導(dǎo)語：如何才能寫好一篇plc技術(shù)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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plc技術(shù)最主要的作用是將計(jì)算機(jī)引入生產(chǎn)中，用它替代傳統(tǒng)的繼電器，從而有效地提高對(duì)工程的控制效率。它是一種高科技和高性能的控制技術(shù)。此外，該技術(shù)具有極高的穩(wěn)定性，也就是說，當(dāng)運(yùn)行環(huán)境十分惡劣時(shí)，它也不會(huì)受到影響。同時(shí)，它還具有操作簡(jiǎn)單、易于掌握的優(yōu)點(diǎn)，從而擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。在PLC控制系統(tǒng)中，通常采用易于操作的操作程序，操作人員只需稍加培訓(xùn)就能掌握。由于PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)體積小，不僅為運(yùn)輸提供了便利，還簡(jiǎn)化了維修和護(hù)養(yǎng)步驟，這也是它被大范圍推廣的主要原因之一。將該技術(shù)應(yīng)用到煤礦開采中，有效地減小了控制系統(tǒng)的體積和減少了控制系統(tǒng)數(shù)量，還提高了采煤設(shè)備的控制效率，促使煤礦開采進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

2PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理

輸入采樣是PLC控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)，決定了控制效率。在輸入采樣時(shí)，用到的設(shè)備是掃描儀。該設(shè)備全方位地掃描作業(yè)面，然后將掃描信息儲(chǔ)存起來，之后進(jìn)行分析、處理。這份數(shù)據(jù)是單獨(dú)存在的，不會(huì)受到后期掃描數(shù)據(jù)的干擾，所以，應(yīng)妥善保存，以免其丟失。當(dāng)輸入采樣完成之后，PLC控制系統(tǒng)將會(huì)利用梯形模式圖分析掃描到的信息，以確定掃描用戶程序，最后將處理結(jié)果顯示在計(jì)算機(jī)界面上。此階段需要注意的是，計(jì)算要有先后順序，不能隨意安排順序。另外，還應(yīng)保證輸送到控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，以避免數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確對(duì)控制命令產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí)，前面2個(gè)階段的運(yùn)行工作完成之后，就要轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)刷新階段。控制系統(tǒng)會(huì)總結(jié)前2個(gè)階段掃描到的信息，并以結(jié)論的形式輸出。

3PLC技術(shù)的應(yīng)用

在安裝主站時(shí)，要事先制訂好設(shè)計(jì)方案，要保證煤礦機(jī)電設(shè)備安裝路線新穎，不能沿襲之前的老套路。只有這樣，才能充分發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用。當(dāng)線路安裝好之后，直接將主站控制屏與機(jī)電設(shè)備相連接，以便于對(duì)其全面控制。合理布置信息數(shù)據(jù)收集設(shè)備，保證設(shè)備運(yùn)行信息能及時(shí)被收集起來，這對(duì)于及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況具有重要的意義。在帶式輸送機(jī)運(yùn)行中，如果信息收集設(shè)備布局合理，就可以及時(shí)收集、分析和處理其運(yùn)行情況，為之后的維修工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。此外，還要合理設(shè)置PLC控制系統(tǒng)的報(bào)警信號(hào)。在煤礦開采過程中，經(jīng)常遇到設(shè)備出現(xiàn)故障的情況，這時(shí)，就需要報(bào)警信號(hào)來提示，保證維修人員在第一時(shí)間內(nèi)趕到，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的警報(bào)信號(hào)通常是由電鈴或者蜂鳴報(bào)警器發(fā)出的，由于采煤現(xiàn)場(chǎng)的噪聲大，信號(hào)不易被工作人員所察覺，所以，很容易延誤了設(shè)備的維修。PLC控制系統(tǒng)采用新型的報(bào)警信號(hào)，并將其安裝在集控啟停設(shè)備中，由專業(yè)人員專門管理，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)時(shí)，由他們處理，進(jìn)而保證了避險(xiǎn)的及時(shí)性，有效地減少了人員傷亡。PLC控制系統(tǒng)通常采用梯形圖形完成程序的控制。該控制形式應(yīng)用了簡(jiǎn)單的操作程序，所以，其使用簡(jiǎn)單，便于掌握，并且能隨時(shí)切換，也就是說，它具有靈活性較高、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。此外，它還具監(jiān)控功能。在煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中，能夠全面監(jiān)控，并全面掌控運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，比如發(fā)熱情況、運(yùn)行速度等。如果運(yùn)行設(shè)備出現(xiàn)故障，那么，監(jiān)控設(shè)施便會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)信息，盡快通知操作人員，有效地降低了設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。另外，監(jiān)控系統(tǒng)還具有自動(dòng)記錄的功能，可以全面記錄機(jī)電運(yùn)行中的情況，以便順利完成日后的維修工作。在使用PLC控制系統(tǒng)之前，應(yīng)了解與該系統(tǒng)有關(guān)的幾組關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，主要包括以下2點(diǎn)：①在實(shí)際運(yùn)行過程中，將刷新頻率設(shè)置為0.5s，以確保對(duì)該系統(tǒng)的有效控制。在絞車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)以0.5s為刷新時(shí)間，自動(dòng)獲取開關(guān)的觸碰頻率，并予以保存，之后再轉(zhuǎn)換，以便準(zhǔn)確計(jì)算絞車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。當(dāng)絞車運(yùn)轉(zhuǎn)速度計(jì)算好之后，就要確定它的運(yùn)轉(zhuǎn)方向。絞車運(yùn)轉(zhuǎn)之后，同時(shí)使用2個(gè)計(jì)數(shù)器記錄觸碰次數(shù)，以便確定有效碰撞。通常情況下，在5s之內(nèi)，2個(gè)計(jì)數(shù)器相互控制，以記錄按鈕2次變化的時(shí)間。由于絞車在接觸之后會(huì)產(chǎn)生吸引力，使自身穩(wěn)定上升，所以，要在5s內(nèi)確定按鈕啟動(dòng)次數(shù)，以此完成對(duì)絞車上升和下降的控制。②對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求。PLC控制系統(tǒng)也有合適的運(yùn)行環(huán)境，當(dāng)環(huán)境溫度在0～55℃時(shí)，能保證其高效運(yùn)行；當(dāng)溫度高于55℃或者低于0℃時(shí)，系統(tǒng)就很容易出現(xiàn)故障，從而影響對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的有效控制。比如，在低于0℃的環(huán)境下，PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度將會(huì)降低或者出現(xiàn)崩潰的情況。所以，在控制煤礦機(jī)電時(shí)，應(yīng)對(duì)適當(dāng)控制采區(qū)的溫度，盡量接近系統(tǒng)高效運(yùn)行的溫度。也就是說，運(yùn)行溫度在0～55℃之間，才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。

4結(jié)束語

篇2

一、PLC具有以下顯著特點(diǎn)

1.極高的可靠性

由于工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件遠(yuǎn)比通用計(jì)算機(jī)所處的環(huán)境差,因此要求PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能力,并且應(yīng)能在比較惡劣的運(yùn)行環(huán)境中(如高溫、過電壓、強(qiáng)電磁干擾和高濕度等)長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行。

2.使用方便

(1)操作方便:對(duì)PLC的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作。大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行程序輸入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號(hào)繼電器編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?然后進(jìn)行更改。

(2)編程方便:PLC有梯形圖、布爾助記符、功能表圖多種程序控制設(shè)計(jì)語言可供使用。

(3)維修方便:當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),通過硬件和軟件的自診斷,維修人員可根據(jù)有關(guān)故障信號(hào)燈的指示和故障代碼的顯示,或通過編程器和CRT屏幕的顯示,很快地找到故障所在的部位,為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時(shí)間。

