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用， 熔断器主要由熔体、外壳和支座 3 部分组成，其中熔体是控制偶那个短期特性的关键 元件。 熔断器广泛应用于电网保护和用电设备保护，当电网或用电设备繁盛短路故 障或过载时，可自动切断电路，避免电气设备损坏，防止事故蔓延。 熔断器由绝缘底座、触头、熔体等组成，熔体使熔断器的主要工作部件，熔体相 当于串联在电路中的一段特殊的导线，当电路发生短路或过载时，电流过大，熔体因 过热而熔化，从而切断电路，熔体常做成丝状、栅状或片状，熔体材料具有相对熔点 低特性稳定，易于熔断的特点，一般采用锡合金、镀银铜片、锌、银等金属。 在熔体熔断切断电路的过程中会产生电弧，为了安全有效地熄灭电弧，一般均激 昂熔体安装在熔断器壳体内，采取措施，快速熄灭电弧。 熔断器具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点，在低压系统中广泛被应用。 熔体额定电流的选择：由于各种电气设备都具有一定的过载能力，允许在一定条 件下较长时间运行，而当负载超过允许值时，就要求保护熔体在一定时间内熔断，还 有一些设备起动电流很大，但启动时间很短，所以要求这些设备的保护特性要适应设 备运行的需要，要求熔断器在电机起动时不熔断，在短路电流作用下和超过允许过负 荷电流时能可靠熔断，起到保护作用。熔体额定电流选择偏大，负载在短路或长期过 山西职业技术学院毕业论文13 负荷时不能及时熔断，选择过小，可能在正常负载电流作用下就会熔断，影响正常运 行，为保证设备正常运行，必须根据负载性质合理选择熔体额定电流。 电动机： 1、单台直接启动电动机额定电流=（1.52.5）电动机额定电流。 2、多台直接启动电动机总保护熔体额定电流=（1.52.5）各台电动机电流之 和。 3、降压起动电动机熔体额定电流=（1.52）电动机额定电流 4、绕线式电动机熔体额定电流=（1.21.5）电动机额定电流 按钮开关： 按钮开关是旧标准术语，新标准（GB290018）中简称为按钮 按钮开关是用来切断和接通控制电路的低压开关电器，按钮开关的触头的额定电 流为 5A。所以，操作按钮开关所控制的电路属于小电流电路。 按钮有单极双位开关或双极双位开关，它按动能与用途又分为起动按钮、复位按 钮、检查按钮、控制按钮、限位按钮等多种。 山西职业技术学院毕业论文14 3 3 系统的硬件设计系统的硬件设计 3.1PLC 机型选择 3.1.1 确定 I/O 通常 I/O 点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上 10%15%的裕 量来确定。 I：20+20*15%=23 O：14+14*15%=16 3.1.2PLC 容量选择 存储容量的选择：用户程序所需的存储容量大小不仅与 PLC 系统的功能有关，而 且还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在 完成统一复杂功能时，其程序量可能相差 25%之多，所以对于初学者应该在存储容量 估算时多留裕量。 PLC 的 I/O 点数的多少，在很大程度上反映了 PLC 系统的功能要求，因此可在 I/O 点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加 20%30%的裕量。 存储容量=10 开关量 I/O 点数+100 模拟量 I/O 通道数 另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。 3.1.3 确定 PLC 综合 3.1.1 和 3.1.2 我选用西门子 S7-200CPU226CN,详细参见附录 D。 3.2 主电路控制电动机的设计 本系统的主要动作都要由电动机来完成，电机采用正反转来控制各个不见运动， 主接线图见附录 F。 