橋式起重機PLC控制改造設(shè)計

1、橋式起重機PLC控制改造設(shè)計（此文檔為word格式，下載后你可任意修改編輯）第1章緒論11.1 過程控制技術(shù)的發(fā)展概述21.2 對起重機控制電路進行PLC改造的意義31.3 本設(shè)計的主要內(nèi)容4第2章橋式起重機電氣控制52.1 橋式起重機簡介52.2 橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求72.3 起重機電動機的工作狀態(tài)分析82.4 起重機控制原理分析10第3章起重機PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計213.1 可編程序控制器的功能和特點213.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計基本原則與主要內(nèi)容223.3 PLC硬件的選擇243.4 節(jié)省PLC輸入輸出點數(shù)的方法273.5 PLC的選型設(shè)計29第4章橋式起重機PLC控制

2、系統(tǒng)的程序設(shè)計394.1 PLC控制程序設(shè)計的一般步驟394.2 橋式起重機控制程序的設(shè)計40第5章橋式起重機PLC控制系統(tǒng)的檢修495.1 橋式起重機常見故障及可能原因495.2 20/5T橋式起重機電氣控制線路的常見故障檢修50參考文獻52結(jié)束語錯誤！未定義書簽。第1章緒論1.1 過程控制技術(shù)的發(fā)展概述在現(xiàn)代工業(yè)控制中，過程控制技術(shù)是一歷史較為久遠的分支。在本世紀30年代就已有應(yīng)用。過程控制技術(shù)發(fā)展至今天,在控制方式上經(jīng)歷了從人工控制到自動控制兩個發(fā)展時期。在自動控制時期內(nèi)，過程控制系統(tǒng)又經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，它們是：分散控制階段，集中控制階段和集散控制階段。從過程控制采用的理論與技術(shù)手段來

3、看，可以粗略地把它劃為三個階段：開始到70年代為第一階段，70年代至90年代初為第二階段，90年代初為第三階段開始。其中70年代既是古典控制應(yīng)用發(fā)展的鼎盛時期，又是現(xiàn)代控制應(yīng)用發(fā)展的初期，90年代初既是現(xiàn)代控制應(yīng)用發(fā)展的繁榮時期，又是高級控制發(fā)展的初期。第一階段是初級階段，包括人工控制，以古典控制理論為主要基礎(chǔ)，采用常規(guī)氣動、液動和電動儀表，對生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力和液位進行控制，在諸多控制系統(tǒng)中，以單回路結(jié)構(gòu)、PID策略為主，同時針對不同的對象與要求，創(chuàng)造了一些專門的控制系統(tǒng)，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滯后的Smith預(yù)估器，克服干擾的前饋控制和用級控制等等，這階段的主要任

4、務(wù)是穩(wěn)定系統(tǒng)，實現(xiàn)定值控制。這與當時生產(chǎn)水平是相適應(yīng)的。第二階段是發(fā)展階段，以現(xiàn)代控制理論為主要基礎(chǔ)，以微型計算機和高檔儀表為工具，對較復(fù)雜的工業(yè)過程進行控制。這階段的建模理論、在線辨識和實時控制已突破前期的形式，繼而涌現(xiàn)了大量的先進控制系統(tǒng)和高級控制策略，如克服對象特性時變和環(huán)境干擾等不確定影響的自適應(yīng)控制，消除因模型失配而產(chǎn)生不良影響的預(yù)測控制等。這階段的主要任務(wù)是克服干擾和模型變化，滿足復(fù)雜的工藝要求，提高控制質(zhì)量。1975年，世界上第一臺分散控制系統(tǒng)在美國Honeyw必司問世，從而揭開了過程控制嶄新的一頁。分散控制系統(tǒng)也叫集散控制系統(tǒng)，它綜合了計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和顯示技術(shù)，

5、采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，按總體分散、管理集中的原則，完成對工業(yè)過程的操作、監(jiān)視、控制。由于采用了分散的結(jié)構(gòu)和冗余等技術(shù)，使系統(tǒng)的可靠性極高，再加上硬件方面的開放式框架和軟件方面的模塊化形式，使得它組態(tài)、擴展極為方便，還有眾多的控制算法（幾十至上百種）、較好的人一機界面和故障檢測報告功能。經(jīng)過20多年的發(fā)展，它已日臻完善，在眾多的控制系統(tǒng)中，顯示出出類拔萃的風(fēng)范，因此，可以毫不夸張地說，分散控制系統(tǒng)是過程控制發(fā)展史上的一個里程碑。第三階段是高級階段，目前正在來到。1.2 對起重機控制電路進行PLC改造的意義目前，在企業(yè)中運行著的許多生產(chǎn)設(shè)備在控制技術(shù)方面都趨于落后和老化，但并未完成設(shè)備的設(shè)計壽命

6、。特別是設(shè)備主體的工作性能還十分穩(wěn)定和可靠，只是在新技術(shù)的應(yīng)用上跟不上時代的發(fā)展，運行中的消耗偏高，效率較低，控制性能不夠優(yōu)越。在這種情況下，若只為追求新技術(shù)的應(yīng)用而提前進行設(shè)備的更新?lián)Q代，將造成極大的浪費，同時增大設(shè)備投資的回收難度，提高企業(yè)的產(chǎn)品成本。本設(shè)計中20/5噸橋式起重機電氣驅(qū)動系統(tǒng)分為主鉤、副鉤、小車、大車四部分。在原傳動控制中，采用轉(zhuǎn)子用接電阻的調(diào)速方式，其設(shè)備存在缺點如下：1）起重機每天需進行大量的裝卸操作，由于繞線式電機調(diào)速是通過電氣驅(qū)動系統(tǒng)中的主要控制元件一一交直流接觸器和斷開電動機上的用接電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回