3.靈活性高

PLC的靈活性表現(xiàn)在下列三方面。

(1)編程的靈活性:PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖等,只要掌握其中一種語言就可進(jìn)行編程。

(2)擴(kuò)展的靈活性:PLC根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模的不斷擴(kuò)展,它不僅可以通過增加輸入、輸出卡件增加點(diǎn)數(shù),通過擴(kuò)展單元來擴(kuò)大容量和功能,也可通過多臺(tái)PLC的通信來擴(kuò)大容量和功能。

(3)操作的靈活性:操作的靈活性指設(shè)計(jì)的工作量大大減少,編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少,操作十分靈活方便,監(jiān)視和控制變得容易。

4.機(jī)電一體化

PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備,它的體積大大減小,功能不斷完善,抗干擾性能增強(qiáng),機(jī)械和電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi),把儀表電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合在一起。

二、PLC應(yīng)用中需要注意的問題

PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而,盡管有如上所述的可靠性較高,抗干擾能力較強(qiáng),但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣,電磁干擾特別強(qiáng)烈,或安裝使用不當(dāng),就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤,從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出,這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作,從而不能保證PLC的正常運(yùn)行。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性,一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力;另一方面,要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下問題:

1.工作環(huán)境

(1)溫度

PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC,安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。

(2)濕度

為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無凝露)。

(3)震動(dòng)

應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源,防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí),必須采取減震措施,如采用減震膠等。

(4)空氣

避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。

(5)電源

PLC對(duì)于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中,可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器,以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端,當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí),應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。

2.控制系統(tǒng)中干擾及其來源

(1)干擾源及一般分類

影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源,大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位,其原因是電流改變產(chǎn)生磁場(chǎng),對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;磁場(chǎng)改變產(chǎn)生電流,電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差,共模電壓通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測(cè)控信號(hào),造成元器件損壞,這種共模干擾可為直流,亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓,主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種干擾疊加在信號(hào)上,直接影響測(cè)量與控制精度。

(2)PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源及途徑

強(qiáng)電干擾

PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。

柜內(nèi)干擾

控制柜內(nèi)的高壓電器,大的電感性負(fù)載,混亂的布線都容易對(duì)PLC造成一定程度的干擾。

來自信號(hào)線引入的干擾

與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線,除了傳輸有效的各類信息之外,總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾,這往往被忽視;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾,即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾,這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低,嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。

來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾

接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地,既能抑制電磁干擾的影響,又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地,反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào),使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。

來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

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關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC技術(shù)；自動(dòng)化；無人值守

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)?；诖耍琍LC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過近1000萬臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無需人工手動(dòng)干預(yù)；

（3） 自動(dòng)檢測(cè)零部件切削過程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。

（ 2）下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。

（3） 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設(shè)備

底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過來的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端

遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語

隨著電氣設(shè)備的越來越復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于電氣控制的要求也越來越高，基于PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制同時(shí)具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機(jī)技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細(xì)探討了PLC自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，給出了具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。

篇4

    本文根據(jù)中小型油庫(kù)發(fā)油系統(tǒng)控制管理發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)中小型油庫(kù)發(fā)油系統(tǒng) 中所存在的問題,設(shè)計(jì)了中小型油庫(kù)自動(dòng)化發(fā)油系統(tǒng),編寫了上位機(jī)監(jiān)控軟 件和下位機(jī) PLC 控制程序及管理軟件。 在中小型油庫(kù)發(fā)油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中我主要完成了下面的工作:

    (1)根據(jù)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求:對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。構(gòu)建了以通用 PC 機(jī) 為上位機(jī),可編程序控制器(S7-200PLC)為下位機(jī)的控制系統(tǒng)。

    (2)控制軟件編程:控制軟件采用自適應(yīng)設(shè)計(jì),使系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮到最佳 狀態(tài)。采用提前量自整定的控制算法并編寫了 PLC 程序,實(shí)現(xiàn)了提高了發(fā)油精 度的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

    (3)組態(tài)軟件設(shè)計(jì):利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)控制。 

    由于時(shí)間有限,本課題難免存在一些不足,需在以后的研究中進(jìn)一步完善。 后續(xù)工作應(yīng)集中在以下幾方面:

    (1)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)中小型油庫(kù)而設(shè)計(jì)的,總的發(fā)油鶴位小于十個(gè), 如果油庫(kù)的規(guī)模再大些,可以采用 S7-300PLC 作控制主站,S7-200PLC 通過 PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線掛接在 S7-300 上作為控制從站,形成 PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線 結(jié)構(gòu),系統(tǒng)的適應(yīng)能力會(huì)更強(qiáng)大。

    (2)為了加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,如果條件允許,還可以增加雙設(shè)備冗余或雙 機(jī)熱備功能。

    (3)在原有控制程序的算法上加入人工智能方法(專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)),實(shí)現(xiàn)智能控制,從而提高控制系統(tǒng)的性能。

    6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

    本文是針對(duì)中小型油庫(kù)設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)的對(duì)象是自動(dòng)發(fā)油系統(tǒng);設(shè)計(jì)的目的是在日益激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)面前,提高油庫(kù)效率,加快周轉(zhuǎn),加強(qiáng)安全管理,減少人為差錯(cuò),增強(qiáng)竟?fàn)幜吞嵘髽I(yè)形象。信息化、自動(dòng)化、規(guī)范化是油庫(kù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

    以PLC為控制器投資比較大。一臺(tái)西門子S7-200的PLC加上擴(kuò)展模塊售價(jià)為5000元;油泵每臺(tái)2500元以內(nèi);電動(dòng)機(jī)每臺(tái)2000元,總投資為23000元。它比DCS系統(tǒng)和以太網(wǎng)系統(tǒng)要貴一些,但是,它以良好的人機(jī)界面、發(fā)油的穩(wěn)定性和兼容性為以后的維修和長(zhǎng)時(shí)間的使用打下了基礎(chǔ),后期的維修費(fèi)用大大降低了。

    致謝

    本論文是老師的悉心指導(dǎo)下完成的,在課題進(jìn)展的全過程中,宋老師精心指導(dǎo),嚴(yán)格要求,可以說自己每一步的前進(jìn)都是與老師的指導(dǎo)分不開的。 宋老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),具有豐富的實(shí)際科研項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。宋老師待人熱情,從不以長(zhǎng)者自居,他是學(xué)生的良師益友?？偠灾?無論是在做學(xué)問還是在做人方面,宋老師為我樹立了榜樣,指明了方向。

    本論文之所以能順利完成,還要感謝同學(xué)們的熱心幫助,我還要向自己的父母、親戚和朋友表示感激,感謝他們的全力支持和鼓勵(lì)。最后,我再一次向曾經(jīng)支持和幫助過我的老師、同學(xué)表示衷心 的感謝!

