1. 單軸和雙軸太陽能跟蹤器移動光伏板跟隨太陽
當入射光線照射到垂直於面板平面的面板表面時,太陽能光伏板的轉換效率最高。考慮到太陽是一個不斷移動的光源,這種情況在固定安裝的情況下每天只會發生一次!然而,一個被稱為太陽能跟蹤器的機械系統,可以用來不斷移動光伏板,使其直接面對太陽。太陽能跟蹤器通常會將太陽能電池陣列的發電量從20%提高到40%。
有許多不同的太陽能跟蹤器設計,涉及不同的方法和技術,讓移動光伏電池板緊緊跟隨太陽。然而,從根本上講,太陽能跟蹤器可以分為兩種基本類型:單軸和雙軸。
一些典型的單軸設計包括:
典型的雙軸設計包括:
使用「開環」控制項可以粗略地定義跟蹤器跟隨太陽的運動。這些控制項根據安裝的時間和地理緯度計算太陽從日出到日落的運動,並開發相應的運動程序來移動光伏陣列。然而,環境負荷(風、雪、冰等)和累積的定位誤差使開環系統隨著時間的推移變得不那麼理想(也不那麼准確)。不能保證跟蹤器確實指向控制項認為應該指向的位置。
利用位置反饋可以提高跟蹤精度,並有助於確保太陽能電池陣列實際定位在控制裝置指示的位置,根據一天的時間和一年的時間,特別是在涉及強風、雪和冰的氣象事件之後。
顯然,跟蹤器的設計幾何和運動力學將有助於確定位置反饋的最佳解決方案。五種不同的感測技術可以用來為太陽能跟蹤器提供位置反饋。我將簡要描述每一種方法的獨特優點。
1 傾角感測器
它們直接安裝到PV陣列上,就陣列相對於地平線的「傾斜」提供直接反饋。傾角感測器的單軸跟蹤器類似如圖a和b以上,或「海拔」軸位置追蹤器如圖d,e,f。很明顯,一個傾角感測器將沒有價值一種追蹤與圖c。絕對位置保留——傾角感測器將准確地報告傾斜角。
2 接近感測器
這些是用來計數齒輪齒仰角或千斤頂螺釘或旋轉回轉環。根據具體設計的運動執行機構安裝。位置數據(脈沖計數)必須保存在控制器中,因為接近感測器本身不知道角度或旋轉位置。因此,感測器不提供絕對位置——它只報告基於感知目標存在/不存在的增量運動。盡管有這些缺點,接近感測器是許多跟蹤應用程序最具成本效益的解決方案之一。
3. 旋轉編碼器
這些感測器和測量驅動電機或電機驅動直線執行機構的旋轉,通常需要緊密地集成到執行機構本身的設計中。(例如,旋轉編碼器對於液壓缸驅動的線性執行器就不是一個好的選擇。)絕對多圈旋轉編碼器可以提供保留絕對位置數據的功能,並可以應用於任何仰角或旋轉軸的跟蹤類型以上所示。
4 感應旋轉位置感測器
位置感測器直接安裝到跟蹤器仰角軸的旋轉部件上,以感知旋轉位置。他們是理想的單軸跟蹤器類似如圖a和b以上,或「海拔」軸的追蹤器如圖d,e, f。
5 超聲波感測器
超聲波感測器能夠測量相對較長的距離,可以安裝在跟蹤框架上,並提供感測器與安裝在地面或跟蹤基座上的固定目標之間的距離反饋。太陽能電池板的傾斜角可以很容易地確定使用這個測量距離和一點。超聲波感測器的方法還提供了准確的絕對位置信息。
2. 運動控制軸和單軸位置控制軸有什麼區別
運動控制里的單個軸控制,需要解決三個環的問題: 位置環 :位置控制(距離或角度) 速度環: 速度控制(線速度或角速度) 電流環: 扭矩或力控制 這三個環的功能,電流環和速度環通常在變頻器..功能特點
1、適用於單軸步進電機的各種場合控制;
2、中文點陣液晶顯示(128×64點陣)和21鍵薄膜開關;開放顯示指令及數字
鍵鍵值讀取;
3、坐標參數支持相對坐標和絕對坐標;
4、獨有立即數和寄存器兩種定址方式;
5、提供運算指令,可進行復雜控制;
6、12個通用輸入點、8個輸出點,實現各種復雜的邏輯、點位控制;
7、2個硬體限位點(正反向限位);
8、簡單方便的鍵盤編程及上位機編程兩種方式;
9、50多條指令組成完備的指令空間,完成任意功能。伺服電機的控制器是伺服驅動器,相當於一個控制伺服電機的電源,而單軸控制器是控制伺服驅動器的機構,單軸控制器加上伺服驅動器、伺服電機就構成了單軸控制系統
3. 步進電機控制設計
遺憾的是你需要用單片機來控制步進電機,如果為了方便使用表控TPC4-4TD是非常好的選擇,採用表格設置漢字顯示的方法設置所需的功能。下面是接線原理圖:
這是單軸的步進控制。
4. 交流伺服驅動單軸位置控制系統屬於下列哪種:開環位置控制系統,閉環位置控制系統,半閉環位置控制系統
如果你的伺服電機反饋只有電機自帶編碼器,那麼為半閉環;如果帶有外接編碼器(光柵尺、圓光柵)則為全閉環
5. plc畢業設計論文摘要怎麼寫
plc及其有關設備,都應按照易於與工業控制形成一個整體,易於擴充其功能的原則來設計。下面是我為大家精心推薦的plc畢業設計論文,希望能夠對您有所幫助。
淺談PLC的應用
【摘 要】可編程式控制制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下應用而設計的。可編程式控制制器採用可編程序的存儲器,用來在其內部執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作指令,並通過數字式、模擬式的輸入或輸出,控制各類型的機械或生產過程。可編程式控制制器在工業自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預見的將來,是無法取代的。
【關鍵詞】可編程式控制制器;模擬量
可編程式控制制器是可編程序控制器(Programmable Controller)的簡稱,通常縮寫為PC。但它不是個人計算機的PC(Personal Computer)。也不僅是(但包括)早期的可編程邏輯控制器PLC(Programmable Logic Controller)、可編程順序控制器PSC(Programmable Sequenec Controller)及可編程矩陣控制器PMC(Programmable Matrix Controller)。