7、路用接的電阻因灰塵、設(shè)備震動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。因而設(shè)備故障率比較高，維修工作量比較大。2）拖動電動機容量大，啟動時電流對電網(wǎng)沖擊大，而且都是慣性負載，機械沖擊也較大，機械設(shè)備使用壽命短，操作人員的安全系數(shù)較差，設(shè)備運行可靠性低。3）起重機工作的協(xié)調(diào)性主要靠操作人員的熟練程度。由于由于副鉤、大車、小車凸輪控制器之間沒有固定的聯(lián)系，在起重機工作時操作人員勞動強度比較大，容易疲勞，易產(chǎn)生誤操作。要解決上述問題，最有前途的作法是對現(xiàn)有設(shè)備進行技術(shù)改造，提高舊設(shè)備的新技術(shù)含量。這樣既能有效地發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備主體的工作性能，又能降低成本、提高效率。采用PLC（可編程控制器）來控制橋式起重機的運行，可以充分

8、體現(xiàn)出PLC所具有的功能強，可靠性高、編程簡單、使用方便、體積小巧等優(yōu)點。起重機采用PLC控制，還能解決傳統(tǒng)控制方式下在操作方面的許多麻煩，包括開閉電機和起升電機在抓斗剛裝料閉合起升時難以同步等問題。同時，通過采用PLC控制可以減輕工人的勞動強度，提高抓斗橋式起重機的工作性能。因此，PLC在該方面的應(yīng)用具有重要的實用意義和推廣價值。1.3 本設(shè)計的主要內(nèi)容1）電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法2）繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計的一般要求3）橋式起重機電路的設(shè)計4）橋式起重機控制電路的工作原理5）橋式起重機電路控制器件的選擇6）橋式起重機電路的檢修圖2.1橋式起重機示意圖1-駕駛室2-輔助滑線架3-交流磁力控制屏4

9、-電阻箱5-起重小車6-大車拖動電動機7-端粱8-主滑線9-主粱第2章橋式起重機電氣控制2.1 橋式起重機簡介2.1.1 橋式起重機的結(jié)構(gòu)與分類起重機是一種用于起吊和放下重物并使重物在短距離內(nèi)水平移動的起重設(shè)備。起重設(shè)備有多種形式，有橋式、塔式、門式、旋轉(zhuǎn)式和纜索式等。橋式起重機通常分為單主梁、雙梁起重機兩大類。按吊具不同又可分為吊鉤、抓斗、電磁、兩用（吊鉤和可換的抓斗）橋式起重機。此外還有防爆、絕緣、雙小車、掛梁等橋式起重機。不形式的起重機分別用在不同的場合。如車站貨場使用的門式起重機；建筑工地使用的塔式起重機；生產(chǎn)車間使用橋式起重機。橋式起重機一般通稱行車或火車。橋式起重結(jié)構(gòu)示意如圖2.1

10、所示，起重機可以在大車能夠行走的整個車間范圍內(nèi)進行起重運輸。橋式起重機主要由大車和小車組成橋架機構(gòu)，主鉤和副鉤組成提升機構(gòu)。大車的軌道敷設(shè)在沿車間兩側(cè)的立柱上，大車可在軌道上沿車間縱向移動；大車上有小軌供小車橫向移動；主鉤和副鉤都裝在小車上，主鉤用來提升重物，副鉤除了可提升輕物外，在它額定負載范圍內(nèi)也可協(xié)同主鉤輕轉(zhuǎn)或翻倒工作用。但不允許兩鉤同時提升兩個物件，兩個吊鉤再單獨工作時均只能起吊重量不超過額定重量的重物，當兩個吊鉤同時工作時，物件重量不允許超過主鉤的起重量。大車運行機構(gòu)有分別驅(qū)動和集中驅(qū)動兩種，目前我國生產(chǎn)的橋式起重機大都采用分別驅(qū)動方式。小車由起升機構(gòu)和小車運行機構(gòu)組成，小車運行機構(gòu)

11、采用集中驅(qū)動方式。2.1.2 橋式起重機的供電特點起重機的電源為380V,由公共的交流電源供給。由于起重機在工作時是經(jīng)常移動的，同時，大車與小車之間、大車與廠房之間都存在相對運動，因此，要采用可移動的電源設(shè)備供電。一般采用軟電纜供電。軟電纜可隨大、小車的移動而伸展和疊卷。另一種方法是采用滑觸線和集電刷供電。三根交流電源經(jīng)由三根主滑觸線與滑動的集電刷，引進起重機駕駛室內(nèi)的保護控制柜上再從保護控制柜引出兩相電源至凸輪控制器，另一相稱為電源的公用相，它直接從保護控制柜接到各電動機的定子接線端?；|線通常采用角鋼、圓鋼或工字鋼等鋼性導(dǎo)體制成。2.1.3 橋式起重機的主要技術(shù)參數(shù)橋式起重機的主要技術(shù)參數(shù)

12、有起重量、跨度、起升高度、起升速度、運行速度和工作級別等。1、起重量系指被起升物的重量，有額定起重量和最大起重量兩個參數(shù)。額定起重量是指起重機允許吊起的物品連同可分吊具重量的總和。最大起重量是指在正常工作條件下允許吊起的最大額定起重量。起重機械最大起重量在國家標準GB783-87中已有規(guī)定。2、跨度起重機主梁兩端車輪中心線間的距離，即大車軌道中心線間的距離稱作跨度。3、起升高度吊具或抓取裝置的上極限位置與下極限位置之間的距離，稱為起升高度。4、工作速度橋式起重機的工作速度包括起升速度及大、小車運行速度。起升速度指吊物（或其它取物裝置）在穩(wěn)定運動狀態(tài)下，額定載荷時的垂直位移速度。中、小起重量的起

13、重機起升速度一般為820m/min。小車運行速度一般為3050m/min。大車運行速度一般為80120m/min。5、工作級別起重機的工作級別是根據(jù)起重機利用等級和載荷狀態(tài)劃分的，它反映了起重機的特性。按工作級別使用起重機，可安全又充分發(fā)揮起重機的功能。關(guān)于工作級別可參閱GB3811-83起重設(shè)計規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。2.2 橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求橋式起重機工作環(huán)境惡劣，粉塵大，溫度高，空氣潮濕，其工作性質(zhì)為重復(fù)短時工作制。因此，拖動電動機經(jīng)常處于起動、制動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)；同時，負載很不規(guī)律，經(jīng)常承受大的過載和機械沖擊；另外，起重機要求有一定的調(diào)速范圍。為此，專門設(shè)計制造了YZ