    參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞：閘門；PLC；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TV663文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

在水工建筑物的固定式和移動(dòng)式機(jī)械中占有重要地位的閘門啟閉機(jī)械，早期以繩毅式、鏈條式、多節(jié)拉桿式為主，但由于其操作的不是自由懸掛的重物，而是沿導(dǎo)向門槽作上下移動(dòng)或者是繞著支絞作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的閘門?？煽啃?，安全系數(shù)低，很難精確的控制。

隨著經(jīng)濟(jì)和液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，傳動(dòng)穩(wěn)定的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)逐步取代了那些比較落后的繩毅式、鏈條式、多節(jié)拉桿式的啟閉機(jī)。作為一種比較完善而又經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)的傳動(dòng)裝置，其動(dòng)力機(jī)構(gòu)為油缸，由于油缸能夠產(chǎn)生很大的下壓力，所以，當(dāng)采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作閘門下降時(shí)，閘門就無需加重，因此也就可以減少驅(qū)動(dòng)裝置的額定啟升容量。

一種典型的水閘自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，其現(xiàn)地控制單元LCU(Local Control Unit)有的采用8位或16位單片機(jī)，致命的缺點(diǎn)是不便于擴(kuò)充；而可編程控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱PLC因其具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能在閘門監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。PLC更符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡(jiǎn)便、低價(jià)格長(zhǎng)壽命。

由于傳統(tǒng)的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)控制系統(tǒng)存在控制線路復(fù)雜，維護(hù)工作繁重，可靠性低，不能對(duì)整個(gè)水電站進(jìn)行自動(dòng)控制，遠(yuǎn)程通訊能力欠缺等缺點(diǎn)和局限性，所以越來越不能滿足水電站的生產(chǎn)發(fā)展。

1分布式監(jiān)控系統(tǒng)的介紹

在我國(guó)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域中自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要分為分布式監(jiān)控系統(tǒng)和集中式監(jiān)控系統(tǒng)。分布式監(jiān)控系統(tǒng)以控制對(duì)象分散為主要特征。以控制對(duì)象為單元設(shè)置多套相應(yīng)的裝置，構(gòu)成現(xiàn)地控制單元，完成控制對(duì)象的數(shù)據(jù)采集和處理、電機(jī)機(jī)組等主要設(shè)備的控制和調(diào)節(jié)以及裝置的數(shù)據(jù)通信等。每孔閘門或一定數(shù)量的閘門配置一個(gè)現(xiàn)地控制單元(Local ControlUnit，簡(jiǎn)稱LCU)，每個(gè)LCU可構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的控制回路。其中某一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制單元發(fā)生故障不會(huì)影響其他現(xiàn)場(chǎng)控制單元的正常工作。

2分布式系統(tǒng)在閘門監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用

控制系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，一個(gè)較標(biāo)準(zhǔn)的PLC閘群控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖，其可分為三層式結(jié)構(gòu)：現(xiàn)地控制層、集中控制層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層。

現(xiàn)地控制層的每孔閘門配置一個(gè)現(xiàn)地PLC，收集閘位、水位和各種現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)量、模擬量信息并上傳至集控層PLC，同時(shí)接受集控PLC的命令并通過接口執(zhí)行。集控層PLC主要目的是作為上位機(jī)和現(xiàn)地PLC交互信息的硬件中轉(zhuǎn)站，有著速度快、功能強(qiáng)大和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。集控層上位機(jī)的人機(jī)交互系統(tǒng)一般由相應(yīng)的組態(tài)軟件構(gòu)成，在監(jiān)控閘群系統(tǒng)的同時(shí)，肩負(fù)著與遠(yuǎn)程監(jiān)控層交互信息的功能，因此遠(yuǎn)地監(jiān)控層也可通過公眾網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閘群控制的狀況。

具體來說，該控制方案有著以下顯著優(yōu)點(diǎn)：

(1)現(xiàn)地PLC功能強(qiáng)大：由于是工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，現(xiàn)地層PLC均為模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)非常方便；且功能強(qiáng)大、穩(wěn)定性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)；設(shè)備接口種類的選擇面也很廣。

(2)集控層功能增強(qiáng)：集控層在上位機(jī)和現(xiàn)地PLC之間加設(shè)了高性能的主控PLC，作為硬件的信息中轉(zhuǎn)站，使得集控層工作更穩(wěn)定；同時(shí)，由于分擔(dān)了上位機(jī)的大部分工作，因此上位機(jī)可增加上傳通訊的功能，使得建立更高級(jí)的遠(yuǎn)地監(jiān)控層成為現(xiàn)實(shí)。

(3)增加了遠(yuǎn)地監(jiān)控層：在閘群控制的發(fā)展方向上，江河流域控制以及跨流域控制是其中重要的一項(xiàng)內(nèi)容。因此，遠(yuǎn)地監(jiān)控層的建立成為必然趨勢(shì)，而PLC系統(tǒng)的強(qiáng)大功能為其建立打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3閘門監(jiān)控系統(tǒng)的主從站PLC選擇

3.1閘門監(jiān)控系統(tǒng)從站PLC的選擇

閘控系統(tǒng)從站PLC主要用于接受主站命令和上傳現(xiàn)場(chǎng)信息，因此較強(qiáng)的實(shí)時(shí)通訊能力是必備的。由于現(xiàn)場(chǎng)的閘位信息、荷重信息和水位信息需要在本地計(jì)算和顯示，所以從站PLC不能只具備輸入/輸出功能，還必須具有一定的計(jì)算能力，即現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備必須具備CPU單元。另外，由于閘控現(xiàn)場(chǎng)需要一些必要的開關(guān)量輸入/輸出的信號(hào)交互，因此如果從站PLC能集成一定數(shù)量的Dl/DO點(diǎn)。

3.2閘控系統(tǒng)的主站PLC選擇

閘控系統(tǒng)的主站在整個(gè)控制系統(tǒng)中起到了承上啟下的關(guān)鍵中樞作用。對(duì)于下級(jí)的現(xiàn)地層設(shè)備來說，它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)收集全部閘門現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息，并下達(dá)相應(yīng)的操作命令；對(duì)于上級(jí)的上位機(jī)操作系統(tǒng)來說，它負(fù)責(zé)處理各種現(xiàn)場(chǎng)上傳的狀態(tài)信息并將相應(yīng)的信息上傳給上位機(jī)用于顯示和判斷，同時(shí)也接受上位機(jī)下達(dá)的命令。因此，在主站PLC選擇上，選擇S7-400 系列PLC。

4閘門控系統(tǒng)的通訊方式

閘控系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)控制層面，采用了PorfiBus一DP工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線作為集控層與現(xiàn)地層之間的通訊方式。從站PLC通過ProfiBus一DP總線與集中控制層的主站PLC采用主――從方式連網(wǎng)通訊，現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的狀態(tài)信息均通過從站上傳到主站中，同時(shí)主站也通過分布在相應(yīng)閘門旁的從站向現(xiàn)場(chǎng)控制和保護(hù)設(shè)備發(fā)送命令。在集中控制層面，采用的工業(yè)以太網(wǎng)的通訊方式。主站PLC通過以太網(wǎng)口直接與上位機(jī)連接，采用以太網(wǎng)通訊的方式與上位機(jī)交互信息。上位機(jī)采用WinCC軟件對(duì)現(xiàn)地控制層和集中控制層進(jìn)行組態(tài)和建立人機(jī)交互界面。

ProfiBus-DP經(jīng)過優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接，專為自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備己分散的I/0之間通信設(shè)計(jì)，使用ProfiBus-DP模塊可取代價(jià)格昂貴的24V或0～20mA并行信號(hào)線。ProfiBus-DP用于分布式控制系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)傳.輸。

PROFIBUS-DP的基本功能有：DP主站和DP從站間的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳送；各DP從站的動(dòng)態(tài)激活和解除激活；檢查DP從站的組態(tài)；強(qiáng)大的診斷功能，三級(jí)診斷信息(本站診斷、模塊診斷、通道診斷)；輸入或輸出的同步；通過總線給DP從站分配地址：保證每個(gè)DP從站最大為246字節(jié)的輸入和輸出數(shù)據(jù)：通過總線給DP主站進(jìn)行配置。