可編程式控制制器及其有關設備,都應按照易於與工業控制形成一個整體,易於擴充其功能的原則來設計。目前 ,PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、 交通 運輸、環保及文化娛樂等各個行業,使用情況主要分為如下幾類:
1.開關量邏輯控制
取代傳統的繼電器電路,實現邏輯控制、順序控制,既可用於單台設備的控制,也可用於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。
2.工業過程式控制制
在工業生產過程當中,存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續變化的量(即模擬量),PLC採用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制演算法程序來處理模擬量,完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的一種調節 方法 。過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。
3.運動控制
可編程式控制制器可以用於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,廣泛用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
4.數據處理
可編程式控制制器具有數學運算(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,可以完成數據的採集、分析及處理。數據處理一般用於如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
5.通信及聯網
可編程式控制制器通信含可編程式控制制器間的通信及可編程式控制制器與其它智能設備間的通信。隨著工廠自動化網路的發展,現在的PLC都具有通信介面,通信非常方便。
可編程式控制制器是一種用於工業生產自動化控制的設備,一般不需要採取什麼措施,就可以直接在工業環境中使用。然而,盡管有如上所述的可靠性較高,抗干擾能力較強,但當生產環境過於惡劣,電磁干擾特別強烈,或安裝使用不當,就可能造成程序錯誤或運算錯誤,從而產生誤輸入並引起誤輸出,這將會造成設備的失控和誤動作,從而不能保證可編程式控制制器的正常運行,要提高可編程式控制制器控制系統可靠性,一方面要求可編程式控制制器生產廠家提高設備的抗干擾能力;另一方面,要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強系統的抗干擾性能。
當今時代是一個自動化時代,交通燈控制等很多行業的設備都與計算機密切相關。因此,一個好的交通燈控制系統,將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術革新。隨著大規模集成電路及計算機技術的迅速發展,以及人工智慧在控制技術方面的廣泛運用,智能設備有了很大的發展,是現代科技發展的主流方向。本文介紹了一個智能交通燈系統的設計。該智能交通燈控制系統可以實現的功能有:對某市區的四個主要交通路口進行監控;各路口有固定的工作周期,並且在道路擁擠時中控中心能改變其周期;對路口違章的機動車能夠即時拍照,並提取車牌號。在世界范圍內,一個以微電子技術,計算機和通信技術為先導的,以信息技術和信息產業為中心的信息革命方興未艾。而計算機技術怎樣與實際應用更有效的結合並有效的發揮其作用是科學界最熱門的話題,也是當今計算機應用中空前活躍的領域。本文主要從單片機的應用上來實現十字路口交通燈智能化的管理,用以控制過往車輛的正常運作。
隨著城市和經濟的發展,交通信號燈發揮的作用越來越大,正因為有了交通信號燈,才使車流、人流有了規范,同時,減少了交通事故發生的概率。然而,交通信號燈不合理使用或設置,也會影響交通的順暢。
交通信號燈由紅燈、綠燈、黃燈組成。紅燈表示禁止通行,綠燈表示准許通行,黃燈表示警示。交通信號燈分為機動車信號燈、非機動車信號燈、人行橫道信號燈、車道信號燈、方向指示信號燈、閃光警告信號燈、道路與鐵路平面交叉道口信號燈。交通信號燈用於道路平面交叉路口,通過對車輛、行人發出行進或停止的指令,使各同時到達的人、車交通流盡可能減少相互干擾,從而提高路口的通行能力,保障路口暢通和安全。
十字路口交通信號燈現場示意圖如圖1所示,南北和東西每個方向各有紅、綠、黃三種信號燈,為確保交通安全,要求如下。
1)採用PLC構成十字路口的南北向和東西向交通信號燈的電氣控制。系統上電後,交通指揮信號控制系統由由一個3位轉換開關SA1控制。SA1手柄指向左45°時,接點SA1-1接通,交通指揮系統開始按常規正常控制功能工作,按照如圖2所示工作時序周而復始,循環往復工作。SA1手柄指向中間0°時,接點SA1-2接通,交通指揮系統南北向綠燈常亮,東西向紅燈常亮,。SA1手柄指向右45°時,接點SA1-3接通,交通指揮系統東西向綠燈常亮,南北向紅燈常亮。
2)正常控制時
①當東西方向允許通行(綠燈)時,南北方向應禁止通行(紅燈);同樣,當南北方向允許通行(綠燈)時,東西方向應禁止通行(紅燈)。②在綠燈信號要切換為紅燈信號之前,為提醒司機提前減速並剎車,應有明顯的提示信號:綠燈閃爍同時黃燈亮。③信號燈控制系統啟動後應能自動循環動作。
信號燈動作的時序圖如圖2所示,它是按信號燈置1與置0兩種狀態繪制的,置1表示信號燈點亮。
3)輸入/輸出信號分配