14、R系列起重及冶金用三相感應(yīng)電動機。為了更好地起重行業(yè)更新橋式起重機配套電機的需要，在YZR系列基礎(chǔ)上運用計算機重新設(shè)計其電磁方案，研究出了YZR-Z系列起重專用電機。2.2.1 起重用電動機的特點1）電動機按斷續(xù)周期工作制設(shè)計制造，其代號為S3。在斷續(xù)工作狀態(tài)下用負載持續(xù)率FC%表示。(2-1)負載持續(xù)時間FC%100%周期時間一個周期通常是為10min,標準的負載持續(xù)率有15%、25%、40%、60%等幾種。2）具有較大的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)重載下的起動、制動和反轉(zhuǎn)。3）電動機轉(zhuǎn)子制成細長形，轉(zhuǎn)動慣量小，減小了起、制動時的能量損耗。4）制成封閉型，具有較強的機械結(jié)構(gòu)，有較大的氣隙，以適應(yīng)

15、多塵土和較大機械沖擊的工作環(huán)境；具有較高的耐熱絕緣等級，允許溫升較高。2.2.2 提升機構(gòu)與移動機構(gòu)對電力拖動自動控制的要求為了提高起重機的生產(chǎn)率和生產(chǎn)安全，對起重機提升機構(gòu)電力拖動自動控制提出如下要求：1）具有合適的升降速度，空鉤能快速升降，輕載提升速度應(yīng)大于額定負載的提升速度。2）具有一定的調(diào)速范圍，普通起重機調(diào)速范圍為3:1,對要求較高的起重機，調(diào)速范圍可達（510）:1。3）適當?shù)牡退賲^(qū)，提升重物開始或下降重物到預(yù)定位置附近，都需要低速。為此，在30麻定速度內(nèi)應(yīng)分成幾檔，以便靈活操作。高速向低速過渡應(yīng)逐級減速，保持穩(wěn)定運行4）提升的第一檔為預(yù)備檔，用以消除傳動間隙，將鋼絲張緊，避免過大

16、的機械沖擊。但預(yù)備級的起動轉(zhuǎn)矩不能大，一般限制在額定轉(zhuǎn)矩的一半以下5）負載放下時，依據(jù)負載大小，拖動電動機可以是電機狀態(tài)、倒拉反接制動狀態(tài)與再生發(fā)電制動狀態(tài)。6）為了安全，有機械抱閘的機械制動，以減輕機械抱閘的負擔。不允許只有電氣制動而無機械制動，不然發(fā)生電源事故停電時，在無制動力矩作用圖2.2提升物品時的正向電動狀態(tài)下，重物將自由下落，造成設(shè)備或人身事故。大車運行機構(gòu)與小車運行機構(gòu)對電力拖動自動控制的要求比較簡單，只要有一定的調(diào)速范圍，分幾檔進行控制即可。為實現(xiàn)準確停車，應(yīng)采取制動停車。2.3 起重機電動機的工作狀態(tài)分析圖2.3 下放空鉤或輕載時的 反向電動狀態(tài)2.3.1 大車、小車行走機構(gòu)

17、電動機的正、反向電動狀態(tài)運行起重機大車和小車運行機構(gòu)電動機的負載轉(zhuǎn)矩為運行傳動機構(gòu)和車輪滾動時的摩擦阻力矩，其值為一常數(shù)，方向始終與運動方向相反。因此，大車與小車來回移動時，拖動電動機處于正向與反向電動狀態(tài)運行。2.3.2提升重物時的正向電動工作狀態(tài)提升物品時，電動機負載轉(zhuǎn)矩Tl由重力轉(zhuǎn)矩Tw及提升機構(gòu)摩擦阻轉(zhuǎn)矩Tf兩部分組成，當電動機電磁轉(zhuǎn)矩T克服負載轉(zhuǎn)矩Tl時，重物將被提升；當二者相等時，重物以恒定速度提升。特性如圖2.2所示特性，此時電動機處于正向電動狀態(tài)。2.3.3 當空鉤或輕載下放時的反向電動狀態(tài)當空鉤或輕載下放時，由于負載重力轉(zhuǎn)矩小于提升機構(gòu)摩擦阻轉(zhuǎn)矩，此時依靠重物自身重量不能下降

18、。為此，電動機必須向著重物下降方向產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并與重力轉(zhuǎn)矩一起共同克服摩擦阻轉(zhuǎn)矩，強使空鉤或輕載下放，這在起重機中常叫做強迫下降。電動機工作在反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)，如圖2.3所示。電動機運行在-na下，以na速度下放重物。2.3.4 在中載或重時的再生制動狀態(tài)在中載或重載長距離下降重物時，可將提升電動機按反轉(zhuǎn)相序接線，產(chǎn)生下降方向的電磁轉(zhuǎn)矩，此時電磁轉(zhuǎn)矩T與重力轉(zhuǎn)矩Tw的方向一致，仍如圖2.3所示，使電動機很快加速并超過電動機的同步轉(zhuǎn)速。此時，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢和電流均改變方向，產(chǎn)生阻止重物下降的電磁轉(zhuǎn)矩。當電磁轉(zhuǎn)矩=負載轉(zhuǎn)矩時，電動機以高于同步轉(zhuǎn)速的速度穩(wěn)定運行，所以也可稱為超同步制動，如圖2.

19、4所示。2.3.5 下放重載時的倒拉反接制動狀態(tài)圖2.4下放在中載或重時的再生制動狀態(tài)圖2.5下放重載時的倒拉反接制動狀態(tài)圖2.6單相電動狀態(tài)機械特性在下放重型載荷時，為獲得低速下降，確保起重機工作安全平穩(wěn)，常采用倒拉反接制動。此時，電動機定子仍按正轉(zhuǎn)提升相序接線，但在轉(zhuǎn)子電路中用接較大電阻，這時電動機起動轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩Tl,因此電動機就被載荷拖動，迫使電動機反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)以后電動機的轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子的電動勢和電流都加大，轉(zhuǎn)矩也隨之加大，直至T=Tl,如圖2.5所示。2.3.6 低速下放或中載時的單相制動狀態(tài)單相制動狀態(tài)是將電動機定子三相繞組中的任意兩相并聯(lián)后與第三相繞組串聯(lián)接在電源線電壓上，使電