與傳統(tǒng)的控制方法相比，Profibus 閘門監(jiān)控系統(tǒng)有以下突出優(yōu)點(diǎn)：①用一條電纜實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)控制了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)連以及現(xiàn)場(chǎng)控制了系統(tǒng)和集中控制級(jí)系統(tǒng)及中央控制級(jí)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)連，使用數(shù)字化通信代替了4～20 mA或24V DC信號(hào)，增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)信息集成量；②系統(tǒng)的開放性、可操作性、轉(zhuǎn)換性大大增強(qiáng)，不同廠家的產(chǎn)品和專長(zhǎng)技術(shù)只要使用同一總線標(biāo)準(zhǔn)，即可進(jìn)行系統(tǒng)集成；③系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性好，采用Profibus連接方式替代一對(duì)一的I/ O連接，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素，同時(shí)系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能，可完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維修性；④降低了系統(tǒng)及工程造價(jià)

對(duì)于大范圍、大規(guī)模I/ O的分布式系統(tǒng)，Profibus節(jié)省了大量的線纜，I/O模塊及電纜敷設(shè)工程費(fèi)用，從而減少了工程成本.綜上所述，Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)于閘門監(jiān)控系統(tǒng)提供了可行的解決方案，代表著控制技術(shù)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。

5總結(jié)

本論文主要淺要討論基于PLC的閘門控制系統(tǒng)，水電站閘門的傳統(tǒng)繼電器控制和卷揚(yáng)啟閉機(jī)正反轉(zhuǎn)控制閘門升降的模式，采用PLC和液壓控制的模式對(duì)閘門進(jìn)行控制。

參考文獻(xiàn)：

篇6

論文關(guān)鍵詞：模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng),可編程序控制器,設(shè)計(jì)

1引言

近年來，各國(guó)為達(dá)到提高系統(tǒng)的定位精度以適應(yīng)工業(yè)需要，嘗試了各種控制方式和控制策略，并對(duì)氣動(dòng)伺服系統(tǒng)做了大量工作。當(dāng)臨時(shí)需要對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行新的分配任務(wù)或產(chǎn)品變化時(shí)，可以很方便的改動(dòng)或重新設(shè)計(jì)其新部件，當(dāng)位置改變時(shí)，只要重新編程，就能很快地投產(chǎn)，從而降低了安裝和轉(zhuǎn)換工作的費(fèi)用。模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)（MPS，ModularProductiontrainingSystem）是一種模擬自動(dòng)化生產(chǎn)加工單元，它由德國(guó)FESTO公司結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的特點(diǎn)開發(fā)研制而成。它可以大量代替單調(diào)往復(fù)或高精度的工作，用以滿足前沿產(chǎn)品和自動(dòng)化設(shè)備更新的需要。本文所研究的內(nèi)容，國(guó)際上以德國(guó)、日本、韓國(guó)等最具代表性，技術(shù)上已經(jīng)趨于成熟，但其產(chǎn)品價(jià)格昂貴，且在技術(shù)上對(duì)用戶封鎖，致使用戶無法結(jié)合自己的需要進(jìn)行二次開發(fā)。

目前，國(guó)內(nèi)已有幾家教學(xué)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)開始仿造國(guó)外的MPS部分產(chǎn)品，主要有上海英集斯自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的“MPS/FMS模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)”；浙江亞龍教儀有限公司生產(chǎn)的“亞龍YL－MPS模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)”。本文將采用上海英集斯自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的MPS教學(xué)設(shè)備，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室（國(guó)家示范性中央財(cái)政支持重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室）的實(shí)際需求，給出了基于PLC的MPS上料檢測(cè)單元PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整解決方案。

2上料檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)、功能與氣動(dòng)控制回路

上料檢測(cè)單元可作為MPS系統(tǒng)中的起始單元，向系統(tǒng)中的其它單元提供原料。

2.1上料檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)、功能

上料檢測(cè)單元主要由I/O接線端口、料盤模塊、氣源處理組件、工件檢測(cè)組件、提升模塊等部件組成。它的具體功能是：將放置在料盤中的待加工工件按照需要自動(dòng)地取出，并檢測(cè)出工件的黑白顏色，最后將其提升到輸出工位，等待下一個(gè)工作單元來取。

2.2上料檢測(cè)單元的氣動(dòng)控制回路

上料檢測(cè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動(dòng)控制系統(tǒng)，其方向控制閥的控制方式為手動(dòng)控制或電磁控制。在上料檢測(cè)單元的氣動(dòng)控制原理圖中，1A為雙作用提升氣缸；1Y1為雙作用氣缸電磁閥的控制信號(hào)；1B1和1B2為磁感應(yīng)式接近開關(guān)。氣動(dòng)控制回路如圖1所示。

圖1上料檢測(cè)單元?dú)鈩?dòng)控制回路

3基于PLC的MPS上料檢測(cè)單元控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

基于PLC的MPS上料檢測(cè)單元控制系統(tǒng)的控制任務(wù)設(shè)計(jì)：接通設(shè)備電源與氣源、運(yùn)行PLC后，首先執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作，即提升氣缸驅(qū)動(dòng)的工件平臺(tái)下降到位。料盤旋轉(zhuǎn)輸出工件，當(dāng)料盤檢測(cè)到工件平臺(tái)中有工件后停止旋轉(zhuǎn)，提升氣缸動(dòng)作，將工件平臺(tái)提升至輸出工位，檢測(cè)工件的顏色并保存下來。按下“特殊”按鈕，表示工件被取走。隨后工件平臺(tái)下降到位，料盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)輸出工件，重復(fù)以上流程。

下面介紹該方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1分配上料檢測(cè)單元PLC輸入輸出地址

PLC的輸入輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1上料檢測(cè)單元PLC輸入輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

3.2編寫程序并調(diào)試

上料檢測(cè)單元的手動(dòng)控制程序框圖如圖2所示。

圖2上料檢測(cè)單元的手動(dòng)控制程序框圖

上料檢測(cè)單元的PLC梯形圖程序如圖3所示。

圖3上料檢測(cè)單元的PLC梯形圖程序

經(jīng)調(diào)試，該程序能順利完成本單元的控制任務(wù)。

4結(jié)束語

本文對(duì)上料檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)與功能、氣動(dòng)控制回路分別進(jìn)行了詳細(xì)分析，然后對(duì)上料檢測(cè)單元的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行二次設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，首先編寫了PLC輸入、輸出分配表，進(jìn)而編寫出其程序流程圖及梯形圖，最后上機(jī)調(diào)試，驗(yàn)證了基于PLC的MPS上料檢測(cè)單元控制系統(tǒng)的二次設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的可行性。并總結(jié)出兩點(diǎn)結(jié)論：（1）在設(shè)計(jì)各單元的控制任務(wù)時(shí)，要根據(jù)各單元的基本功能，編寫符合實(shí)際的控制任務(wù)，最大限度的合理開發(fā)其使用功能，但一定要符合其機(jī)械設(shè)計(jì)，否則會(huì)讓設(shè)備之間發(fā)生沖突，造成元器件的損壞；（2）在設(shè)計(jì)梯形圖程序時(shí)，移位指令和數(shù)據(jù)傳送指令的合理配合使用，以及RS觸發(fā)器指令的巧妙使用，會(huì)大大縮短梯形圖程序設(shè)計(jì)時(shí)間，又會(huì)達(dá)到良好的控制效果。從而快速對(duì)上料檢測(cè)單元的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行二次設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

1 工業(yè)機(jī)械手編寫組編. 工業(yè)機(jī)械手-機(jī)械結(jié)構(gòu). 上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1978:5-7.

