可調速運料小車——畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來，隨著科學技術的進步和微電子技術的迅速發(fā)展，可編程序控制技術已廣泛應用于自動化控制領域，可編程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作簡便等特點，已經形成了一種工業(yè)趨勢?！　　　　　　　　　　　?</p><p>　　可編程控制器是一種新型的通用控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制技術、計算機技術

2、和通訊技術融為一體，專門為工業(yè)控制而設計，這一新型的通用自動控制裝置以其高可靠性、較強的工作環(huán)境適應性和極為方便的使用性能，深受自動化領域技術人員的普遍歡迎。</p><p>　　運料小車在現代化的工廠中普遍存在。傳統(tǒng)的工廠依靠人力推車運料，這樣浪費了大量的人力物力，降低了生產效率。而現代工業(yè)生產中大量運用PLC控制運料小車，并結合組態(tài)王軟件完成數據通信、網絡管理、人機界面(HMI)和數據處理，使生產自動化，智能

3、化，大大提高了生產效率，降低了勞動成本。</p><p>　　關鍵詞：可編程控制器（PLC） 組態(tài)王 自動化 控制</p><p><b>　　第一章 引 言</b></p><p>　　1.1課題的研究背景及意義</p><p>　　隨著我國工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，運料小車成為了工業(yè)運料的主要設備之一。由于其工作效率

4、高、運行穩(wěn)定、大大降低了工人的勞動強度、減少了工人的體力勞動，在冶金、有色金屬、煤礦、港口、碼頭、工業(yè)自動化生產線等領域得到了廣泛的應用。</p><p>　　早期運料小車電氣控制系統(tǒng)多為“繼電器一接觸器”組成的復雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設計周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數據處理和通信功能，必須有專人負責操作。20世紀以來隨著人類科技的迅猛發(fā)展，各種工業(yè)化自動控制產品都在向著控制可靠，操作簡單，通用性強，價格低

5、廉等方向發(fā)展，使自動控制的實現越來越容易。PLC應運而生。</p><p>　　PLC 是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計，PLC 及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。因而可以說PLC 是近乎理想的工業(yè)控制計算機。PLC的輸入/ 輸出接口是已經按不同需求做好的，可直接與控制現場的設備相連接。同時，PLC 具有很強的監(jiān)控功能，利用編程器、監(jiān)視器或觸摸

6、屏等人機界面可對PLC 的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。隨著PLC技術的成熟、性價比的不斷提高，其應用范圍不斷擴大，在工業(yè)自動化中發(fā)揮著越來越重要的作用。</p><p>　　本設計將PLC應用到工業(yè)送料小車的電氣控制系統(tǒng)中，實現了運料小車的自動化控制，使運料小車不再需要人工控制，降低了系統(tǒng)的運行費用，提高了系統(tǒng)的自動化程度。PLC運料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護性好，安裝、維修和改造方便

7、等優(yōu)點。</p><p>　　1.2 設計要求及主要內容</p><p>　　1.2.1 設備的結構簡圖如下圖所示</p><p>　　圖中異步電機旋轉一周，滾珠絲桿也旋轉一周，裝在滾珠絲桿另一端的旋轉編碼器也旋轉一周，輸出一周的脈沖信號，同時，運料小車移動一個絲距的距離。當工作臺上的定位貼片靠近接近開關時，接近開關輸出信號。</p><p>

8、;　　1.2.2 控制方案要求</p><p>　　a，將接近開關2作為原點，1和5分別為左右極限；無論設備處于何種工作狀態(tài)，遇到左右極限時都必須停止且不可向超限的方向運行；</p><p>　　b，當工作臺不在原點時，按下復位按鈕，工作臺回到原點；若在原點，則復位按鈕無效；</p><p>　　c，設手動，單步和自動模式。</p><p>

9、　　d，假定滾珠絲桿的絲距為5mm,工作臺處于原點時，在自動模式下，按下啟動按鈕，工作臺以段速1向前（接近開關5的方向）運行40mm然后再以段速2向前運行40mm，以此類推，走完160mm之后，停止3s，然后快速返回原點；各段速度可以通過觸摸屏更改，單位為mm/s；</p><p>　　e，在單步模式下，每按一下啟動按鈕，工作臺完成一步，第一步必須在原點時才可以啟動；上一步完成之后，觸發(fā)信號才有效，走完第四段之后

10、，再按一次啟動按鈕，工作臺就回到原點；</p><p>　　f，手動模式下，無需設備處于原點就可以啟動，可控制工作臺的前進和后退，注意左右極限；</p><p>　　g，無論設備處于何種工作模式，按下停止按鈕時，設備都停止在當前位置，并且要復位至原點，才能以自動或單步模式再次啟動；</p><p>　　動作的簡單時序圖如下：</p><p>

11、　　1.2.3 觸摸屏設計要求</p><p>　　a，顯示設備當前的工作模式，狀態(tài)，如前進，前進的斷號，返回，停頓定時等等，工作臺的移動速度，單位為mm/s，精確到0.1mm/s；</p><p>　　b，在單步和自動模式下，實時顯示工作臺當前相對原點的位置，單位為mm，精確到0.1mm；</p><p>　　c，工作模式可通過觸摸屏修改；</p>