20、動機構(gòu)成單相接電狀態(tài)。這時，電動機定子產(chǎn)生一個脈動磁場，將這個脈動磁場分解為兩個轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場。這兩個旋轉(zhuǎn)磁場都要產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。所以，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩將是這兩個旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和。圖2.6中曲線1、2分別為正向和反向旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的機械特性，曲線3為合成機械特性。由曲線3可知，當n=0時，T=O,故此時電動機通電后不能起動旋轉(zhuǎn)，但若在外力作用下使電動機起動，可使電動機工作。如果加大電動機轉(zhuǎn)子外加電阻，使其正向與反向特性變軟，則合成特性為一條通過坐標原點在二、四象限的直線，如圖2.7所示，此時電動機處于制動狀態(tài)。這時，如果電動機在重力負載作用下，電動機將處于第四象限的倒

21、拉制動狀態(tài)，稱為單相倒拉制動，適用于輕載低速下降。與倒拉反接制動下放物件相比，不會出現(xiàn)輕載不但不下降反而上升之弊端。但不適用于重載下放，因此時將發(fā)生高速下降的飛車事故。2.4 起重機控制原理分析2.4.1 起重機的保護箱起重機電氣控制一般具有下列保護與聯(lián)鎖環(huán)節(jié)：電動機過載保護；短路電流保護；失壓保護；控制器的零位保護；行程限位保護；艙蓋、欄桿安全開關(guān)及緊急斷電保護等。另外，起重機有關(guān)機構(gòu)安裝各類可靠靈敏的安全裝置，常用的有緩沖器、起升高度限位器、負荷限制器及超速開關(guān)等。采用凸輪控制器或凸輪、主令兩種控制器操作的交流橋式起重機，廣泛使用保護箱。保護箱由刀開關(guān)、接觸器、過電流繼電器等組成，用于控制

22、保護起重機，實現(xiàn)電動機過流保護，以及失壓、零位、限位等保護。起重機上用的標準保護盤為XQB1系列。圖2.8為XQB1-250-4F/口型保護箱的電氣原理圖。它用來保護5臺繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機，大車為分別驅(qū)動。圖中Q為三相刀開關(guān)，KM為線路接觸器,KOC0為總過電流繼電器，KOC1KOC5為各機構(gòu)電動機過電流繼電器，SA1、SA2、SA3、SA4分別為小車、主鉤、大車、副鉤的零位保護觸點，SQ1-SQ8分別為大車、小車和提升機構(gòu)的限位開關(guān)，SQ11為緊急事故開關(guān)，SQ9、SQ10為艙口門和橋架門安全開關(guān)，HL為電源信號燈，AL為電鈴，XS1XS3為13L2Y-Yxsi I丫X53 止 .鏟 HLY

23、.yxjiiFUQS1 SQ11 SQ10SQ9TKMKM七二 二E -i-i KOC3 KOC1 KOC0KOC5 KOC4SA1 SA2 SA3 SA4SQ8 SQ7 SQ6 SQ5 SQ4 SQ3 SQ2 SQ1J KM圖2.8XQB1-250-4F/口型保護箱的電氣原理圖電源（36V、220V）插座，EL1EL4為照明燈。2.4.2 起升機構(gòu)控制原理分析（主鉤和副鉤）橋式起重機的起升機構(gòu)一般采用凸輪控制器或主令控制器操作，由于主令控制器與磁力控制屏組成的控制電路較復(fù)雜，使用元件多，成本高，故一般在以下情況下采用主令控制器控制：1）拖動電動機容量大，凸輪控制器容量不夠。2）操作頻率高，每

24、小時通斷次數(shù)接近或超過600次3）起重機工作繁重，操作頻繁，要求減輕司機勞動強度，要求電氣設(shè)備具有較高壽命。4）起重機要求有較好的調(diào)速、點動等運行性能。本設(shè)計中,20/5t交流橋式起重機的起升機構(gòu)主鉤采用的是POS1型主令控制電路，如圖2.9所示，它是由主令控制器發(fā)出動作指令，使磁力控制屏中各相應(yīng)接觸器動作，來換接電路，控制起升機構(gòu)電動機按與之相應(yīng)的運行狀態(tài)來完成各種起重吊運工作。副鉤也采用主令控制器來控制其原理與與主鉤的控制原理大體相同，副鉤中沒有點動操作，具制動采用電磁抱閘，如圖2.10所示。2.4.2.1 控制電路特點1）可逆不對稱電路；2）主令控制器檔數(shù)為3-0-3,12個回路；3）電

25、動機轉(zhuǎn)子用接電阻級數(shù)：當被控制電動機功率為100kW及其以下時為4級可短接電阻，125kW以上時為5級；其中第一、二級電阻系手動控制切除，其余由時間繼電器自動控制切除，其延時整定值為0.6s、0.3s、0.15s；4）下降“1”檔為倒拉反接制動檔，可實現(xiàn)重型負載的低速下降。當主令控制器手柄由：“0”扳到下降“1”檔時，電路不動作，只有當控制器手柄由下降“2”或下降“3”檔返回下降“1”檔時，電路才動作，以避免發(fā)生輕載在該檔發(fā)生不但不下降反而上升的現(xiàn)象；5）下降“2”檔為單相制動檔，實現(xiàn)輕載時的低速下降；輸入點數(shù)為56個，輸出點數(shù)為39個；6）下降“3”檔為再生制動檔，可獲得高于同步轉(zhuǎn)速的高速下

26、降。主令控制器主要用于要求按一定順序頻繁操縱的控制線路中，如繞線電動機按順序切除轉(zhuǎn)子附加電阻，也可實現(xiàn)與其它控制線路聯(lián)鎖、轉(zhuǎn)換的目的。它的結(jié)構(gòu)與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)有些類似，也是通過手柄操作凸輪，使觸點按規(guī)定的接通表也是通過手柄操作凸輪，使觸點按規(guī)定的接通表閉合或斷開電路，但其觸點對數(shù)較多。主令控制器的觸點沒有滅弧裝置，使觸點分斷能力只比按鈕稍大。在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。設(shè)計中應(yīng)用的i/o端子數(shù)分別是：輸入點數(shù)為56個，輸出點數(shù)為39個；L1 L2L3L1L2VD2D DD圖2.9POS1型千令控制電路原理圖7）停車時，電路保證制動器驅(qū)動元件先于電動機0.6s停電，防止溜鉤；8）采用時