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篇7

二十世紀(jì)九十年代以來，計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展引發(fā)了各個(gè)領(lǐng)域的革命性變革。航運(yùn)界也受其影響，使得現(xiàn)代航運(yùn)對(duì)船舶自動(dòng)化程度和信息集成程度的要求也越來越高。為了適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)艙的要求，PLC控制逐漸取代繼電接觸器控制成為船舶機(jī)艙控制的主要環(huán)節(jié)，使控制系統(tǒng)更加安全、迅速、可靠。 船舶在正常航行過程中，機(jī)艙出現(xiàn)故障經(jīng)常需要輪機(jī)員下去對(duì)主機(jī)，輔機(jī)等設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，由于現(xiàn)在大多數(shù)船舶采用的是無人機(jī)艙的模式，所以在機(jī)艙工作的數(shù)量就很少。故而當(dāng)輪機(jī)員進(jìn)入機(jī)艙工作就需要有可靠的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，傳統(tǒng)的繼電器控制的輪機(jī)員安全報(bào)警器，雖說能夠提供報(bào)警但是其容易發(fā)生故障且不易被察覺。然而采用PLC控制這能使輪機(jī)員報(bào)警系統(tǒng)的安全系數(shù)大大的提高，從而使輪機(jī)員的工作更加安全可靠。上述設(shè)計(jì)滿足了《2006鋼質(zhì)海船建造入級(jí)規(guī)范》的迅速、實(shí)時(shí)、可靠、直觀等要求。所以用PLC控制輪機(jī)員報(bào)警器就能夠使輪機(jī)員在機(jī)艙工作地安全系數(shù)得到大大的提高

關(guān)鍵詞 ：船舶輪機(jī)員安全 監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng) PLC 繼電器控制

Abstract

Keywords Engineers to monitor the ship security alarm system control PLC relay

目 錄

1 引言 1

2 工作原理 2

2.1系統(tǒng)的基本組成 2

2.2工作原理及過程 2

3 PLC簡(jiǎn)介及程序設(shè)計(jì) 3

3.1 PLC簡(jiǎn)介： 3

3.2 PLC控制的船舶輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3

3.3 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)程序 5

3.4 PLC接線圖 6

3.5 I/O接線列表 7

4、 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)與繼電器控制的輪機(jī)員報(bào)警系統(tǒng)的比較 7

4.1 繼電器接觸器控制的缺點(diǎn) 7

4.2 PLC控制的的優(yōu)點(diǎn) 8

結(jié) 論 9

致 謝 10

1 引言

隨著船舶建造水平的發(fā)展，大量高科技設(shè)備得到應(yīng)用，使得很多設(shè)備的運(yùn)行已不再需要人工看護(hù)和操作，出現(xiàn)了無人機(jī)艙或一人機(jī)艙，人們只需要在必要的時(shí)候?qū)C(jī)艙設(shè)備進(jìn)行巡檢就可以了。

因此，為了保證輪機(jī)員的安全，產(chǎn)生了輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)輪機(jī)員下機(jī)艙工作前，開通此系統(tǒng)就可以保證輪機(jī)員安全地工作。如果在工作期間出現(xiàn)了人身傷害，不能在固定時(shí)間內(nèi)將本系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，報(bào)警信號(hào)送至機(jī)艙延伸報(bào)警燈柱和機(jī)艙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)。

機(jī)艙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)又會(huì)將此報(bào)警送至延伸報(bào)警系統(tǒng)，再送至駕駛室及相關(guān)船員房間以及公共場(chǎng)所，提醒大家進(jìn)入機(jī)艙救人。

值班輪機(jī)員能夠在固定的時(shí)間內(nèi)復(fù)位本系統(tǒng)，則本系統(tǒng)將重新報(bào)警計(jì)時(shí)，直至輪機(jī)員安全離開機(jī)艙關(guān)閉本系統(tǒng)時(shí)，本系統(tǒng)才不再進(jìn)行報(bào)警計(jì)時(shí)。該系統(tǒng)的采用大大的提高了輪機(jī)員的人身安全系數(shù)，有的船廠將其稱為死人報(bào)警。

圖1傳統(tǒng)輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)（繼電器接觸器控制）

2 工作原理

由于每個(gè)廠家的原理圖有所不同，但都是大同小異，在這里我只以上面的一種電路圖為例進(jìn)行討論。

2.1系統(tǒng)的基本組成

該系統(tǒng)主要由控制回路（都安置在集控臺(tái)內(nèi)），啟動(dòng)／停止按鈕箱（每個(gè)機(jī)艙的入口位置）和復(fù)位按鈕箱（在機(jī)艙的報(bào)警燈柱還機(jī)艙報(bào)警檢測(cè)的樓梯口）等。

2.2工作原理及過程 3 PLC簡(jiǎn)介及程序設(shè)計(jì)

3.1 PLC簡(jiǎn)介：

PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)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(jī)械或生產(chǎn)過程。

“PLC是一種專門為在工業(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。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”

3.2 PLC控制的船舶輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)由輪機(jī)員安全主控模塊、輪機(jī)員安全復(fù)位模塊、輪機(jī)員安全起/停模塊三部分構(gòu)成。

其中，一個(gè)輪機(jī)員安全主控模塊可配置4個(gè)區(qū)域的輪機(jī)員安全子系統(tǒng)，每個(gè)輪機(jī)員安全子系統(tǒng)可配置多個(gè)輪機(jī)員安全復(fù)位模塊和一個(gè)輪機(jī)員安全子系統(tǒng)起/停模塊。

本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、復(fù)位和求救信號(hào)的采集、報(bào)警定時(shí)、預(yù)報(bào)警和報(bào)警輸出等，輪機(jī)員安全主控模塊安裝在各機(jī)艙艙室內(nèi)，輪機(jī)員安全復(fù)位模塊上含有報(bào)警燈、復(fù)位按鈕、求救按鈕、喇叭等，它被安裝在一個(gè)區(qū)域的多個(gè)部位，實(shí)現(xiàn)輪機(jī)員安全監(jiān)控和求救的功能。輪機(jī)員安全子系統(tǒng)起/停模塊上含有電源指示燈、起/停按鈕、聲光報(bào)警等，它被安裝在一個(gè)區(qū)域的入口處，實(shí)現(xiàn)輪機(jī)員安全監(jiān)控子系統(tǒng)的運(yùn)行和停止運(yùn)行等功能。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。當(dāng)船員進(jìn)入機(jī)艙內(nèi)開啟起停模塊上的起停開關(guān)后，系統(tǒng)初始化后進(jìn)入正常工作狀態(tài)，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，到達(dá)預(yù)報(bào)警指定時(shí)間時(shí)開啟預(yù)報(bào)警，復(fù)位模塊聲光報(bào)警啟動(dòng)，此時(shí)計(jì)時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)。若船員按下復(fù)位鍵，報(bào)警取消，計(jì)時(shí)器重新計(jì)時(shí)；如果復(fù)位沒有按下且已經(jīng)到達(dá)事故報(bào)警指定時(shí)間則開啟事故報(bào)警，起停模塊聲光報(bào)警啟動(dòng)。

圖1

3.3 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)程序

圖2系統(tǒng)程序圖

3.4 PLC接線圖

圖3 PLC接線圖

3.5 I/O接線列表

I0.0 SB1復(fù)位按鈕 I0.3 啟動(dòng)按鈕

I0.1

I0.2 轉(zhuǎn)換開關(guān)K2 I0.4 停止按鈕

Q0.0 KM1 Q0.7 機(jī)艙報(bào)警燈柱 Q0.2 H1 Q1.1 KM3 Q0.6 KM8

4、 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)與繼電器控制的輪機(jī)員報(bào)警系統(tǒng)的比較

4.1 繼電器接觸器控制的缺點(diǎn)

對(duì)于傳統(tǒng)繼電控制的機(jī)艙輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)，由于采用的是機(jī)械式的控制元件，所以存在許多的缺點(diǎn)。

而對(duì)于現(xiàn)在的船舶其自動(dòng)化程度越來越高對(duì)控制系統(tǒng)的精確度和安全系數(shù)的要求就要更高。

（1）傳統(tǒng)的繼電控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)，電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。

（2）繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。

（3）繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。電器控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。