12、<p>　　d，所有的觸發(fā)信號可以通過外部按鈕輸入，也可以通過觸摸屏輸入；如啟動按鈕，可以用plc的輸入端子輸入，也可以由觸摸屏上的某一按鈕來輸入；</p><p>　　e，各段速度，返回速度，手動速度可設，設定值的單位為mm/s，精確到0.1mm/s；</p><p>　　第二章　可編程控制器（PLC）概況</p><p>　　2.1PLC的定義<

13、;/p><p>　　國際電工委員會(International Electrical Committee- IEC),1987年的第三版對PLC作了如下的定義: PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計算和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。</p>&

14、lt;p>　　可編程控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結構與一般微機控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU(中央處理單元)存儲器(RAM和EPROM),輸入/輸出模塊(簡稱為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發(fā)展極為迅速、應用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設計思想，利用不斷發(fā)展的新技術、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產品。</p><p&g

15、t;　　2.2PLC的發(fā)展</p><p>　　1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開招標提出十項標準:</p><p>　　(1)編程方便，現場可修改程序；</p><p>　　(2)維修方便，采用模塊化結構；</p><p>　　(3)可靠性高于繼電器控制裝置；</p><p>　

16、　(4)體積小于繼電器控制裝置；</p><p>　　(5)數據可直接送入管理計算機；</p><p>　　(6)成本可與繼電器控制裝置競爭；</p><p>　　(7)輸入可以是交流115V；</p><p>　　(8)輸出為交流115V, 2A以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等；</p><p>　　(9)在擴展時，

17、原系統(tǒng)只要很小變更；</p><p>　　(10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。</p><p>　　1969年，美國數字公司(DEC)研制出了第一臺可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。這種新型的工業(yè)控制裝置簡單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長，很快在美國其它工業(yè)領域推廣使用。隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，現在已有了第五代PLC產品。</p&

18、gt;<p>　　2.3PLC的特點</p><p>　　PLC之所以越來越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點分不開的:</p><p>　　1)功能齊全，它的適用性極強，幾乎所有的控制要求，它均能滿足；</p><p>　　2)應用靈活， 其標準的積木式硬件結構，以及模塊化的軟件設計，使得它不僅可以適應大小不同、功能繁復的控制要求，而且可以適應各種

19、工藝流程變更較多的場合；</p><p>　　3)操作方便，維修容易，穩(wěn)定可靠。盡管PLC有各種型號，但都可以適應惡劣的工業(yè)應用環(huán)境，耐熱、防潮、抗震等性能也很好，一般平均無故障率可達幾萬小時。</p><p>　　2.4 PLC的基本組成及各部分作用</p><p>　　PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結構形式的不同，PLC

20、可分為整體式和組合式兩類。</p><p>　　整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構成主機。另外還有獨立的1/0擴展單元與主機配合使用。主機中，CPU是PLC的核心，1/0單元是連接CPU與現場設備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設備的連接。</p><p>　　組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單

21、元、智能1/0單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴展底板。CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過10m.無論哪種結構類型的PLC，都可以根據需要進行配置與組合。</p><p>　　1、中央處理單元(CPU)：</p><p>　　CPU在PLC中的作用類似于人體的神經中

22、樞，它是PLC的運算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務:</p><p>　　(1) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數據；</p><p>　　(2) 診斷電源、PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤;</p><p>　　(3) 用掃描的方式接收輸入信號，送入PLC的數據寄存器保存起來;</p><p>　　(4)

23、PLC進入運行狀態(tài)后，根據存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作;</p><p>　　(5) 將用戶程序的執(zhí)行結果送至輸出端。</p><p>　　現代PLC使用的CPU主要有以下幾種:</p><p>　　通用微處理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微處理器的價格便宜，通用性強，還可以借用微機成熟的實

24、時操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。</p><p>　　(2) 單片機，如8051等。單片機由于集成度高、體積小、價格低和可擴充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。</p><p>　　(3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支。它主要追求運算速度快，它以4位為一片。用幾個位片級聯(lián)，可以組成任意字長的微處理器。改變微程序

25、存儲器的內容，可以改變計算機的指令系統(tǒng)。位片式結構可以使用多個微處理器，將控制任務劃分為若干個可以并行處理的部分，幾個微處理器同時進行處理。這種高運算速度與可以適應用戶需要的指令系統(tǒng)相結合，很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用。</p><p><b>　　2、存儲器</b></p><p>　　根據存儲器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種:</p>

26、<p>　　系統(tǒng)程序存儲器:和各種計算機一樣，PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決定了PLC的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲器為只讀存儲器ROM或EPROM.</p><p>　　用戶程序存儲器:用戶根據控制功能要求而編制的應用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。由于用戶程序需要經常改動、調試，故用戶程序存

27、儲器多為可隨時讀寫的RAM。由于RAM掉電會丟失數據，因此使用RAM作用戶程序存儲器的PLC，都有后備電池(鏗電池)保護RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。當用戶程序調試修改完畢，不希望被隨意改動時，可將用戶程序寫入EPROM.目前較先進的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器，快閃存儲器可隨時讀寫，掉電時數據不會丟失，不需用后備電池保護。</p><p>　　工作數據存儲器:

28、工作數據是經常變化、經常存取的一些數據。這部分數據存儲在RAM中，以適應隨機存取的要求。在PLC的工作數據存儲區(qū)，開辟有元件映象寄存器和數據表。元件映象寄存器用來存儲PLC的開關量輸入/輸出和定時器、計數器、輔助繼電器等內部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。數據表用來存放各種數據，它的標準格式是每一個數據占一個字。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數值，如定時器和計數器的當前值和設定值。它還用來存放A/0轉換得到的數字和數學運算的結果等。根據需要