27、間繼電器KT1延遲電動機可逆運行轉(zhuǎn)換時間，防止接觸器KM1-KM3、KM3-KM2可逆轉(zhuǎn)換時可能造成的相間短路。同時，由于KT1的短暫延時，在控制器手柄由“0”扳到下降“3”位時，接觸器KM3不動作；9）重型載荷時，在某些場合需經(jīng)常使用點動操作，為此可對控制器進行在某些場合需經(jīng)常使用點動操作重型載荷時，在某些場合需經(jīng)常使用點動操作，為此可對控制器進行在某些場合需經(jīng)常使用點動操作，為此可對控制器“0”-下降“2”-“0”的操作。為簡化操作在某些場合需經(jīng)常使用點動操作，為此可對控制器，可在圖2.9中按加接ab與cd環(huán)節(jié)，此時可操作腳踏開關(guān)SF,使SF常開觸點閉合，然后扳動控制器手柄進行“0”-下降

28、“1”-“0”的操作，即可實現(xiàn)點動控制。使SF常開觸點閉合，然后扳動控制器手柄進彳T “0” -下降“1“0”的操作，即可實現(xiàn)點動控制L1 L2L3L1L22.4.2.2 電路工作情況分析合上電源開關(guān)Q1、Q2,主令控制器SA置于“0”位，零電壓繼電器KHV1通電吸合并自鎖，直流電磁式時間繼電器KT3、KT4、KT5通電吸合，具常閉斷電延時閉合觸點斷開，為斷電延時做準備。（1）提升重物的控制1）控制器手柄由“0”位扳至上升“1”位時，由于觸點KM1斷開，使時問繼電器KT3斷電釋放，具觸點KT3（SA8支路）經(jīng)0.6s延時后閉合，使KM4通電吸合，短接一段轉(zhuǎn)子電阻R1,電動機運行在圖2.11“上

29、1”特性曲線上。短接一段轉(zhuǎn)子電阻R1,電動機運行在圖2.11“上1”特性曲線上。短接一段轉(zhuǎn)子電阻R1,電動機運行在圖2.11“上1”特性曲線上。短接一段轉(zhuǎn)子電阻R1,電動機運行在圖2.11“上1”特性曲線上。在KM8通電吸合后，經(jīng)KM8、KM1觸點使KT2通電吸合，觸點KT2（SA5支路）、KT2（SA11支路）瞬時閉合，前者為KM8延時斷電，制動器延時閉合準備，后者為KM1通電提供又一通道。2）當控制器手柄由提升“1”位扳到提升“2”位時，接觸器KM5通電吸合，短接轉(zhuǎn)子電阻R2,電動機運行在圖2.11的上2特性曲線上。同時，觸點KM5（KT4線圈支路）斷開，使時間繼電器KT4斷電釋放，觸點K

30、T4（SA10支路）經(jīng)0.3s延時后閉合，為進一步提高轉(zhuǎn)速做準備。3）控制器手柄由提升“2”位扳至提升圖2.11起升電機的機械特性3”位時，接觸器KM6通電吸合,特性上，但這并不是電動機再短接一段轉(zhuǎn)子電阻R3,進入圖2.11”上3穩(wěn)定運行狀態(tài)。因為此時觸點KM6 （KT5線圈支路）斷開，使時間繼電器KT5斷電釋放，經(jīng)0.15s延時后又使接觸器KM7通電吸合，再短接一段轉(zhuǎn)子電阻R4,只剩一段常接電阻R5,電動機穩(wěn)定工作在圖2.10“上3”特性曲線上。當控制器手柄由提升“3”位依次扳回提升“2”位與提升“1”位時，電動機相應(yīng)工作在圖2.11”上2、上1”特性上。但當由提升“1”位扳回“0”位時，電

31、路保證KM8先斷電，經(jīng)KT2延時觸點斷開才使KM1斷電釋放，這就使制動器先進行制動，然后再切斷電動機提升相序電源，保證有效地制動。（2）下降重物的控制1）當控制器手柄由“0”位扳到下降“1”位時，接觸器KM1、KM8仍處于斷電釋放狀態(tài)。所以，電動機未接電源，制動器未打開，不致引起重載下降，也不會引起輕載不但不下降反而上升的現(xiàn)象發(fā)生。但此時時間繼電器KT3、KT4、KT5通電吸合，為斷電延時做準備。2）當控制器手柄由下降“1”位扳至下降“2”位時，將上升限位開關(guān)SQ1短接；時間繼電器KT1通電吸合，經(jīng)延時后使接觸器KM3通電吸合，相繼使接觸器、繼電器KM8、KT2通電吸合；接觸器KM4通電吸合，

32、使電動機轉(zhuǎn)子電阻R1短接。在申入較大轉(zhuǎn)子電阻情況下，制動器松開，電動機定子接入單相交流電源，處于單相制動狀態(tài)運轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)輕型載荷的低速下降。電動機運行在圖2.11單相制動特性曲線上，即“下2”曲線上。3）當控制器手柄由下降“2”位扳向下降“3”位時，KM3、KT1同時斷電釋放，經(jīng)KT1（0.110.16s）的延時后，使KM2通電吸合，以保證在KM3斷電釋放后，KM2才通電吸合，避免發(fā)生三相短路。并使KT2、KM4、KM5、KM8相繼通電吸合。電動機定子按下降相序接線，轉(zhuǎn)子短接電阻R1、R2兩段電阻，制動器松開，電動機運行在圖2.11“下3'”特性上。另外，觸點KM5（KT4線圈支路）斷

33、開，使KT4斷電釋放，經(jīng)0.3s延時使KM6通電吸合，短接轉(zhuǎn)子電阻R3,電動機運行在圖2.10“下3'”特性上，而觸點KM6（KT5線圈支路）斷開，又使KT5斷電釋放，經(jīng)0.15s延時后，使KM7通電吸合，又短接一段電阻R4,電動機運行在圖2.11“下3”特性上。該檔可用于任何負載的強力下降或再生制動下降。一般來說，對于重型載荷的短距離下降，可選擇下降“1”檔，以倒拉反接制動下降為宜；對于輕型載荷的矩距離下降，可選擇下降“2”檔，以單相制動下降；對于輕型和中型載荷的長距離下降，可選擇下降“3”，以強力或再生制動下降；對于重型載荷的長距離下降，可選將控制器手柄扳至下降“3”檔作高速下降，