隨著微處理器、網路通信、人―機界面技術的迅速發展,工業自動化技術日新月異,各種產品競爭激烈,新產品不斷涌現。PLC也由最初的只能處理開關量而發展到可以處理模擬量和數據,加之與DCS、pid調節器、工業pc等技術相結合,使之不再是一種簡單的控制設備,而且必將隨著自動控制技術的不斷發展而發展生存下去。可編程式控制制器在工業自動化控制特別是順序控制中的地位,在可預見的將來,是無法取代的。
PLC工程應用分析
摘要:文章針對PLC工程應用開發過程中的使用特點,研究了PLC硬體組成、軟體結構,分析了PLC控制使用的工作過程,最後探討了PLC編程語言語句,對PLC在控制系統的應用有一定指導意義。
關鍵詞:PLC工程;硬體系統;軟體系統;編程語言語句;控制系統 文獻標識碼:A
中圖分類號:TP27 文章編號:1009-2374(2015)34-0033-03 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.017
可編程序控制器(Programmable Logical Controller,PLC)是一種新型的工業自動化裝置,PLC的核心是微處理器,由自動化、通信、計算機技術三者融合而成。PLC的特徵是具有簡單靈活的可編程性、能夠抵抗惡劣工作環境的高抗壓能力以及適應性能強。PLC憑借體積小、價格便宜、重量輕等優勢,廣泛應用於工業控制上,在熱電廠自動化工程的應用也日益廣泛。
1 PLC的結構研究
不同型號可編程邏輯控制器的結構及組成基本原理相同,研究可編程式控制制原理應該從硬體結構與軟體開發入手。
1.1 PLC的硬體組成部分
PLC的硬體系統組成部分包括CPU板、輸入和輸出電路、存儲器擴展介面等。
1.1.1 CPU板:PLC的核心系統就是CPU板,CPU板中包含中央處理器、只讀存儲器、隨機存儲器、並行介面及串列介面等等組成部件。CPU板在PLC的作用是運算和控製程序,對不同的邏輯運算、算術運算以及系統整體的部件起到管理、控制的作用。隨機存儲器和只讀存儲器配備在PLC程序內部,具有存儲各種系統程序的作用。並行介面和串列介面實現中央處理器與每一個介面電路之間的信息交換。
1.1.2 輸入/輸出電路:輸入電路包括直流輸入和交流輸入兩種電路。輸入電路能夠對現場輸入設備所提示的控制信號程序進行接收,接收後光電耦合器可將控制信號隔離進行程序編碼,從而轉換為PLC程序中的標准使用的信號格式,再經過CPU實現信號讀入,從而傳輸至存儲器內。
輸出電路在PLC中,主要作用是實現輸出信號,在PLC系統中的控制信號輸出時,輸出電路負責將控制信號傳送至其他外部輸出設備中,實現輸出電路的工作。輸出電路的形式分為三種:(1)繼電器形式的輸出電路,該形式的輸出電路對繼電器的線圈進行控制,使繼電器的觸點發生通斷,從而達到電氣隔離的目的;(2)晶體管輸出型電路,該電路運用光電耦合器達到電路開關晶體管出現通斷的目的,以此來對輸出設備進行控制;(3)可控硅輸出型,以可控硅為媒介對輸出設備進行控制,當觸發可控硅,即可出現電路通斷。
1.1.3 存儲器擴展介面:是只讀存儲器與隨機存儲器所運用的擴展卡盒。擴展卡盒常用的類型有三種:(1)COMS ROM,COMS可由主板上的鋰電池提供備用電量,該卡盒的優點在於停電或斷電故障下確保數據及程序不會丟失;(2)可擦除可編程ROM卡盒,該卡盒在寫入時需要運用專門的編程器,才能將調試好的ROM內的資料進行寫入,在擦寫時,透過紫外線照射可見內部晶元,從而擦除其內的數據,且在寫入時,需具備一定的編程電壓,可以重復進行擦除和編程;(3)EEPROM卡盒,電可擦可編程只讀存儲器,是一種斷電情況下也不會出現數據丟失,實施編程與擦除操作時運用專用編程器即可實現。
1.1.4 輸入/輸出擴展介面:CPU與輸入、輸出擴展介面之間通過匯流排連接法進行連接,它對所有的擴展單元均可連接,從而讓信號點數規模具備更強的靈活性。輸入/輸出擴展介面也可與模擬量、高速脈沖等其他適配器進行連接,從而擴展、增強PLC的作用。
1.1.5 編程器及其介面:編程器在PLC中的作用是對數據和信息的輸入進行調試、編輯以及檢測輸入數據的安全性。正常運行狀態下的PLC不需要編程器進行編程數據,所以編程器作為PLC部件中獨立設計的存在。PLC上通常設有一個編程器專用介面,該介面適應於連接不同類型的編程器,以便完成對PLC程序的寫入及調試。
1.2 對可編程式控制制的研究分析
一個控制系統如要實現自身的控制功能,必須藉助相應的控製程序才能得以實現。控製程序分為以下兩種類型:
1.2.1 固定布線程序控制。在舊模式下的繼電器中,如果要對各種程序進行控制,繼電器的電路連接需為布線形式,輸入設備的作用是將控制信號送入控制系統,如按鈕開關、感測器等。輸出設備的作用是將被控制者的動作進行控制。該設備對輸出的控制信號的控制方式是由連線來完成的。接線完成後,控製程序也隨之確定,如需要重新對控製程序改動時,需要將原先控製程序的整個連線重新布線連接,制定新的連接方式。在復雜的控制系統中,該類型的程序控制難度較大,編程可行性不高。
1.2.2 可編程序控制。可編程序控制對系統進行控制時,只需運用專用編程器,通過相應的程序語言實現編程,將控製程序下裝至存儲器中,最後藉助可編程序控制器對編程實施各項操作。如要改動可編程系統,只需將程序存儲器中的程序語言進行相應改動,通過編程器即可完成,無需改動電路連接重新布線。通俗地說就是使用特定的軟體程序語言編寫程序代碼實現被控對象的各種動作控制。
2 PLC工程的工作原理