29、，部分數據在停電時用后備電池維持其當前值，在停電時可保持數據的存儲器區(qū)域稱為數據保持區(qū)。</p><p><b>　　3、 1/0單元</b></p><p>　　I/0單元也稱為I/0模塊。PLC通過I/0單元與工業(yè)生產過程現場相聯(lián)系。輸入單元接收用戶設備的各種控制信號，如限位開關、操作按鈕、選擇開關、行程開關以及其他一些傳感器的信號。通過接口電路將這些信號轉換成中

30、央處理器能</p><p>　　夠識別和處理的信號，并存到輸入映像寄存器。運行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進行處理，將處理結果放到輸出映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點對應的觸發(fā)器組成，輸出接口電路將其由弱電控制信號轉換成現場需要的強電信號輸出，以驅動電磁閥、接觸器、指示燈被控設備的執(zhí)行元件.</p><p><b>　　4、電源部分</b></p&g

31、t;<p>　　PLC一般使用220V的交流電源，內部的開關電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V, +12V, +24V的直流電源，使PLC能正常工作。</p><p>　　電源部件的位置形式可有多種，對于整體式結構的CPU，通常電源封裝到機殼內部;對于模塊式PLC，有的采用單獨電源模塊，有的將電源與CPU封裝到一個模塊中。</p><p><b>　　5

32、、擴展接口</b></p><p>　　擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。</p><p><b>　　6．通信接口</b></p><p>　　為了實現“人一機”或“機一機”之間的對話，PLC配有多種通信接口。PLC通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機和其他的PLC或

33、計算機相連。當PLC與打印機相連時，可將過程信息、系統(tǒng)參數等輸出打印;當與監(jiān)視器相連時.可將過程圖像顯示出來;當與其他PLC相連時，可以組成多機系統(tǒng)或連成網路，實現更大規(guī)模的控制;當與計算機相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現控制與管理相結合的綜合性控制。</p><p><b>　　7、編程器</b></p><p>　　編程器的作用是提供用戶進行程序的編制、編輯、調

34、試和監(jiān)視。</p><p>　　編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程，且往往需要將梯形圖轉化為機器語言助記符后，才能輸入。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級管或其他顯示管件組成。智能型的編程器又稱為圖形編程器，它可以聯(lián)機編程，也可以脫機編程，具有LCD或CRL圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。還可以利用PC作為編程器，PLC生產廠家配有相應的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯

35、梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現不同編程語言的互相轉換。程序被下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網絡，還可以實現遠程編程和傳送。現在很多PLC已不再提供編程器，而是提供微機編程軟件了，并且配有相應的通信連接電纜。</p><p>　　2.5PLC的應用領域</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部

36、的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設備經過改變程序而改變生產過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產場合。目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類:</p><p>　　(1)開關量邏輯控制</p><p>　　取代傳統(tǒng)的繼電器控

37、制電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺設備，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　(2)工業(yè)過程控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產過程當中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量)，PLC采用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的

38、控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。</p><p><b>　　(3)運動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機

39、床、機器人、電梯等場合。</p><p><b>　　(4)數據處理</b></p><p>　　PLC具有數學運算(含矩陣運算、函數運算、邏輯運算)、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。數據處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　(5)通信及聯(lián)網

40、</b></p><p>　　PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著工廠自動化網絡的發(fā)展，現在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　但是，可編程控制器產品并不針對某一具體工業(yè)應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據控制要求進行設計編制。</p><p>　　第三章 硬件系統(tǒng)設計&l

41、t;/p><p>　　設計的硬件控制系統(tǒng)主要包括PLC、變頻器、電機、行程開關、接近開關、旋轉編碼器、電源等。這些都是為了能夠更好滿足運料小車運行需求，需要對它們進行一一的選型和分析設計。</p><p>　　3.1 PLC的選型</p><p>　　目前國內國外的PLC產品有幾百種型號，而且功能也日趨完善。PLC的結構形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法及價格等各不相

42、同，使用場合也各有側重。因此，應該合理的選擇PLC，提高PLC在控制系統(tǒng)中的作用。PLC的選型可以從以下幾個方面考慮。</p><p><b>　　a 機型的選擇</b></p><p>　　選擇機型主要以滿足系統(tǒng)功能要求為宗旨，不要盲目的貪大求全而造成不必要的投資以及設備資源的浪費。機型的選擇可以從以下幾個方面考慮：在工藝過程比較固定，環(huán)境比較好的場合可以選用整體式

43、結構的PLC；給予其他情況則最好選用模塊式結構的PLC。因為模塊式結構的PLC配置靈活，裝配和維修方便，也便于系統(tǒng)的擴展。對于以開關量控制為主的以及帶少量模擬量控制的工程項目可以選用帶有A/D,D/A轉換的低檔機；而在應用PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網等控制比較復雜、控制功能要求比較全的工程項目則應該選用高檔機。另外，對于大型的控制系統(tǒng)，應該盡量做到機型統(tǒng)一。</p><p><b>　　b 硬件選擇與