4.2 PLC控制的的優(yōu)點(diǎn)

（1）采用PLC控制則PLC采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性好LC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作。

（2）PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序。PLC通過程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問題。

（3）PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。PLC大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其壽命長(zhǎng)、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。

結(jié) 論

本系統(tǒng)主控制器采用了西門子S7-200 PLC，其緊湊的結(jié)構(gòu)，良好的擴(kuò)展性能，強(qiáng)大的指令功能，利用485標(biāo)準(zhǔn)的通信口進(jìn)行信息傳送, 并自行設(shè)計(jì)相應(yīng)接口而組成的船舶機(jī)艙巡回監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)充分應(yīng)用了該微型PLC的硬件資源，發(fā)揮了其軟件優(yōu)勢(shì)。輸入輸出采用差動(dòng)方式，提高了抗干擾能力，同時(shí)，主機(jī)和多臺(tái)終端可以全部并聯(lián)在一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多機(jī)通訊，節(jié)省了傳輸線，所以本系統(tǒng)小但功能齊全，穩(wěn)定性好。為用戶帶來極大的方便;在近兩年的實(shí)際運(yùn)行中未出現(xiàn)故障，為船舶的安全、可靠的航運(yùn)起到了非常重要的作用，同時(shí)也為航運(yùn)公司帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益。通過PLC程序的控制使得輪機(jī)員安全報(bào)警器的工作過程更加的安全可靠，使得無人機(jī)艙技術(shù)應(yīng)用得到更好推廣和發(fā)展。同時(shí)利用PLC程序的控制能夠大大的節(jié)約機(jī)械繼電裝置的應(yīng)用，從而使的輪機(jī)員報(bào)警器的形狀更加小繼而節(jié)約船舶的空間。

致 謝

這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)和一直關(guān)心支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！ 感謝我的指導(dǎo)老師——老師，沒有您的悉心指導(dǎo)就沒有這篇論文的順利完成。 感謝班主任周靜，王麗，趙玥老師三年的生活相處不久，卻從您身上學(xué)到了太多，必將終身受益。感謝所有教授過我課程的暨海事學(xué)院的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。感謝我的父母，沒有你們，就沒有我的今天，你們的支持與鼓勵(lì)，永遠(yuǎn)是支撐我前進(jìn)的最大動(dòng)力。 感謝身邊所有的朋友與同學(xué)，謝謝你們?nèi)陙淼年P(guān)照與寬容，與你們一起走過的繽紛時(shí)代，將會(huì)是我一生最珍貴的回憶。

[2]田瑞庭.可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1994年

[3]常斗南.可變程序控制器原理應(yīng)用及通訊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1997年

[4]閆世杰.船舶信號(hào).北京：人民交通出版社 2006年

[5]陳弘揚(yáng).船舶信號(hào)[M].北京：人民交通出版社 1991年

篇8

【Abstract】This paper proposes an overall design scheme of automatic wire feeding device for the earphone wire processing .Adopting the control model of “PLC+ AC motor + man-machine interface + frequency converter”， it can realize the function of efficient automatic transmission and adjustable speed.

【P鍵詞】線材；送線；自動(dòng)控制 ；PLC

【Keywords】wire；wire feeding；automatic control；PLC

【中圖分類號(hào)】TP23 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0192-03

1 引言

目前，由于耳機(jī)線的特殊結(jié)構(gòu)與品質(zhì)要求，對(duì)其后期加工一般采用小型刀片式裁切機(jī)，人工送線、手動(dòng)裁切，存在送線效率低下、速度難以調(diào)整等問題[1]。論文針對(duì)上述問題，以及PLC在當(dāng)今電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中越來越突出的地位和廣泛的應(yīng)用[2]，提出了一種基于PLC控制技術(shù)的針對(duì)耳機(jī)線送線的裝置，并重點(diǎn)介紹了其組成、結(jié)構(gòu)原理以及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。

2 設(shè)備組成及原理

2.1 設(shè)計(jì)要求

根據(jù)實(shí)際需求，該專用送線裝置需要實(shí)現(xiàn)以下功能與特點(diǎn)：

①送線效率高，能夠一次性實(shí)現(xiàn)多個(gè)線圈自動(dòng)送線；

②速度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，該裝置能夠滿足對(duì)送線速度的自動(dòng)調(diào)整；

③換線方便，該裝置能控制每個(gè)送線工位的啟停。

2.2 設(shè)備工藝流程和工作原理

2.2.1 送線裝置工藝動(dòng)作流程

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，該裝置能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)啟停等功能。結(jié)合耳機(jī)線加工要求和工藝要求以及整體設(shè)計(jì)方案，確定本裝置的工藝動(dòng)作流程如下：

2.2.2 裝置的工作原理

①送線速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

當(dāng)主機(jī)開始拉線時(shí)，帶動(dòng)鐵圓柱向上移動(dòng)，傳感器檢測(cè)到信號(hào)，線卷開始放線；當(dāng)鐵圓柱下降時(shí)，傳感器檢測(cè)到信號(hào)，控制線卷放線速度，防止送線過多。

②啟停控制機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

該部分工作原理如下：當(dāng)開始放線時(shí)，PLC控制氣缸伸出，此時(shí)皮帶與線圈相連的摩擦輪接觸，帶動(dòng)線卷開始放線；當(dāng)PLC收到停止放線的信號(hào)時(shí)，PLC控制氣缸收回，與線卷相連的滾輪與黃橡膠塊接觸，使線卷立即停止送線[3]。

③外框架的設(shè)計(jì)

十個(gè)線卷同時(shí)送線，分為上下兩排，并分別用兩根傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，結(jié)合線卷的尺寸和一般公司電梯門的尺寸設(shè)計(jì)，其最終的總體尺寸為2560mm*1700mm*990mm。該機(jī)架是整個(gè)裝置的支撐部分，主要使用型材進(jìn)行焊接制造而成，以滿足使用要求。

④傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

結(jié)合本裝置實(shí)際應(yīng)用以及設(shè)計(jì)方案等綜合情況，發(fā)現(xiàn)兩傳動(dòng)軸的距離較遠(yuǎn)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)比沒有嚴(yán)格的要求，且使用環(huán)境惡劣，因此最終選用鏈條傳動(dòng)形式。十個(gè)線卷送線需要?jiǎng)恿鲃?dòng)，兩排線卷使用兩個(gè)傳動(dòng)軸，由電機(jī)通過鏈條將動(dòng)力傳給另一傳動(dòng)軸，上下傳動(dòng)軸再分別通過皮帶將動(dòng)力傳遞到每一個(gè)工位。

綜合線的拉力、線卷的質(zhì)量、轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量以及皮帶的摩擦力，經(jīng)SolidWorks三維軟件仿真和實(shí)驗(yàn)測(cè)得，每個(gè)線卷達(dá)到最大轉(zhuǎn)速30r/min時(shí)所需的扭矩為21.14N.M，此時(shí)驅(qū)動(dòng)每個(gè)線卷所需功率P1由公式得：

若每個(gè)傳動(dòng)軸帶動(dòng)五個(gè)線卷，則每根傳動(dòng)軸傳動(dòng)的功率為P：

當(dāng)軸承載的功率不大，考慮到成本可采用Q235A，表面鍍鉻，查表可得常數(shù)C為158。由根據(jù)軸徑的估算公式可得：

軸上的傳動(dòng)輪靠鍵傳遞動(dòng)力，軸上有鍵時(shí)，削弱軸的強(qiáng)度，有一個(gè)鍵槽時(shí)，d值應(yīng)增大5%，軸上有五個(gè)鍵槽，則d=44mm，查軸徑標(biāo)準(zhǔn)表，將所得的d值圓整，取d為45.0mm。