PLC的核心電子部件是微處理器,也可視為由繼電器、定時器、狀態器等的綜合組成部件。PLC中,輸入繼電器通過外部開關進行驅動,輸出繼電器則安裝有許多觸點。PLC開展工作,其實就是執行程序。PLC在工作狀態下,CPU以分時操作為工作原理,在一個周期內執行相應的操作,即CPU的程序掃描。CPU在對程序進行運算處理時速度很快,因此從宏觀角度看其數據結果可發現CPU的程序運算似乎是在極短時間內完成。PLC對程序的執行過程分為以下三個部分:
2.1 輸入處理 PLC在執行程序過程中,運用重復掃描來完成。執行前,CPU將所有的輸入信號以地址中出現的編碼順序為標准編程至輸入存儲器中,隨後開始開展程序執行。在CPU執行程序時,即使輸入狀態發生了變化,但輸入寄存器中的數據內容不會隨著輸入狀態的變化而發生變化,直至掃描周期結束CPU才對輸入狀態進行重新讀取。
2.2 程序執行
PLC在執行程序時,依據順序對用戶程序進行掃描。完成一條程序的執行後,所需信息將經過寄存器由程序讀出,並參與程序運算,接著再將程序執行的數據結果編程到相關的寄存器中。
2.3 輸出處理
當PLC將所有指令全部執行結束後,PLC會把所有程序結果輸入到輸出鎖存寄存器中,最終傳送至程序執行終端。
3 PLC的軟體系統組成部分
一個完整的PLC控制系統由硬體系統和軟體組成,兩者結合構成復雜的控制功能。在PLC軟體系統中,分為系統程序和用戶程序。
系統程序在PLC中的作用是管理、服務和翻譯用戶程序,可將其視為一個軟體平台。系統程序的質量與PLC的性能具有直接聯系,系統程序質量好,則PLC的性能強,反之性能弱。系統軟體是固定存在於程序中的,無法自行修改或存取。用戶程序即應用程序,是用戶根據控制系統的要求運用程序語言進行編制的應用,其存放於系統程序指定的存儲位置。
4 PLC的編程語言
運用面向順序和面向過程對程序進行控制的“自然語言”,即為PLC的編程語言,PLC的編程語言有很多,如梯形圖、邏輯方程式、語名表或布爾代數式等語言種類。下面對常用的PLC編程語言進行介紹。
PLC的基本指令(如三菱FX2系列為例)如下所示:
4.1 邏輯聯取及輸出(LD/LDI/OUT)指令
LD/LDI指令用於取常開觸點/常閉觸點於母線相連。另外,在分支開始處,這些指令與後述的ANB(塊與)指令組合使用;OUT指令用於驅動輸出繼電器,輔助繼電器、狀態器、定時器及計數器的線圈,但不能用來驅動輸入繼電器的線圈。對於定時器、計數器的線圈,在輸出指令(OUT)後必須設定適當的常數。
4.2 觸點串聯指令
AND(與),ANI(非)指令,AND為常開觸點串聯連接,ANI即常閉觸點串聯連接,AND與ANI均可用於對觸電進行串聯連接,同時運算於邏輯。對串聯觸點並不限制其個數,是可以重復使用的程序指令。
4.3 觸點並聯指令
OR(或),ORI(或非)指令,OR常開觸點並聯連接,ORI常閉觸點並聯連接,兩者可對觸點進行並聯連接或使用於邏輯運算。對並聯觸點的設置並不限制其個數,是可以重復使用的程序指令。當兩個以上觸點的串聯電路塊進行並聯連接時,應使用後述的ORB(塊或)指令。
4.4 串聯電路塊的並聯指令(ORB)塊
串聯電路塊是指將兩個以上的觸點電路進行串聯連接,一般情況下,一個串聯電路塊就是一條線路分支。在對串聯電路塊實施並聯連接的形式時,各分支的始端用LD或LDI指令,在分支的終點用ORB指令。在多重並聯電路中,若每個串聯電路塊的終點分別使用ORB指令,則並聯的串聯電路塊的數量不受限制。ORB指令與後述的ANB指令一樣都是無操作元件號的獨立指令。
4.5 並聯電路塊的串聯指令
ANB(塊與)並聯電路塊的串聯連接兩個以上的觸點並聯接的電路稱為並聯電路塊,通常每一個並聯電路塊稱為一條分支。在進行並聯電路塊的串聯連接時,各分支的始端用LD或LDI指令,並聯電路塊結束後,使用ANB指令,實現與前面的電路串聯。
ANB指令與前述的ORB指令一樣,都是無操作元件號的獨立指令。若多個並聯電路塊依次與前一電路串聯,則ANB指令的使用數量不受限制。
4.6 主控觸點指令
MC(主控),MCR(主控復位),MC主控電路塊起點,MCR主控電路塊終點。
在編程過程中,經常會遇到幾個邏輯行同時受一個觸點或一組觸點的控制,受到一個公共條件的控制,叫做主控,這時就可以使用MC/MCR指令進行編輯。當主控條件滿足時,執行MC和MCR之間的指令。執行MC指令後,使母線移至MC主控觸點之後,執行MCR指令後,母線又返回到原來的位置上。MC和MCR指令必須配對使用。
4.7 置位和復位指令
SET(置位),RST(復位),SET令元件自保持ON,令元件自保持OFF,清除數據寄存器。當執行SET指令時,將對應的操作元件(Y,M,S)置位,並具有自保持功能。當執行RST指令時,將對應的操作元件(Y,M,S)置位,並具有自保功能。使用RST指令還可以數據寄存器D、變址寄存器V和Z清零。
4.8 END(程序結束)指令
END輸入輸出處理程序回到第“0”步。
5 結語
在使用PLC系統設計時,要求輸入點數很多。尤其對於需要進行多個位置、多點控制的熱電廠系統,對輸入點數要求較為突出。所以,能夠有效地減少系統的輸入點,有效地降低PLC的成本。在進行PLC控制系統的設計時,要求運用以下的技巧和要點:(1)在設計時,根據軟體的控制功能不同進行相應設計,如果是梯形圖,則設計方式應採用模塊化形式;(2)在使用循環掃描時,應保持指令與指令、模塊與模塊之間的時序關系不變,使程序在設計功能基礎上正常運行;(3)對於自動關門、換速、自動切換時間等需要進行調節的參數項目,使其與程序分離。因此,在需要進行調整參數時,無需將程序進行改動,方便快捷、便於調試,同時能夠使軟體的可靠性有效提高;(4)對於串聯開關、聯動開關,比如層門之間的連鎖開關、轎頂和轎廂之間,可將其設置為一個輸入點;(5)對於具備相同作用的開關信號,如安全觸板的開關以及大門開關,可將其採用並聯的形式輸入PLC內;(6)採用組合式按鈕輸入法,應用該方法時應使用兩個輸入點數,把按鈕鍵進行組合,再由程序自動對組合信號進行識別和復原;(7)進行編碼的輸入:運用二進制編碼,在按鈕開關中輸入識別信號,再自動轉接到PLC程序進行復原、識別,可以非常有效地減少PLC輸入點數。