34、當距離落放點較近時，再將手柄扳回下降“1”檔，以低速來完成余下行程的下放，這樣既安全、平穩(wěn)而又經(jīng)濟。4）當控制器手柄由下降“3”位扳到下降“2”位時，電動機處于單相制動狀態(tài)，獲得低速下降。5）當控制器手柄由下降“2”位扳回到下降“1”位時，KM3、KT1、KM4斷電釋放，KT2相繼斷電釋放，但因觸點KT2（SA5支路）延時0.6s才斷開，觸點KT1（SA4支路）經(jīng)0.11-0.16S延時閉合，這就使KM1通電吸合，電動機按提升相序接通電源，轉(zhuǎn)子電阻全部用入。同時，由于KM8相繼通電吸合，在KM1、KM8輔助觸點作用下，使KT2恢復(fù)通電吸合，又保持KM1、KM8的通電吸合。此時，電動機工作在倒拉

35、反接制動狀態(tài)，實現(xiàn)重型載荷的低速下降。6）當控制器手柄由提升或下降各檔位扳回到0”位時，制動器制動,但觸點KT2（SA4支路）需經(jīng)0.6s延時才斷開，在延時期間KM1仍保持通電吸合，電動機仍產(chǎn)生提升的電磁轉(zhuǎn)矩，在該轉(zhuǎn)矩與制動器共同作用下防止溜鉤現(xiàn)象。7）換向時間繼電器KT1（動合延時0.11-0.166開斷延時0.15-0.20S）,以延長可逆轉(zhuǎn)換時間，防止接觸器KM1-KM3、KM3-KM2可逆轉(zhuǎn)換時可能造成的相間短路。同時，由于KT1的短暫延時，在主令控制器手柄快速由“0”位扳到下降“3”位途徑下降“2”位時，KM3不動作，不會進行單相制動。8）點動操作控制在圖2.9電路中按圖2.12接入

36、ab與cd環(huán)節(jié)。圖中ab與cd環(huán)節(jié)中的SF為腳踏開關(guān)，KM為接觸器。點動時，踏下腳踏開關(guān)SF,操縱主令控制器手柄在“外降"1-'”0間方便地進行。下降SA上升KM8圖2.12點動操作接線圖d當SF壓下，控制器手柄從“0”位扳到下降“1”位時，觸電SA5SA11閉合，KM通電吸合，KM1通電吸合，KM8、KT2相繼通電吸合。電磁抱閘松開，轉(zhuǎn)子串入全部電阻，電動機運行在圖2.10中下1特性曲線上，對重載進行倒拉反接制動下降。當控制器手柄由下降“1”位扳回“0”位時，KM9、KM8、KT2斷電釋放，電磁抱閘進行制動，KM1經(jīng)KT2延時0.6s斷開觸點斷開后才斷電釋放，以防止溜鉤。若

37、重復(fù)上述操作，便可獲得重載下的點動下降重物的控制。接入點動控制環(huán)節(jié)，若要實現(xiàn)輕載下降重物的點動控制，可操作主令控制器手柄在“0”位-下降“2”位-“0”位間進行。這時電動機運行在單相制動下降狀態(tài)2.4.3 運行機構(gòu)控制原理大車與小車運行機構(gòu)在工作中要求有一定的調(diào)速范圍，能獲得幾檔運行速度。它安有制動器與限位行程開關(guān)，設(shè)有能吸收車體運動動能的緩沖器，其電氣控制有凸輪控制型控制電路與PQY系列主令控制電路。小車運行機構(gòu)采用KT14-25J/1型凸輪控制器，其電氣原理圖如圖2.12所示。-0L1圖2.12凸輪控制器控制電路如圖2.12可知凸輪控制器左右各有5個工作位置，共有9對常開觸點、3對常閉觸點

38、，采用又t稱接法。其中4對主觸點接于電動機定子電路進行倒檔控制，實現(xiàn)電動機正、反轉(zhuǎn)；另5對主觸點接于電動機轉(zhuǎn)子電路，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子電阻的接入和切除。另外，在凸輪控制器控制電路中，過流繼電器KOC實現(xiàn)過載與短路保護；緊急開關(guān)SEM作事故情況下的緊急停電保護；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關(guān)SQ3,防止人人在橋架上開車以確保人身安全；電磁抱閘YB實現(xiàn)電動機的機械制動。緊急開關(guān)SEM作事故情況下的緊急停電保護；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關(guān)SQ3,防止人人在橋架上開車以確保人身安全；故情況下的緊急停電保護；在起重機端梁上欄桿門與司機室艙口門上裝有安全開關(guān)SQ3,防止人人在

39、橋架上開車以確保人身安全；防止人人在橋架上開車以確保人身安全電磁抱閘YB實現(xiàn)電動機的機械制動。大車運行機構(gòu)采用KT14-25J/2型凸輪控制器，其控制箱有PQY系列主令控制器等，PQY系列主令控制電路如圖2.13所示KM"KM blKM1A0112工KM1IrTKM12KM 13nKMnKTfirnr比4席3digKM17KM1«型？ :KM 14KM 18圖2.13PQY系列主令控制電路下面以PQY系列主令控制電路為例進行分析。2.4.3.1 PQY型主令控制電路分類PQY系列運行機構(gòu)控制電路按控制電動機臺數(shù)和線路特征分為4種；PQY1型：控制1臺電動機；PQY2型：控制

40、2臺電動機；POY3型：控制3臺電動機，允許1臺電動機單獨運轉(zhuǎn)；POY4型：控制4臺電動機，分成兩組，允許每組電動機單獨運轉(zhuǎn)。2.4.3.2 POY2型主令控制電路分析PQY2型主令控制電路是用來控制兩臺拖動電動機的運行機構(gòu)，圖2.13為PQY2型主令控制電路圖，該電路特點是：1）可逆對稱電路；2）主令控制器檔數(shù)為3-0-3,6個回路；3）電動機轉(zhuǎn)子串接起動與調(diào)速電阻級數(shù)（不包括軟化級）按電動機功率分為兩種：100kW及以下時為4級；第一、二級由主令控制器手動控制，后兩級由繼電器接觸器控制自動切除，具延時繼電器延時整定為3s、1.5s或2s、1s。電動機功率為125kW及以上時為五級，第一、二