44、配置</b></p><p>　　1）輸入/輸出的選擇與配置</p><p>　　確定I/O點數，即確定PLC的控制規(guī)模。根據控制系統(tǒng)的要求確定所需的I/O點數，應考慮到以后工藝和設備的改動或I/O點的損壞、故障等，一般應預留10%～20%的備用量，實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行調整。同時應考慮PLC提供的內部繼電器和寄存器的數量，以節(jié)省I/O

45、資源。I/O模塊有開關量、模擬量，還有特殊功能輸入/輸出模塊，如定位、高速計數器輸入，脈沖捕捉等功能。輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、

46、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致?？筛鶕靡?，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。</p><p><b>　　2）存儲器類選擇</b></p><p>　　存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此

47、，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮余量。由于計算機集成芯片技術的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容

48、量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。</p><p><b>　　3）電源的選擇</b></p><p>　　PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網電壓一致。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如

49、果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。如果電源的干擾特別嚴重，可以選擇安裝一個變比為1:1的隔離變壓器來減少干擾。</p><p><b>　　4）處理速度</b></p><p>　　PLC采用掃描方式工作。

50、從實時性要求來看，處理速度應越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數據的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。目前，PLC接點的響應快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。</p>&

51、lt;p><b>　　5）經濟性的考慮</b></p><p>　　選擇PLC時，應考慮性能價格比?？紤]經濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產品。輸入輸出點數對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出的卡件就需增加一定的費用。當點數增加到某一數值后，相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加，因此，點數的增加對CPU選用、存儲器容量

52、、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。</p><p>　　綜合以上要求和原則，考慮到本系統(tǒng)屬于小型的控制系統(tǒng)，所以我選擇國產信捷PLC，型號為XC3-32RT-E。</p><p>　　3.1.1 信捷XCXC3-32RT-E介紹</p><p><b>　　信捷PLC的優(yōu)勢：</b>&l

53、t;/p><p>　　1、具備3通道、80KHz、32位高速計數功能</p><p>　　XC本體配備了3通道，最高頻率高達80KHz的32位高速計數功能，可與旋轉編碼器直接相連，對來自編碼器的輸入進行計數。</p><p>　　多種計數模式可選：5路單相遞增模式、3路脈沖+方向模式、3路AB相模式。</p><p>　　2、24段高速計數中斷功

54、能</p><p>　　利用高速脈沖進行在指定位置的中斷操作，具有實時性好，可靠性高、成本低等優(yōu)點，可代替電子凸輪，每路高速計數器擁有24段32位的預置值。</p><p>　　3、高達400KHz的脈沖輸出，最多支持4路</p><p>　　XC系列帶有晶體管輸出的PLC一般具有2個脈沖輸出點（XC5-32RT-E具有4個脈沖輸出點），通過調用不同的指令，可進行多

55、種方式的輸出，輸出頻率最高可達400KHz。</p><p>　　4、強大的通訊和組網能力</p><p>　　XC系列PLC一般具有2個通訊口，最多可達4個，支持RS-232/485，CAN總線，可連變頻器、儀表等外設。</p><p><b>　　Modbus通訊</b></p><p>　　XC系列PLC支持Mod

56、bus通訊主或從方式，通過標準Modbus協(xié)議可以和大多數設備進行通訊。PLC一般處于從站通訊模式下。</p><p>　　5、業(yè)內首創(chuàng)的以C語言編寫功能塊指令</p><p>　　為了使XC系列PLC具有更強大的實用性以及更廣泛的兼容性，信捷公司率先開發(fā)出了以C語言來編寫功能塊，該功能的開發(fā)使用戶的程序具有更強的保密性，直接調用編輯好的功能塊指令，內部程序不可見。通過調用功能塊，不僅節(jié)省

57、了內部空間，減小了工作量，而且提高了編程效率。</p><p>　　C語言的編輯完全只需在XC的編程軟件XCP Pro中進行，兼容C語言支持的全部函數，此外，編寫的功能塊可以單獨存儲，以備后用。</p><p>　　6、獨創(chuàng)的I/O點切換功能</p><p>　　對用戶而言，在使用PLC的過程中經常會遇到這樣的苦惱，當內部光耦、繼電器或晶體管遭遇損壞的時候，對應的輸

58、入/輸出點將無法使用，解決的途徑要么是重新修改繁雜的程序，要么是向廠家尋求幫助，這樣不但繁瑣，而且周期長，影響了用戶正常的作業(yè)進度。</p><p>　　由信捷公司自主開發(fā)的新型PLC可以幫助用戶輕松解決這一難題，終端用戶只須在操作現場，利用文本顯示器或者觸摸屏進行簡單修改，PLC便又可以照常使用了。操作簡單快捷而有效。</p><p>　　在信捷TP軟件中內置了畫面60004和60005

59、來修改I/O點的切換，當需要進行替換時，只要放置一個畫面跳轉按鈕，進入修改畫面修改即可，如下圖所示：</p><p>　　7、本體加入PID控制功能</p><p>　　全新3.0版本的XC系列PLC在本體部分加入了PID控制指令，并提供了自整定功能。用戶可以通過自整定得到最佳的采樣時間及PID參數值，從而提高控制精度。</p><p><b>　　8、中

60、斷功能</b></p><p>　　XC系列PLC具有中斷功能，分為外部中斷、定時中斷、24段高速計數中斷，通過中斷可以處理一些特定的需要立即執(zhí)行的程序，不受用戶程序掃描周期影響。</p><p><b>　　9、豐富的擴展性能</b></p><p>　　XC系列本體可以通過外部擴展模塊和BD板以適應更多場合的使用需要。</