所有的動(dòng)力由電機(jī)提供，因此選擇電機(jī)時(shí)要遵循兩個(gè)重要原則，首先是必須考慮互換性，選擇標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，以備出現(xiàn)故障時(shí)可以及時(shí)更換；其次是為使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行，要綜合考慮電機(jī)的級(jí)數(shù)及電壓等級(jí)[4]。另外還要綜合本裝置實(shí)際情況，兩根傳動(dòng)軸所需功率為： 5P2 =0.664kw：電機(jī)的傳動(dòng)效率η取0.9，則電機(jī)所需功率為：P電機(jī)=0.737kw 。根據(jù)以上計(jì)算，選用三相異步圓柱齒輪減速電機(jī)，電機(jī)功率0.75kw。

⑤線架的整體設(shè)計(jì)圖

最終設(shè)計(jì)的線架整體設(shè)計(jì)圖如圖2所示。其主要由機(jī)架、啟?？刂啤鲃?dòng)機(jī)構(gòu)以及檢測(cè)機(jī)構(gòu)等部分組成。

3 線架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 控制任務(wù)分析與設(shè)計(jì)

根據(jù)裝置的動(dòng)作流程，當(dāng)工人上好線，主機(jī)開始拉線時(shí)，鐵圓柱上升，傳感器檢測(cè)到信號(hào)后，PLC發(fā)出信號(hào)，電磁閥動(dòng)作，氣缸伸出，連接線卷的滾輪與皮帶接觸，開始放線；當(dāng)主機(jī)速度降低時(shí)，鐵圓柱下降，傳感器檢測(cè)到信號(hào)后，PLC發(fā)出信號(hào)，電磁閥動(dòng)作，氣缸縮回，橡膠板與滾輪接觸，立即停止放線。此時(shí)電機(jī)一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，電機(jī)的速度可由PLC通過變頻器進(jìn)行控制，工人可在觸摸屏界面進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的調(diào)整。從上述流程可知，本裝置的輸入信號(hào)主要為傳感器信號(hào)，輸出信號(hào)主要為電磁閥控制信號(hào)以及變頻器速度控制信號(hào)。

另外，人機(jī)界面選用能夠理想生動(dòng)的顯示PLC、單片機(jī)、PC機(jī)上數(shù)據(jù)信息的威綸通TK6070ip系列觸摸屏，并支持與大多數(shù)的PLC直接通信[5]。PLC與上位機(jī)之間采用的是無通信協(xié)議的RS-232串行通信，變頻器采用三菱A500型號(hào)，采取RS485BD通訊與PLC通訊。

3.2 PLC的I/O分配與參數(shù)配置

3.2.1 PLC的I/O地址分配

根據(jù)送線的動(dòng)作工藝流程和PLC控制系統(tǒng)的控制要求，進(jìn)行PLC的I/O地址分配。其中輸入信號(hào)主要包括啟動(dòng)、停止、急停、復(fù)位、傳感器信號(hào)，輸出主要包括各工位氣缸電磁閥信號(hào)以及變頻器啟動(dòng)與調(diào)速端子信號(hào)地址。

3.3.2 PLC參數(shù)配置

從I/O分配結(jié)果可以得出，共需要25個(gè)輸入點(diǎn)，23個(gè)輸出點(diǎn)，選用小型PLC可以滿足使用，綜上考慮本項(xiàng)目的PLC，采用三菱系列的FX3U型號(hào)。根據(jù)需要的I/O配置，預(yù)留20%的I/O余量[6]，故選擇了FX3U-64MT型的PLC，它能提供的輸入輸出點(diǎn)數(shù)為32/32，和一個(gè)485串行數(shù)據(jù)口。另外，設(shè)置一個(gè)三菱FR-A740變頻器，用來控制送線的主電機(jī)，并控制送線速度。

3.3.3 PLC程序設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目選用的是三菱系列PLC，采用的編程軟件為GX Developer中文界面編程軟件，它可以適用于三菱全系列的PLC編程和調(diào)試。在本系統(tǒng)中，PLC控制程序由系統(tǒng)啟動(dòng)、系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)故障報(bào)警、自動(dòng)復(fù)位或緊急停止等控制模塊組成。

4 結(jié)語

該線材加工專用送線裝置實(shí)現(xiàn)了線材的自動(dòng)化高效送線，具有自動(dòng)調(diào)整送線速度、換線簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，有效彌補(bǔ)了長(zhǎng)期以來耳機(jī)生產(chǎn)制造領(lǐng)域中手工送線、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)與不足。通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明該裝置配合主機(jī)使用能夠有效解決上述問題，提高了耳機(jī)線材的現(xiàn)場(chǎng)加工質(zhì)量與效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度與生成成本，為相關(guān)線材制造、加工企業(yè)提供了一定的借鑒與實(shí)用價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

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篇9

[關(guān)鍵詞]液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)、比例換向閥、PLC、CAT

中圖分類號(hào)：TH702 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）16-0397-01

1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用的重要性

液壓傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用緊密圍繞培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的核心目標(biāo)，從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械、電氣、液壓等多學(xué)科的交叉融合，學(xué)生通過完成液壓實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、理論與實(shí)踐相結(jié)合能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力，在實(shí)驗(yàn)過程中充分發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)作用，使學(xué)生掌握機(jī)電液一體化的實(shí)踐與應(yīng)用技巧，提高學(xué)生對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析能力，該液壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備將為液壓相關(guān)課程的教學(xué)及應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)發(fā)揮極其重要的作用[1]。

2 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)臺(tái)融合了機(jī)械、電氣、液壓等技術(shù)，使用通用的定量和變量結(jié)合液壓泵站，保證良好的動(dòng)力性能，并引入了電液比例閥，使系統(tǒng)的功能得到極大的擴(kuò)展，更符合企業(yè)實(shí)際；實(shí)驗(yàn)臺(tái)集成壓力、流量、轉(zhuǎn)速等多種傳感器，可對(duì)液壓系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)閥類元件各項(xiàng)性能參數(shù)進(jìn)行跟蹤檢測(cè)；為了提高系統(tǒng)的開放性和可擴(kuò)展性，實(shí)驗(yàn)回路中液壓元件之間連接方式采用快換接頭，連接方便可靠，必要部位使用密封材料確保不漏油，保證實(shí)驗(yàn)過程的清潔干凈；引入液壓CAT數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可以實(shí)時(shí)地完成對(duì)被測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算和存儲(chǔ)工作；采用可編程控制器對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行控制，并使其能與PC通訊，具有自動(dòng)控制、在線編程監(jiān)控功能；引入液壓仿真軟件AMESim，能夠?qū)σ簤夯芈愤M(jìn)行仿真演示，幫助學(xué)生更好地理解系統(tǒng)的原理[2]。

實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)采用AC220V供電，電磁閥采用DC24V供電；能夠?qū)崿F(xiàn)由電磁換向閥對(duì)各個(gè)回路的動(dòng)作進(jìn)行控制；能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)中定量泵電動(dòng)機(jī)、變量泵電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止控制；能夠?qū)σ簤夯芈穳毫α髁?、液壓缸伸縮運(yùn)動(dòng)位置等模擬信號(hào)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)；使用西門子S7-200 PLC，并結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，使實(shí)驗(yàn)的過程貼近生產(chǎn)實(shí)際；電氣系統(tǒng)工作要安全、可靠；配合一些基礎(chǔ)的閥類元件，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)要能夠承擔(dān)液壓傳動(dòng)類、液壓比例控制等相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)[3]。

3 電液比例控制技術(shù)