41、級系手動切除，其余各級為自動切除，具延時整定值為3s、1.5s、0.75s或2s、或2s、1s、0.5s4）制動器驅(qū)動元件沒有專門接觸器控制，而是由電動機正、反轉(zhuǎn)接觸器KM10、KM11主觸點控制，它與電動機同時通電與斷電。主令控制器反向第一檔為反接制動停車。如要快速停車，可將手柄由正轉(zhuǎn)第一位推向反轉(zhuǎn)第一位。這時，在轉(zhuǎn)子回路中串入全部電阻，電流不會超過容許值，當轉(zhuǎn)速快接近零時，迅速將手柄扳回“0”位圖中SQ3、SQ4為正反向限位開關(guān)。第3章起重機PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計3.1可編程序控制器的功能和特點PLC是電子技術(shù)、計算機技術(shù)與繼電邏輯自動控制系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物。它不僅充分發(fā)揮了計算機的優(yōu)點，以滿

42、足各種工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制的需要，同時又照顧到一般電氣操作人員的技術(shù)水平和習(xí)慣，采用梯形圖或狀態(tài)流程圖等編程方式，使PLC的使用始終保持大眾化的特點。PLC的型號繁多，各種型號的PLC功能不盡相同，但目前的PLC一般都具有下列功能：(1)條件控制PLC具有邏輯運算功能，它能根據(jù)輸入繼電器觸點的與(AND)、或(OR)等邏輯關(guān)系決定輸出繼電器的狀態(tài)(ON或OFF),故它可代替繼電器進行開關(guān)控制。(2)定時控制為滿足生產(chǎn)工藝對定時控制的要求，一般PLC都為用戶提供足夠的定時器.如三菱FX2型PLC共有256個定時器。所有定時器的定時值可由用戶在編程時設(shè)定，即使在運行中定時值也可被讀出或修改，使用靈

43、活，操作方便。(3)計數(shù)控制為滿足對計數(shù)控制的需要，PLC向用戶提供上百個功能較強的計數(shù)器，如FX2型PLC可向用戶提供241個計數(shù)器。其中6個高速計數(shù)器，121個電池后備計數(shù)器。所有計數(shù)器的設(shè)定值可由用戶在編程時設(shè)定，且隨時可以修改。(4)步進控制步進順序控制是PLC的最基本的控制方式，但是許多PLC為方便用戶編制較復(fù)雜的步進控制程序，設(shè)置了專門的步進控制指令。如FX2型PLC中擁有上千個狀態(tài)元件，為用戶編寫較復(fù)雜的步進順控程序提供了極大的方便。(5)數(shù)據(jù)處理PLC具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，除能進行加減乘除運算甚至開方運算外，還能進行字操作、移位操作、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼等數(shù)據(jù)處理。(6)通信和聯(lián)網(wǎng)

44、由于PLC采用了通信技術(shù)，可進行遠程的I/O控制。多臺PLC之間可進行同位鏈接(PLCLink),還可用計算機進行上位鏈接(HostLink),接受計算機的命令，并將執(zhí)行結(jié)果告訴計算機。一臺計算機與多臺PLC可構(gòu)成集中管理、分散控制的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制(7)對控制系統(tǒng)的監(jiān)控PLC具有較強的監(jiān)控功能，它能記憶某些異常情況或在發(fā)生異常情況時自動終止運行。操作人員通過監(jiān)控命令，可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可以改變設(shè)定值等，片便了程序的調(diào)試。可編程序控制器被認為是真正的工業(yè)控制計算機，在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其主要特點有：1 .編程方法簡單易學(xué)梯形圖是使用最多的PLC

45、的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只需花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。2 .可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可以減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之一甚至百分之一，因為觸點不良造成的故障大為減少。3 .系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少PLC的梯形圖程序可以用順序控制設(shè)計法萊設(shè)計。這種編程方法很有規(guī)律，容易掌握。對復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如果掌握了正確的設(shè)計

46、方法。設(shè)計梯形圖的時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少的多。可以在實驗室模擬調(diào)試PLC的用戶程序，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可解決，系統(tǒng)的調(diào)試時問比繼電器系統(tǒng)少得多?；蛲獠康妮斎胙b置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程設(shè)備提供的信息方便地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。3.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計基本原則與主要內(nèi)容3.2.1 設(shè)計的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程)的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和控制

47、精度。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：1）最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。2）保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？?/p>

48、制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。3）力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護也將導(dǎo)致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。4）適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當考慮

49、到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC/&入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。當然對于不同的用戶要求的側(cè)重點有所不同，設(shè)計的原則應(yīng)有所區(qū)別，如果要求系統(tǒng)改善信息管理則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計加以強化；如果是對原有控制系統(tǒng)進行改造，還要注意操作人員對原有設(shè)備的操作習(xí)慣3.2.2設(shè)計的主要內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶的輸入、輸出設(shè)備連接而成的，用以完成預(yù)期的控制目的和相應(yīng)的控制要求。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容應(yīng)包括：(1)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的工藝要求，以及所提出的各項控制指標與經(jīng)濟預(yù)算等內(nèi)容，首先進行

50、系統(tǒng)的總體設(shè)計。(2)根據(jù)控制要求，基本確定開關(guān)、數(shù)字I/O點和模擬量通道數(shù)，進彳TI/O點初步分配，繪制I/O使用資源圖。(3)進行PIC系統(tǒng)配置設(shè)計，主要是PLC的選擇，PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標起著重要的作用。PLC的選擇，應(yīng)包括機型、容量、I/O模塊、電源模塊等的選擇。(4)選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象(電動機、電磁閥等)，這些設(shè)備屬于一般的電器元件。(5)設(shè)計控制程序。在深入了解和掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應(yīng)完成的動