61、p><p>　　可擴展多達7個擴展模塊，I/O點數可增至284點，模塊的種類不受限制，可為輸入輸出擴展、可為模擬量處理、可為溫度處理。</p><p>　　10、擴充的軟元件容量和程序空間</p><p><b>　　11、豐富的指令集</b></p><p>　　XC系列不斷擴充指令的指令集目前已達到160條左右，包括最基

62、本的運算、比較、應用、邏輯控制等指令，還支持高速脈沖、高速計數、三角/反三角函數運算、位置控制、運動控制、圓弧差補等指令。</p><p>　　12、方便易用，更人性化設計的編程軟件XCP Pro</p><p>　　13、XCM系列的隨動功能</p><p>　　XCM作為運動控制的專用機型，其性能具有其他系列無法比擬的優(yōu)勢，XCM的隨動指令Follow可以將輸入

63、的高速脈沖做等比例的放大或縮小，然后從Y0，Y1輸出。因此，輸出的頻率將隨著輸入的頻率做出相應變化。</p><p><b>　　14、圓弧插補功能</b></p><p>　　圓弧插補是插補方式的一種，它是根據兩端點間的插補數字信息，計算出逼近實際圓弧的點群，控制刀具沿這些點運動，加工出圓弧曲線的。XCM的圓弧插補分為順時針和逆時針兩種方式。</p>

64、<p><b>　　15、保密下載功能</b></p><p>　　XC系列PLC均具有保密下載功能，保密下載可以使用戶的程序和數據永遠無法上傳，程序無法破解，以此保護用戶的知識產權。</p><p><b>　　16、其他特色功能</b></p><p><b>　　PWM脈寬調制</b>

65、</p><p>　　XC系列PLC中的PWM指令，可實現脈寬的調制，利用此功能可對變頻器、直流電機進行控制。</p><p><b>　　頻率測量</b></p><p>　　XC系列PLC中的FQRM指令可對頻率進行測量。</p><p><b>　　精確定時</b></p>&l

66、t;p>　　精確定時，是指以1ms為單位的32位定時器，可對精確定時進行讀取操作，此外支持精確定時中斷功能</p><p>　　3.2 變頻器的選擇</p><p>　　變頻器的選擇主要需要考慮一下幾個方面：</p><p>　　1） 變頻器及被控制的電機。電機的磁極對數一般不多于2為宜，否則變頻器的容量應該適當增大。為減少主電源穩(wěn)壓器干擾,在中間電路或變頻器

67、輸入電路中增加電抗器,或安裝前置隔離變壓器。一般當電機與變頻器距離超過50m時,應在它們中間串入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護電纜。</p><p>　　2） 變頻器箱體結構的選用。主要考慮變頻器的工作環(huán)境，如溫度、濕度、粉塵、酸堿度等因素。常見的變頻器結構有敞開型、封閉型和密閉型三種。敞開型主要可裝在電控箱內或電氣室內的屏、盤、架上，尤其適于多臺變頻器集中使用時選用,但環(huán)境條件要求較高。封閉型適于一般用途,可有少

68、量粉塵或少許溫度、濕度的場合。密閉型則可適應與環(huán)境差的場合。</p><p>　　3） 容量的選擇。變頻器容量選定過程，實際上是一個變頻器與電機的最佳匹配過程，最常見、也較安全的是使變頻器的容量大于或等于電機的額定功率，但實際匹配中要考慮電機的實際功率與額定功率相差多少，通常都是設備所選能力偏大，而實際需要的能力小，因此按電機的實際功率選擇變頻器是合理的，避免選用的變頻器過大，使投資增大。對于輕負載類，變頻器電流

69、一般應按1.1In(In為電動機額定電流)來選擇，或按廠家在產品中標明的與變頻器的輸出功率額定值相配套的最大電機功率來選擇。</p><p>　　4） 控制方式。目前常見的有兩種，一種是早期的V/F控制，另外一種就是現在的矢量控制。這兩種控制方式的主要區(qū)別在于：第一，控制精度。矢量控制是閉環(huán)控制，因此，控制精度較高，而V/F控制屬于開環(huán)控制，其控制精度相對于矢量控制來講，要低一些。第二，就是低頻扭矩。這主要看負載

70、的慣性，如果負載的慣性較大，而且需要長期低頻運轉的話，就要選用矢量控制的變頻器，所謂的低頻，一般是指小于等于10Hz。</p><p>　　本設計中所采用的電機較小，控制精度要求不高，所以可采用V/F控制的容量較小的變頻器。由于小車只在兩種速度下運行，對變頻器變頻的要求也不高。選擇信捷VB5-20P7變頻器，其具體參數如表所示。</p><p>　　產品外形及尺寸（單位：mm）</p

71、><p>　　3.3 電動機的選擇</p><p>　　本設計中，運料小車的電機選擇也是一個很重要的方面。由于在小車的自動運行過程中，小車要經過多次的加減速問題，因此在選擇電動機的時候，要注意對啟停性能方面的側重要求</p><p>　　3.3.1 正確選用電機的基本原則</p><p>　　為了更好的達到運料小車在運行過程中的功率要求，在選擇電