3.3 辅助电路的设计 3.3.1PLC 负载电路设计 一个系统不光有好的程序，同时还要有正确的外部电路接线，同时在个部要对各 个元件加以保护，输入输出接线图见附录 G。 3.3.2 其它电路 为了节约 I/O 点数有的功能是可以在 PLC 外部完成的，本系统的急停就是。 山西职业技术学院毕业论文15 4 4 系统的软件设计系统的软件设计 4.1 自动程序的设计 系统在按下启动按钮自动运行，机械的运行用行程开关来控制即 I0.1I2.2 接行程 开关，分布见附录 E，自动程序梯形图见附录 A，自动程序的指令表见附录 B。考虑到 I/O 点数，系统的运行指示和急停都用外部电路来实现，按下起动按钮 SB1 系统开始 运行同时使与外部电路相接的指示灯点亮，而停止按 SB2 钮则所有中间继电器都被复 位，以达到急停和断电的功能。 4.1.1 控制部分 因采用的是顺序控制，每实现一步都要使上一步复位，在有要延时的地方，我采 用的是先控制一个中间继电器，再用这个中间继电器的常开触点控制时间继电器，这 样就避免了时间继电器不能正常工作的因素。如图 4.1.1-1，在网络 16 中本就应在 I0.7 和 M1.3 串联的后面接上时间继电器，但同时要对上一步 M1.3 复位，这样时间继电器 就不能起到延时作用，但用 M1.4 的常开触点来控制时间继电器就不会，因为在 I0.7 的 常开触点与 M1.3 的常开触点同时得电时 M1.4 就被置位并具有保值功能，即使 M1.3 被复位，M1.4 的常开触点仍然闭合时间继电器也就能正常工作。 山西职业技术学院毕业论文16 4.1.2 输出部分 机械手 1 加紧松开： 机械手的加紧松开时由控制 Q0.0 的得电和失电来实现的。而 Q0.0 的得电与失电 是控制 M0.1 置位和复位来完成的，即用 M0.1 的常开触点与 Q0.0 串联。 机械手 2 加紧松开： 机械手 2 加紧松开是由中间继电器 M3.0 的得电和失电来完成的。 无论是机械手还是行车的上下都是分别有一个点击正反转来完成的，左右也一样， 山西职业技术学院毕业论文17 为保证电机的正常和安全运行不光要在外部用硬件互锁，在编程时还要用相应的程序 互锁如图 4.1.2-1，在图 4.1.2-1 中 Q0.2 的常闭触点与 Q0.1 的常闭触点就实现了软件 互锁功能。 4.2 故障程序设计 在本设计中不论是机械手还是行车的上下和左右都是由控制点击的正反转来实现 的，所以每个电机同时只能出现一种工作状态，要么是正转要么是反转。如果控制电 机正反转的继电器同时得电则就会造成电源相间短路，在系统出现这种情况时就应该 采取相对的措施。程序见附录 A 网络 58。 4.3 其它设计 4.3.1 手动程序的设计 在自动化普及的今天，手动一般只是在自动化系统出现故障时用来临时操作。考虑 到排除故障，用于自动运行 PLC 就要停止，所以本设计的手动程序就用外部控制电路 来完成。控制电路见图 4.3.1-1。 山西职业技术学院毕业论文18 FU SB1 SB3 SB4 KM6KM8 KM5 KM6 KM7KM8KM6 KM7 KM5KM6KM7KM8 SB3 SB4 SB5 SB6 SB5 SB6 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 操作按下 SB3，KM5 线圈得电主触头闭合，常开触点闭合自锁，行车上行：按下 SB4，SB4 常闭触点断开，KM5 断电常开触点断开常闭触点闭合，KM6 线圈得电主触头闭 合，常开触点闭合自锁，行车下行：SB3 和 SB4，KM5 和 KM6 常闭触点交叉联结以达到 按钮互锁和触点互锁保护设备。 按下 SB5，KM7 线圈得电主触头闭合，常开触点闭合自锁，行车上行：按下 SB6,SB6 常闭触点断开，KM7 断电常开触点断开常闭触点闭合，KM8 线圈得电主触头闭合，常开 触点闭合自锁，行车下行：SB5 和 SB6，KM7 和 KM8 常闭触点交叉联结同样也是达到按 钮互锁保护设备，在任何时候按下 SB7 都能使其停止工作。 山西职业技术