參考文獻
[1] 朱善君,等.可編程序控制系統原理、應用、維護[M].北京:清華大學出版社,1992.
[2] 王兆義.可編成控制器教程[M].北京:機械工業出版社,2000.
作者簡介:王瓊(1980-),男,浙江嵊州人,上虞杭協熱電有限公司熱控工程師,研究方向:電廠自動化控制系統管理與維護、硬體的日常維護及軟體編程。
6. 關於PLC技術的論文
PLC技術的應用及發展方向
可編程式控制制器簡稱——PLC是以微處理器為基礎,綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發展而來的一種新型工業控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優點,已廣泛用於工業過程和位置的自動控制中。據統計,可編程式控制制器是工業自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為,可編程式控制制器將成為今後工業控制的主要手段和重要的基礎設備之一,PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。
PLC是在繼電器控制邏輯基礎上,與3C(Computer,Control,Communication)技術相結合,不斷發展完善的。目前已從小規模單機順序控制,發展到包括過程式控制制、位置控制等場合的所有控制領域。
自動化系統中所使用的各種類型PLC,有的是集中安裝在控制室,有的是分散安裝在生產現場的各單機設備上,雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中,但PLC是專門為工業生產環境而設計的控制裝置,在設計和製造過程中採用了多層次抗干擾和精選元件措施,故具有較強的適應惡劣工業環境的能力、運行穩定性和較高的可靠性,因此一般不需要採取什麼特殊措施就可以直接在工業環境使用。
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由於採用現代大規模集成電路技術,採用嚴格的生產工藝製造,內部電路採取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,使用PLC構成控制系統,和同等規模的繼電接觸器系統相比,電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬體故障自我檢測功能,出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟體中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。
長期以來,plc始終處於工業控制自動化領域的主戰場,為各種各樣的自動化控制設備提供非常可靠的控制方案,與dcs和工業pc形成了三足鼎立之勢。同時,plc也承受著來自其它技術產品的沖擊,尤其是工業pc所帶來的沖擊。
目前,全世界plc生產廠家約200家,生產300多種產品。國內plc市場仍以國外產品為主,如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge的產品。經過多年的發展,國內plc生產廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品,可以說plc在我國尚未形成製造產業化。在plc應用方面,我國是很活躍的,應用的行業也很廣。專家估計,2000年plc的國內市場銷量為15(20萬套(其中進口佔90%左右),約25(35億元人民幣,年增長率約為12%。預計到2005年全國plc需求量將達到25萬套左右,約35(45億元人民幣。
plc市場也反映了全世界製造業的狀況,2000後大幅度下滑。但是,按照automation research corp的預測,盡管全球經濟下滑,plc市場將會復甦,估計全球plc市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,並繼續略微增長。
微型化、網路化、pc化和開放性是plc未來發展的主要方向。在基於plc自動化的早期,plc體積大而且價格昂貴。但在最近幾年,微型plc(小於32 i/o)已經出現,價格只有幾百歐元。隨著軟plc(soft plc)控制組態軟體的進一步完善和發展,安裝有軟plc組態軟體和pc-based控制的市場份額將逐步得到增長。
當前,過程式控制制領域最大的發展趨勢之一就是ethernet技術的擴展,plc也不例外。現在越來越多的plc供應商開始提供ethernet介面。可以相信,plc將繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基於工業pc的控制系統。
目前,PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械製造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業,使用情況大致可歸納為如下幾類:
開關量的邏輯控制:這是PLC最基本、最廣泛的應用領域,它取代傳統的繼電器電路,實現邏輯控制、順序控制,既可用於單台設備的控制,也可用於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;模擬量控制:在工業生產過程當中,有許多連續變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程式控制制器處理模擬量,必須實現模擬量(Analog)和數字量(Digital)之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊,使可編程式控制制器用於模擬量控制;運動控制:PLC可以用於圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說,早期直接用於開關量I/O模塊連接位置感測器和執行機構,現在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。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能,廣泛用於各種機械、機床、機器人、電梯等場合;過程式控制制:過程式控制制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機,PLC能編制各種各樣的控制演算法程序,完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程式控制制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用;數據處理:現代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,可以完成數據的採集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或將它們列印製表。數據處理一般用於大型控制系統,如無人控制的柔性製造系統;也可用於過程式控制制系統,如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統;通信及聯網:PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展,工廠自動化網路發展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網路系統。新近生產的PLC都具有通信介面,通信非常方便。
7. 用三菱QD75P1模塊做單軸線性定位控制,共有20個工位。怎麼實現
做20個定位曲線,或者用一個定位曲線,每次修改目標位置和速度,加減速。
8. 關於數控機床plc的畢業設計
基於PLC數控機床上下料機械手的設計☆ [機械]
摘 要本文是設計數控機床上下料機械手〖資料來源:畢業設計論文網 www.papersay.com〗通過查閱相關資料以及對本專業知識的學習和應用,對工業機械手各部分機械結構和功能的論述和分析,設計了一種圓柱坐標形式的數控機床上下料機械手。針對機械手的腰座、手臂
http://www.papersay.com/Machine_electron/mechanical/201111/15873.html
(數控機床)加工中心高級工橢圓型零件工藝設計及程序編制 [數控]
摘要數控機床是一種技術密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設備,是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及精密加工精度高,質量容易保證,發展前景十分廣闊,因此掌握數控機床的加工編程技術尤為重要。加工中心是
http://www.papersay.com/Machine_electron/nc/201105/15638.html
軸類零件的編程與數控機床加工設計(附答辯記錄) [數控]
摘 要本次設計是進行一個直徑是80MM長120MM的軸類零件設計,這個軸由圓弧、工藝退刀槽、螺紋退刀槽、螺紋及球面構成,材料為45號鋼。其表面參數要求嚴格,比如:零件部分表面粗糙度要達到Ra1.6,其餘不重要的表面
http://www.papersay.com/Machine_electron/nc/201105/15635.html
數控機床的主軸控制系統設計與調試(PLC控制) [數控]
摘要:數控機床的主軸控制系統,它是利用數字化的信息對機床運動及工作過程進行控制的一種方法。課題採用PLC來控制這些器件,實現工業控制。以可編程式控制制器(簡稱PLC)作為控元件,替代機床繼電器連接觸器組成的電氣控制部分,是為了提高機床電氣控制系統的可靠性,這...
http://www.papersay.com/Machine_electron/nc/200909/10096.html
數控機床上下料機械手設計(PLC) [數控]
摘 要通過對機械設計製造及其自動化專業大學本科四年的所學知識進行整合,對工業機械手各部分機械結構和功能的論述和分析,設計了一種圓柱坐標形式的數控機床上下料機械手。重點針對機械手的腰座、手臂、手爪等各部分機械結構以及機械手控制系統進行了詳細的設計。...
http://www.papersay.com/Machine_electron/nc/200907/2839.html
數控機床主傳動系統設計 [數控]
摘要:數控車床又稱數字控制(Numerical control,簡稱NC)機床。它是基於數字控制的,採用了數控技術,是一個裝有程序控制系統的機床。它是由主機,CNC,驅動裝置,數控機床的輔助裝置,編程機及其他一些附屬設備所組成。此次設計包括機床的主運動設計,縱向進給運...