72、動機的時候，要根據電源電壓、使用條件、拖動對象選擇電動機，要求電源電壓與電動機額定電壓相符。并且還要考慮到安裝地點和工作環(huán)境，選擇各種型式的電動機</p><p>　　1) 首先根據工作情況的要求，確定電壓的的大小，選擇高壓的380V，還是選擇低壓的220V。</p><p>　　2） 電動機的機械特性、啟動、制動、調速及其它控制性能應滿足機械特性和生產工藝過程的要求，電動機工作過程中對

73、電源供電質量的影響（如電壓波動、諧波干擾等），應在容許的范圍內；</p><p>　　3） 按預定的工作制、冷卻方法基輔在情況所確定的電動機功率，電動機的溫升應在限定的范圍內；</p><p>　　4） 根據環(huán)境條件、運行條件、安裝方式、傳動方式，選定電動機的結構、安裝、防護形式，保證電動機可靠工作；</p><p>　　5） 綜合考慮一次投資以及運行費用，整個驅動

74、系統(tǒng)經濟、節(jié)能、合理、可靠和安全。</p><p>　　3.3.2 小型異步電動機的選擇</p><p>　　由于本設計中的運料小車結構比較小，因此在選擇電動機的時候，首先要考慮的就是選擇結構比較小的電動機，因此在該設計中，選擇結構比較小的異步電動機。在控制上，由于小車需要載著物料不斷的自行移動，因此，在電源控制上選擇由電纜輸送的電源控制方法。由于運料小車主要是在變頻器的控制下，基于PLC

75、進行速度的控制，因此對電動機的速度變化方面的要求不是很高，關注點主要集中在結構和功率的方面。</p><p>　　小型三相異步電動機，通常包括H80-315MM的電機，其產量大、用途廣，在電網的總負荷中，它的用電量為40%左右。六十年代初流行的為JO2系列電動機，該系列電機的功率等級、安裝尺寸與國際市場上的通用標準不同，另外該電機啟動轉矩較低和缺乏噪聲控制指標，因此現在我國現在使用的電機為Y系列電機。該電機堅固耐

76、用、安全可靠因此使用范圍越來越廣。然而有些用戶使用的電機年損壞率高5%，究其原因多半是選型不當、使用不妥、保護不善的緣故。</p><p>　　小型異步電動機可分為：基本系列、派生系列和專用系列。 </p><p>　　1） 基本系列：使用范圍廣、生產量大，是一種通用電機，如Y系列（IP44）小型三相異步電動機。 </p><p>　　2） 派生系列：按照不同的使用

77、要求，在基本系列的基礎上做了部分改動，另部件與基本系列有較高的通用性和一定程度的統(tǒng)一性。派生系列有電氣派生（如高效電機，YX系列）、結構派生（如繞線轉子電動機YR系列）、特殊環(huán)境派生（隔爆型電動機，YB系列）等幾種。 </p><p>　　3） 專用系列：與一般用途不同，具有特殊使用要求和特殊防護條件系列，如YZ、YZR冶金及起重用異步電動機。</p><p>　　a 基本系列技術參數

78、</p><p>　　1）外殼防護結構型式 </p><p>　　Y系列小型三相異步電動機基本系列 有IP23、IP44兩種外殼防護等級。IP23的含義是：IP－表示防護等級的標志符號，后面的兩位數字的要求如下：第一位數字，能防止手指接觸及機殼內帶電或轉動部分，能防止直徑大于12MM的小固體異物進入；第二位數字，與沿垂直線成60度或小于60度的淋水對電機應無有害影響。</p>

79、<p>　　圖3-2 小型異步電動機Y系列IP44型電動機</p><p>　　由于電動機需要安裝在運料小車上，所以在結構上要首先滿足結構尺寸上的要求，下面是該型號電動機的異步電動機機座號、功率及轉速對應表如表3-2。</p><p>　　2） 安裝結構及型式 </p><p>　　Y系列電動機的安裝結構，分為地腳安裝、用地腳附帶凸緣端蓋安裝和用一個凸緣

80、端蓋安裝等三種。根據三種基本安裝結構，電動機的安裝型式又分為臥式安裝或立式安裝和輸出軸伸向上或向下，即B3、B35、B5、V1、V15等安裝方式。在該設計中，小電機是通過螺栓連接在運料小車的底部。小車的底部開了一個遮護的槽，把小型電動機裝置在這個槽內，在車底部利用電鉆，鉆出一定數量的螺栓孔，電動機就在這里通過螺栓的連接，與小車連為一體，與運料小車一起向前移動。電動機的輸出端是一個皮帶輪，通過電動機上的皮帶輪，帶動主動軸上的帶輪旋轉，從而

81、推動小車向前移動。關于皮帶輪的選取，現在已經有很多型號的皮帶輪可供選擇，可以根據具體的工程需要，選擇合適的皮帶。在該設計方案中，由于小車有不斷的啟動和停止過程，中間還有可能會因為諸如軌跡等的問題發(fā)生過載現象，因此設計中充分考慮到這一點，選擇皮帶傳輸方式，一方面工藝上容易實現，另一方面，可以很好的實現過載保護。 </p><p><b>　　3） 冷卻方式 </b></p>&l

82、t;p>　　Y系列電機基本是靠周圍空氣來循環(huán)冷卻。因為運料小車在運行過程中需要不斷地啟動和停止，在這一過程中，會有比較大的熱量產生，因此在設計的時候，也要注意電動機的散熱問題，從而能夠讓小車一直以比較高效的狀態(tài)運行。</p><p>　　Y系列IP44三相異步電機在運行過程中內部損耗（鐵損、銅損、機械損耗）產生的熱量全部傳遞到電機表面，通過安裝在主軸的伸端的風扇驅動周圍空氣連續(xù)吹拂電機表面，帶走上述熱量，達