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)中應(yīng)用了電液比例控制技術(shù)。比例控制是一種能夠使輸出被控量與輸入指令信號(hào)之間建立線性關(guān)系，當(dāng)改變指令信號(hào)時(shí)，輸出被控量會(huì)成比例的發(fā)生變化的新技術(shù)。電液比例控制就是通過對(duì)輸入電流的比例調(diào)節(jié)達(dá)到對(duì)液壓量的比例控制。電液比例閥是電液比例控制技術(shù)的產(chǎn)物，它以傳統(tǒng)液壓控制閥為基礎(chǔ)，采用模擬式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，可把指令電信號(hào)變?yōu)槲灰菩盘?hào)輸出，改變閥芯位移，連續(xù)成比例的地控制液壓系統(tǒng)的壓力、方向與流量。

從控制特性看，比例閥接近伺服閥，控制精度高；從抗污染、可靠性和經(jīng)濟(jì)性看，比例閥接近開關(guān)控制閥，因此，電液比例閥兼有兩者的很多優(yōu)點(diǎn)：

（1）利用電信號(hào)便于遠(yuǎn)程的傳輸特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)自控、程控或遙控，使閥的位置上的設(shè)計(jì)靈活性以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)柔性得到提高。

（2）結(jié)合液壓技術(shù)與微電子技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化。

（3）抗污能力強(qiáng)，維護(hù)和保養(yǎng)方便，具有良好的節(jié)能效果。

（4）系統(tǒng)輸入一定大小與正負(fù)的指令電信號(hào)，可對(duì)流體壓力、流量等參數(shù)成比例的調(diào)節(jié)，使執(zhí)行元件的力、方向與速度得到連續(xù)性地控制，最終實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。

（5）采用反饋與校正提高閥的穩(wěn)態(tài)精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)特定控制目的。

（6）可在電液比例控制器中預(yù)設(shè)定斜坡信號(hào)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件準(zhǔn)確無沖擊地加速、減速過程，改善動(dòng)作質(zhì)量縮短工作循環(huán)時(shí)間[4]。

4 AMESim液壓系統(tǒng)仿真

由于液壓系統(tǒng)仿真建模過程的復(fù)雜性，以及為了便于液壓系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)合仿真，近些年來國(guó)外尤其是歐洲陸續(xù)研制出一些更為實(shí)用的液壓機(jī)械電氣仿真軟件，并獲得了成功的應(yīng)用。AMESim軟件就是其中的杰出代表。AMESim是西門子公司旗下的一款功能十分強(qiáng)大的仿真軟件，該軟件包含了多學(xué)科領(lǐng)域的20多種模型庫(kù)，1500多個(gè)子模型，可以用來仿真分析航空航天、車輛和工程機(jī)械等多種工業(yè)設(shè)備，AMESim采用的是基于物理模型的圖形化建模方式，可以將工程師從單調(diào)的數(shù)學(xué)模型建模中解放出來，從而更專注系統(tǒng)特性的研究，AMESim的兼容性也非常好，可以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)在機(jī)、電、液、熱、控等各個(gè)領(lǐng)域主流仿真軟件的聯(lián)合仿真。我們利用該軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，可以幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)現(xiàn)象。

5 結(jié)論

分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家和機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)試驗(yàn)方法的要求，設(shè)計(jì)了液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)；綜合運(yùn)用電液比例控制技術(shù)、PLC控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助控制及測(cè)試技術(shù)等，使液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)其期望的功能；通過應(yīng)用液壓仿真軟件AMESim的仿真分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真[4]。利用該實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠幫助學(xué)生對(duì)理論課程內(nèi)學(xué)到的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行更好的理解，對(duì)教學(xué)有一定的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

一、答辯考核方法：

由專業(yè)組對(duì)申報(bào)者面對(duì)面的答辯考核

二、答辯考核內(nèi)容

（一） 申報(bào)者簡(jiǎn)要介紹基本情況

1、什么時(shí)間畢業(yè)什么學(xué)校、什么專業(yè)及學(xué)制（如：2009年8月畢業(yè)于福大機(jī)械專業(yè)四年制本科）

2、工作經(jīng)歷，什么時(shí)間任工程師和在本專業(yè)工作年限

（如96年畢業(yè)就到省機(jī)電控股公司工作（講重要的幾個(gè)工作地點(diǎn)），2002年8月任工程師，在本專業(yè)已工作了13年）。

3、任現(xiàn)職以來主要專業(yè)工作業(yè)績(jī)（按簡(jiǎn)明表講重點(diǎn)部分，含獲獎(jiǎng)情況、發(fā)表的論文、專著等）{如獨(dú)立完成、主持、參與、負(fù)責(zé)（負(fù)責(zé)研制“豪邁”摩托車柱孔加工專用機(jī)床液壓系統(tǒng)、電氣控制部分的設(shè)計(jì)制作，采用PLC控制，由原來五道工序改為一道加工工序，提高了精度和生產(chǎn)效率，獲公司科技獎(jiǎng)；在機(jī)械雜志上發(fā)表三篇專業(yè)技術(shù)論文）*設(shè)備的設(shè)計(jì)研發(fā)，解決了什么，實(shí)現(xiàn)了什么，該產(chǎn)品銷售收入利潤(rùn)各獲獎(jiǎng)情況；在***刊物發(fā)表了****文章及獲獎(jiǎng)}。

4、本人代表作的主要內(nèi)容與價(jià)值（講重點(diǎn)、如對(duì)摩托車腳蹬支架和上聯(lián)板行高強(qiáng)度零件，研究應(yīng)用有色金屬液態(tài)技術(shù)，提高產(chǎn)品性能、質(zhì)量和精度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件輕量化取得成效）

5、指導(dǎo)下級(jí)專業(yè)人員工作和學(xué)習(xí)（講重點(diǎn)，舉例說明）

6、 簡(jiǎn)要介紹本專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、本人今后開展本專業(yè)的工作思路、設(shè)想和計(jì)劃（簡(jiǎn)要說明如：工程爆破已發(fā)展到調(diào)室爆破、中深孔爆破、隧道掘進(jìn)爆破、城鎮(zhèn)拆除爆破、水下工程爆破等已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。如城鎮(zhèn)拆除爆破，用控制爆破拆除比人工或機(jī)械方法可靠、快速、省工省力。結(jié)合本專業(yè)，我認(rèn)為發(fā)展炸藥能量轉(zhuǎn)化過程精密控制技術(shù)，提高炸藥能量利用率。降低有害效應(yīng)是本發(fā)展方向；今后應(yīng)以發(fā)展新型爆破提高控制爆破水平，是爆破安全技術(shù)的發(fā)展方向。）。

時(shí)間不超過五分鐘

（二）申報(bào)者回答必答題（論文代表作中的問題）

具備條件的每人回答兩道問題；不具備條件回答三道問題

（三）專業(yè)組提問

針對(duì)一下問題提問

1、對(duì)學(xué)歷等基本情況和業(yè)績(jī)、論文有疑問的地方進(jìn)行核實(shí)、質(zhì)疑。

2、對(duì)論文的論點(diǎn)、論據(jù)及正確性、科學(xué)性進(jìn)行質(zhì)疑

3、對(duì)獲省部級(jí)以上科技進(jìn)步獎(jiǎng)，提問在該獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中的作用，該成果的技術(shù)水平。

（時(shí)間不超過15分鐘，破格不超過20分鐘）

三、答辯考核成績(jī)與評(píng)價(jià)

1、專業(yè)組無記名投票，按優(yōu)、良、合格、不合格四個(gè)檔次定性。

2、寫出綜合評(píng)價(jià)意見

①根據(jù)申報(bào)者介紹的基本情況、論文、業(yè)績(jī)成果等填報(bào)是否真實(shí)。

②根據(jù)理論知識(shí)是否達(dá)到相應(yīng)高級(jí)工職務(wù)水平