http://www.papersay.com/Machine_electron/nc/200907/1771.html
9. 交流伺服電機單軸定位控制實驗中如果要Y軸移動60mm,交流伺服電機需要接受多少個脈沖
那得看電機轉一圈是多少個脈沖,轉一圈移動多少mm
10. 乘客電梯的PLC控制畢業論文簡單嗎
無錫職業技術學院畢業設計說明書1第一章引言自1889年美國奧梯斯升降機公司推出世界第一部以電動機為動力的升降機以來,電梯在驅動方式上經歷了捲筒式驅動、牽引式驅動等歷程,逐漸形成了直流電機拖動和交流電機拖動兩種不同的拖動方式。如今電梯已成為人們進出高層建築不可或缺的代步工具;而且作為載人工具,人們在運行的平滑性、高速性、准確性、高效性等一系列靜、動態性能方面對它提出了更高的要求。由於早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差、接線復雜、一旦接收完成不易更改等缺點,所以需要開發一種安全、高效的控制方式。可編程式控制制器(PLC)既保留了繼電器控制系統的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控製程序可隨工藝改變、易於與計算機介面、維修方便等諸多高品質性能。因此,PLC在電梯控制領域得到了廣泛而深入的應用。隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展,PLC(即可編程式控制制器)在工業控制領域內得到十分廣泛地應用。PLC是一種基於數字計算機技術、專為在工業環境下應用而設計的電子控制裝置,它採用可編程序的存儲器,用來存儲用戶指令,通過數字或模擬的輸入/輸出,完成一系列邏輯、順序、定時、記數、運算等確定的功能,來控制各種類型的機電一體化設備和生產過程。電梯是隨著高層建築的興建而發展起來的一種垂直運輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯;高層住宅需要有住宅梯;百貨大樓和賓館需要有客梯,自動扶梯......。在現代社會,電梯已像汽車、輪船一樣,成為人類不可缺少的交通運輸工具。據統計,美國每天乘電梯的人次多於乘載其它交通工具的人數。當今世界,電梯的使用量已成為衡量現代化程度的標志之一。追溯電梯這種升降設備的歷史,據說它起源於公元前236年的古希臘。當時有個叫阿基米德的人設計出-----人力驅動的捲筒式卷揚機。1858年以蒸汽機為動力的客梯,在美國出現,繼而有在英國出現水壓梯。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力,這才出現名副其實的電梯,並使電梯趨於實用化。1900年還出現了第一台自動扶梯。1949年出現了群控電梯,首批4~6台群控電梯在紐約的聯合國大廈被使用。1955年出現了小型計算機(真空管)控制電梯。1962年美國出現了速度達8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進工業國只成了無觸點半導體邏輯控制電梯。1967年可控硅應用於電梯,使電梯的拖動系統筒化,性能提高。1971年集成電路被應用於電梯。第二年又出現了數控電梯。1976年微處理機開始用於電梯,使電梯的電氣控制進入了一個新的發展時期。無錫職業技術學院畢業設計說明書2第二章概述2.1電梯硬體的分析2.1.1電梯的組成(1)曳引系統曳引系統的主要功能是輸出與傳遞動力,使電梯運行。曳引系統主要由曳引機、曳引鋼絲繩,導向輪,反繩輪組成。(2)導向系統導向系統的主要功能是限制轎廂和對重的活動自由度,使轎廂和對重只能沿著導軌作升降運動。導向系統主要由導軌,導靴和導軌架組成。(3)轎廂轎廂是運送乘客和貨物的電梯組件,是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。(4)門系統門系統的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統由轎廂門,層門,開門機,門鎖裝置組成。(5)重量平衡系統系統的主要功能是相對平衡轎廂重量,在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內,保證電梯的曳引傳動正常。系統主要由對重和重量補償裝置組成。(6)電力拖動系統電力拖動系統的功能是提供動力,實行電梯速度控制。電力拖動系統由曳引電動機,供電系統,速度反饋裝置,電動機調速裝置等組成。(7)電氣控制系統電氣控制系統的主要功能是對電梯的運行實行操縱和控制。電氣控制系統主要由操縱裝置,位置顯示裝置,控制屏(櫃),平層裝置,選層器等組成。(8)安全保護系統保證電梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故發生。由限速器,安全鉗,緩沖器,端站保護裝置組成。2.1.2電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重,纏繞在曳引輪和導向輪上,曳引電動機通過減速器變無錫職業技術學院畢業設計說明書3速後帶動曳引輪轉動,靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力,實現轎廂和對重的升降運動,達到運輸目的。固定在轎廂上的導靴可以沿著安裝在建築物井道牆體上的固定導軌往復升降運動,防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘,使電梯運轉,在失電情況下制動,使轎廂停止升降,並在指定層站上維持其靜止狀態,供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件,對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化,使曳引電動機負載穩定,轎廂得以准確停靠。電氣系統實現對電梯運動的控制,同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。2.2可編程式控制制器的介紹2.2.1可編程式控制制器的發展第一台可編程式控制制器的設計規范是美國通用公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤,在保留了繼電器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點的基礎上,同時具有現代化生產線所要求的時間響應快、控制精度高、可靠性好、控製程序、可隨工藝改變、易於與計算機介面、維修方便等諸多高品質與功能。