83、到冷卻電機的目的。 在該設計中，冷卻的時候是通過散熱風扇實現的，設計成后開口的方案，這樣可以使得小車在移動的過程中，可以最大程度的實現散熱問題。</p><p>　　表3-2 Y系列IP44型電動機機座號、功率及轉速對應表</p><p>　　b 電動機額定功率的計算</p><p>　　在選擇電動機的時候，要根據容量、效率、功率因數、轉數選擇電動機，如果容量選

84、擇過小，就會發(fā)生長期過載現象，影響電動機壽命甚至燒毀。如果容量選擇過大，電動機的輸出機械功率不能充分利用，功率因數也不高。因為電動機的功率因數和效率是隨著負載變化的。為了選擇合適的電動機，需要結合實際的工作情況，對電動機的輸出功率做一定的計算，從而更加準確合理的選擇電動機。電動的功率可以由下面的公式求出。</p><p>　　P=P1/η1η </p>

85、;<p>　?。?-1）式中:P－電動機的功率(KW);P1－生產機械功率(KW);</p><p>　　η1－生產機械本身效率;η－電動機效率。</p><p>　　在本設計中的生產機械是運料小車，它的功率是由小車一次可以運載的貨物重量決定的。在該設計中，假定小車每次可以運送的貨物重量每次不超過100公斤，那么小車的功率最大不超過0.5KW。由于摩擦等的存在，電動機等的效率

86、最高不會超過0.8。由上述公式可得出，電動機的功率大約為0.78 KW，因此可以選擇功率為1.1 KW的80 1型號的電動機。</p><p>　　3.4 旋轉編碼器 </p><p>　　旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置，光電式旋轉編碼器通過光電轉換，可將輸出軸的角位移、角速度等機械量轉換成相應的電脈沖以數字量輸出（REP）。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術參數主要有每轉脈沖數（幾十個到

87、幾千個都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組A/B相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速，還可以判斷旋轉的方向。</p><p>　　3.4.1 工作原理</p><p>　　由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對于

88、一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。</p><p>　　由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉與反轉，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。</p><p>　　編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通

89、和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個數量級，塑料碼盤是經濟型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。</p><p>　　分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉分度5~10000線。</p><p>　　信號輸出:信號輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,

90、集電極開路（PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL為長線差分驅動（對稱A,A-;B,B-;Z,Z-）,HTL也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。</p><p>　　信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機，PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關頻率有低有高。</p><p>　　如單相聯(lián)接，用于單方向計數，單方向測速。&l

91、t;/p><p>　　A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計數、判斷正反向和測速</p><p>　　A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測量</p><p>　　A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對稱負信號的連接，電流對于電纜貢獻的電磁場為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠的距離。</p><p>　　對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼

92、器，信號傳輸距離可達150米。</p><p>　　對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達300米。</p><p>　　其與PLC的接線如下圖所示：</p><p>　　3.4.2旋轉編碼器的參數</p><p>　　型號：ZKE4008全空心軸旋轉編碼器</p><p><b>　　3.

93、5 行程開關</b></p><p><b>　　a 行程開關概述</b></p><p>　　行程開關，是位置開關（又稱限位開關）的一種，是一種常用的小電流主令電器。利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。通常，這類開關被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自

94、動往返運動等。</p><p>　　在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關的作用是實現順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。用于控制機械設備的行程及限位保護。構造：由操作頭、觸點系統(tǒng)和外殼組成。</p><p>　　圖3-2 行程開關的表示符號</p><p>　　在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝在生產機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現

95、電路的切換。因此，行程開關是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。</p><p>　　行程開關被廣泛應用在各工業(yè)部門的各種生產機械的自動化控制系統(tǒng)中如組合機床和自動線。少者用幾個兒十個，多者可達上百個。若其中任何一個發(fā)生故障或損壞, 都會迫使生產機械停下來。所以, 行程開關的運行好壞, 直接影響到生產機械的開動率和產品質量。近幾年來, 集成電路控制裝置逐漸增多, 在這種控制系統(tǒng)中,

96、 由于采用集成電路, 控制裝置本身的故障率大大下降, 而行程開關的可靠性問題卻變得突出了。因此, 如何正確選擇和使用行程開關是一個值得重視的問題。</p><p>　　b 行程開關的結構種類</p><p>　　行程開關主要包括以下兩種結構：</p><p><b>　　1）滾輪式行程開關</b></p><p>　　

97、當運動機械的擋鐵塊(撞擊塊)壓到行程開關的滾輪上時，傳動桿連同轉軸一同轉動，使凸輪推動撞塊，當撞擊塊碰壓到一定位置時，推動微動快速動作。當滾輪上的擋鐵塊被移開后，復位彈簧就使行程開關復位。這種是單輪自動恢復式行程開關。而雙輪旋轉式行程開關不能自動復原，它是依靠運動機械反向移動時，擋鐵塊碰撞另一滾輪將其復原。 </p><p>　　當被控機械上的撞擊塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉向右邊，帶動凸輪轉動，頂下推桿，使微