51、作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等各方面情況之后。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，可用狀態(tài)流程圖的形式全面地表達出來。必要時還可將控制任務(wù)分成幾個獨立部分，這樣可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。程序設(shè)計主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設(shè)計梯形圖、編制語句表程序清單。控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的條件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。3.3 PLC硬件的選擇硬件選購目前市場上的PLC產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌外，國外有：日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、德國的SIEMENS,韓國的LG等。近幾年，PLC產(chǎn)品的價格有較大的下降，其性價

52、比越來越高，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有特點，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC,對提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)擠指標起著重要的作用。在選擇PLC并用其控制一臺機器或一個過程時，不僅要考慮應(yīng)用系統(tǒng)目前的需求，還應(yīng)考慮到未來發(fā)展的需要。如果能夠考慮到未來的發(fā)展將會用最小的代價對系統(tǒng)進行革新和增加新功能。若考慮周到，則存儲器的擴充需求也許只要再安裝一個存儲器模塊即可滿足；如果具有可用的通信口，就能滿足增加一個外圍設(shè)備的需要。對局域網(wǎng)的考慮可允許在將來將單個控制器集成為一個廠級通信網(wǎng)。若未能合理估計現(xiàn)在和將來的目標，PLC控制系統(tǒng)將會很快變?yōu)椴缓线m或者過時。3.3.1

53、選擇PLC機型注意要點3.3.2 生產(chǎn)工藝要求，分析被控對象的復(fù)雜程度；(2)對I/O點數(shù)和I/O點的類型(數(shù)字量、模擬量等)統(tǒng)計；(3)適當進行內(nèi)存容量估計的基礎(chǔ)上，確定留有適當?shù)挠嗔慷焕速M資源的機型(小、中、大形機器)；(4)結(jié)合市場情況，考察PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定價格性能比較好的PLC機型。在PLC實際應(yīng)用中，是以其為控制核心組成電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)、工業(yè)過程的控制。3.3.3 PLC容量估算PLC容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)，二是用戶存儲器的容量。(1)1/0點數(shù)的估算根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后調(diào)整和

54、擴充，一般應(yīng)加上10%15%的備用量。(2)用戶存儲器容量的估算用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素(如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等)有關(guān)，存儲器容量的選擇一般有兩種方法：根據(jù)編程實際使用的節(jié)點數(shù)計算。這種方法可精確地計算出存儲器實際使用容量，但需編完程序之后才能計算出結(jié)果。估算法。用戶可根據(jù)控制系統(tǒng)的規(guī)模和應(yīng)用的目的，存儲器的字數(shù)可按以下公式進行估算。開關(guān)量輸入：所需存儲器字數(shù)-輸入點數(shù)x10開關(guān)量輸出：所需存儲器字數(shù)-輸出點數(shù)X8定時器/計數(shù)器：所需存儲器字數(shù)-定時器/計數(shù)器數(shù)量x2模擬量：所需存儲器字數(shù)-模擬量通道數(shù)X100通信接口：所需存儲器字數(shù)-接口個數(shù)X300根據(jù)上述

55、計算得到的存儲器的總字數(shù)再加上備用量即為用戶存儲器的容量。3.3.4 選型時的注意事項(1)在PLC選型時主要是根據(jù)所需功能和容量進行選擇，并考慮維護的方便性，備件的通用性，是否易于擴展，有無特殊功能要求等。3.3.5 PLC輸入/輸出點確定：I/O點數(shù)選擇時要留出10%15%的余量。3.3.6 PLC儲存容量：系統(tǒng)有模擬量信號存在或進行大量數(shù)據(jù)處理時容量選擇大一些。(4)儲存時間、維持時間：一般儲存期保持13年(與使用次數(shù)有關(guān))。若要長期或斷電保持應(yīng)選用eeprom儲存(不需備用電源)，也可選外用儲存卡盒。(5)PLC的擴展：可通過增加擴展模塊，擴展單元與主單元連接的方式。擴展模塊有輸入單元

56、、輸出單元，輸入/輸出一體單元。擴展部分超出主單元驅(qū)動能力時應(yīng)選用帶電源的擴展模塊或另外加電源模塊給予支持。(6)PLC的聯(lián)網(wǎng)：PLC的聯(lián)網(wǎng)方式分為PLC與計算機聯(lián)網(wǎng)和PLC之間互聯(lián)網(wǎng)兩種。與計算機聯(lián)網(wǎng)可通過RS-232c接口直接連接，RS-422+rs-232c。一臺計算機與多臺PLC聯(lián)網(wǎng)，可通過采用通訊處理器，網(wǎng)絡(luò)適配器等方式進行連接，連接介質(zhì)為雙絞線或光纜；PLC之間互聯(lián)時可通過專用通訊電纜直接連接，通訊板卡或模塊+數(shù)據(jù)線連接等方式。(7)不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC。(8)充分合理利用軟、硬件資源。(9)不參與控制循環(huán)前已經(jīng)投入的指令可不接入PLC。(10)多重指令空

57、閑等待一個任務(wù)時，可在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個輸入點。(11)盡量利用PLC內(nèi)部功能軟件，充分調(diào)用中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)。同時也能減少硬件投入，降低成本。(12)條件允許的情況下最好獨立每一路輸出，便于控制和檢查，也保護其它輸出回路；當一個輸出點出現(xiàn)故障時只會導(dǎo)致相應(yīng)輸出回路失控。(13)輸出若為正/反向控制的負載，不僅要從PLC內(nèi)部程序上聯(lián)鎖，并要在PLC外部采取措施，防止負載在兩方向動作。(14)PLC緊急停止應(yīng)使用外部開關(guān)切斷，以確保安全。3.4 節(jié)省PLC輸入輸出點數(shù)的方法COM如XI27 PLC圖3.1分時分組輸入可編程控制器輸入、輸出的點數(shù)是有限的，而每一個輸入/輸出（I/O）點的平均價格高達幾十元甚至上百元，減少所需的輸入/輸出（I/O）點數(shù)是降低系統(tǒng)投資的主要措施之一。3.4.1 減少所需輸入點數(shù)的方法3.4.1.1 分時分組輸入自動程序和手動程序同時執(zhí)行，自動和手動這兩種工作方式分別使用的輸入量可以分成兩組