98、動開關中的觸點迅速動作。當運動機械返回時，在復位彈簧的作用下，各部分動作部件復位。 </p><p>　　2）微動式的行程開關　</p><p>　　微動式的行程開關主要包括推桿、彈簧、壓縮彈簧、動斷觸點、動合觸點.它的作用原理和滾輪式行程開關類似，只是在受到很小的撞擊以后，就會發(fā)生動作，動作反應過程比較靈敏。</p><p>　　在本設計中，用到了比較多的行程開關

99、，在選擇的時候，考慮到作用效果和實際工況，選擇以微動式的行程開關為主。</p><p><b>　　3.6 人機界面</b></p><p>　　3.6.1 基本概念</p><p>　　人機界面是指人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領域或稱界面所說人機結合面，信息交換，功能接觸或互相影響，指人和機器的硬接觸和軟觸，此結合面不僅包括點線

100、面的直接接觸，還包括遠距離的信息傳遞與控制的作用空間。人機結合面是人機系統(tǒng)中的中心一環(huán)節(jié)，主要由安全工程學的分支學科安全人機工程學去研究和提出解決的依據，并過安全工程設備工程學，安全管理工程學以及安全系統(tǒng)工程學去研究具體的解決方法手段措施安全人機學。它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面。現在大量運用在工業(yè)與商業(yè)上，簡單的區(qū)分為“輸入”（Input）與“輸出”（Output）兩種，輸入

101、指的是由人來進行機械或設備的操作，如把手、開關、門、指令（命令）的下達或保養(yǎng)維護等，而輸出指的是由機械或設備發(fā)出來的通知，如故障、警告、操作說明提示等，好的人機接口會幫助使用者更簡單、更正確、更迅速的操作機械，也能使機械發(fā)揮最大的效能并延長使用壽命，而目前市面上所指的人機接口則多界狹義的指在軟件人性化的操作接口上。</p><p>　　3.6.2 組成及工作原理</p><p>　　人機界

102、面產品由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括處理器、顯示單元、輸入單元、通訊接口、數據存貯單元等，其中處理器的性能決定了HMI產品的性能高低，是HMI的核心單元。根據HMI的產品等級不同，處理器可分別選用不同的處理器。HMI軟件一般分為兩部分，即運行于HMI硬件中的系統(tǒng)軟件和運行于PC機Windows操作系統(tǒng)下的畫面組態(tài)軟件（如JB－HMI畫面組態(tài)軟件）。使用者都必須先使用HMI的畫面組態(tài)軟件制作“工程文件”，再通過PC機和HMI 產品的

103、串行通訊口，把編制好的“工程文件”下載到HMI的處理器中運行。</p><p>　　3.6.3 規(guī)格型號：</p><p>　　第四章 軟件系統(tǒng)設計</p><p>　　4.1 梯形圖的概述</p><p>　　梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。梯形圖與電氣控制的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人

104、員掌握，特別適用于開關量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設計稱為編程。</p><p>　　PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲單元，（軟繼電器），每一個軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應。該存儲單元為“1”狀態(tài)。則表示梯形圖中對應軟繼電器線圈“通電”，通常開觸點接通，常閉觸點斷開，

105、稱這種狀態(tài)時軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)，使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。</p><p>　　梯形圖兩側的公共線稱為母線（Bus bar），在分析梯形圖的邏輯關系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側母線(左母線和右母線)之間有一個左正、右負的直流電源電壓，母線之間有“能流”，從

106、左向右流動。右母線可以不畫出</p><p>　　4.2 運料小車梯形圖程序設計</p><p>　　4.2.1 狀態(tài)流程圖</p><p><b>　　4.2.2 梯形圖</b></p><p>　　4.2.3 輸入輸出表</p><p>　　4.2.4 觸摸屏操作畫面編輯</p>

107、<p>　　4.2.5 硬件外部接線圖</p><p><b>　　第五章 總結</b></p><p>　　本文主要進行了基于PLC控制的運料小車的運動控制的設計。運料小車一般是用在焦化廠等工業(yè)領域的設備，它的突出特點就是要求能在兩個相距不太遠的工藝地點上實現自動化的物料傳送功能。但是，所謂運料小車并不一定就是小車的形狀，它可以根據生產的產品的種類，設計

108、成漏斗狀的盒子或者小的平臺，只要在它的下面安裝一個負責控制的PLC單元和一個帶動行走部件的電機，即可統(tǒng)稱為運料小車。小車的行走距離一般比較短，從幾米到幾十米不等，這個根據物料的生產工藝確定。整個運料周期可根據產量進行調整，載料小車的運行模式通過主令控制器和PLC來實現，速度變化通過改變變頻器的頻率來實現。同時，智能主令控制器還將檢測到的料車位置以模擬信號形式送給PLC，PLC再將這些信號送給上位機，通過編程軟件在上位機動態(tài)畫面上顯示出料

109、車的位置和狀態(tài)，從而實現對運料過程的監(jiān)視和在線控制。</p><p>　　本文在運料小車的控制設計方面，圍繞著以下幾個方面做了比較詳細的分析設計研究：</p><p>　　（1）首先通過查閱相關文獻，在掌握目前工廠里運料小車的實際工作情況的前提下，規(guī)劃了整個系統(tǒng)的工藝流程。為了滿足工藝流程的需要，隨后進行了小車運動軌跡的設計，小車運動方式的設定等工作，最大程度的滿足了小車工藝流程的需要。&