這一設想提出後,美國數字設備公司(DEC)於1969年研製成第一台PLC,型號為PDP-14,投入通用汽車公司的生產線控制中,取得了令人滿意的效果,從此開創了PLC的新紀元。第一台PLC具有模塊化、可擴充、可重編程及用於工業環境的特性。這些控制器易於安裝,佔用空間小,可重復使用。盡管控制器編程有些瑣碎,但它具有公共的工廠標准—梯形圖編程語言,這樣使得不熟悉計算機的人也能方便的使用它。在短時間內,PLC在其他工業部門也得到應用。到70年代初,食品、金屬和製造等工業部門相繼使用PLC代替繼電器控制設備,邁出了其實用化階段的第一步。70年代中期,由於大規模集成電路的出現,使8位微處理器和位片處理器相繼問世,使可編程式控制制技術產生了飛躍。在邏輯運算功能的基礎上,增加了數值運算、閉環控制、提高了運算速度,擴大了輸入輸出規模。在這個時期,日本、西德(原)和法國相繼研製出了自己的PLC,我國在1974年也開始研製。70年代由於超大規模集成電路的出現,使PLC向大規模、高速性能方向發展,形成了多種系列化產品。這是面向工程技術人員的編程語言發展成熟,出現了工藝人員使用的圖形語言。在功能上,PLC可以代替某些模擬控制裝置和小型機DDC系統。進入八九十年代後,PLC的軟硬體功能進一步得到加強,PLC已發展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統,能與其他設備通信,生成報表,調度產生,可診斷自身故障及機器故障。這些改進使PLC符合今天對高質量高產出的要求。盡管PLC功能越來越強,但他仍然保留了先前的簡單與易於使用的特點(PLC實物圖2-1)無錫職業技術學院畢業設計說明書4圖2-1三種常見的PLC2.2.2PLC的用途PLC的初期由於其價格高於繼電器控制裝置,使其應用受到限制。但近年來由於微處理器晶元及有關元件價格大大下降,使PLC的成本下降,同時又由於PLC的功能大大增強,使PLC的應用越來越廣泛,廣泛應用於鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機械製造、汽車、造紙、紡織、環保等行業。PLC的應用通常可分為五種類型:(1)順序控制這是PLC應用最廣泛的領域,用以取代傳統的繼電器順序控制。PLC可應用於單機控制、多機群控、生產自動線控制等。如注塑機、印刷機械、訂書機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產線、電鍍流水線及電梯控制等。(2)運動控制PLC製造商目前已提供了拖動步進電動機或伺服電動機的單軸或多軸位置控制模版。在多數情況下,PLC把掃描目標位置的數據送給模版塊,其輸出移動一軸或數軸到目標位置。每個軸移動時,位置控制模塊保持適當的速度和加速度,確保運動平滑。相對來說,位置控制模塊比計算機數值控制(CNC)裝置體積更小,價格更低,速度更快,操作方便。(3)閉環過程式控制制PLC能控制大量的物理參數,如溫度、壓力、速度和流量等。PID()模塊的提供使PLC具有閉環控制功能,即一個具有PID控制能力的PLC可用於過程式控制制。當過程式控制制中某一個變數出現偏差時,PID控制演算法會計算出正確的輸出,把變數保持在設定值上。(4)數據處理在機械加工中,出現了把支持順序控制的PLC和計算機數值控制(CNC)設備緊密結合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列,已將CNC控制無錫職業技術學院畢業設計說明書5功能作為PLC的一部分。為了實現PLC和CNC設備之間內部數據自由傳遞,該公司採用了窗口軟體。通過窗口軟體,用戶可以獨自編程,由PLC送至CNC設備使用。美國GE公司的CNC設備新機種也同樣使用了具有數據處理的PLC。預計今後幾年CNC系統將變成以PLC為主體的控制和管理系統。(5)通信和聯網為了適應國外近幾年來興起的工廠自動化(FA)系統、柔性製造系統(FMS)及集散控制系統(DCS)等發展的需要,必須發展PLC之間,PLC和上級計算機之間的通信功能。作為實時控制系統,不僅PLC數據通信速率要求高,而且要考慮出現停電故障時的對策。2.2.3可編程式控制制器(PLC)的特點2.2.31PLC的性能特點(1)硬體的可靠性PLC是在工業環境的惡劣條件下應用而設計的,一個設計良好的PLC能置於有很強的電雜訊、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環境中。在硬體設計方面,首先是選用優質器件,再就是採用合理的系統結構,加固,簡化安裝,使它易於抗振動沖擊,對印製電路板的設計、加工及焊接都採取了極為嚴格的工藝措施,而且在電路、結構及工藝上採取了一些獨特的方式。例如,在輸入/輸出電路中都採用了光電隔離措施,做到電浮空,既方便接地,用提高了抗干擾性能;各個I/O埠都除採用了常規模擬器濾波以外,還加上了數字濾波;內部採用了電磁屏蔽措施,防止輻射干擾;採用了較先進的電源電路,以防止由電源迴路串入的干擾信號;採用了較合理的電路程序,一旦某模塊出現故障,進行在線插拔、調試時不會影響各機的正常運行。由於PLC本身具有很高的可靠性,所以發生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上,以及如感測器件、限位開關、光電開關、電磁電機等外圍裝置上。(2)編程簡單,使用方便用微機實現自動控制,常使用匯編語言編程,難於掌握,要求使用者具有一定水平的計算機硬體和軟體知識。PLC採用面向控制過程、面向問題的「自然語言」編程,容易掌握。例如,目前打多數PLC均採用的梯形圖語言編程方式,既繼承了傳統控制線路的清晰直觀感,又顧及了大多數電氣技術人員的讀圖習慣及應用微機的水平很容易被電氣技術人員所接受,易於編程,程序改變時也容易修改,很靈活方便。這種面向控制過程、面向問題的編程方式,與目前微機控制常用的匯編語言相比,雖然在PLC內部增加了解釋程序,增加了程序執行時間,但對大多數的機電控制設備來說,這是微不足道的。(3)接線簡單,通用性好無錫職業技術學院畢業設計說明書6PLC的接線只需將輸入信號的設備(按鈕、開關等)與PLC輸入端子連接,將接受輸出信號執行控制任務的執行元件(接觸器、電磁閥等)與PLC輸出端子連接。接線簡單、工作最少,省去了傳統的繼電器控制系統接線和拆線的麻煩。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的「接線網路」,這樣生產線的自動化過程就能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經濟效益。用於連接現場設備的硬體介面實際上是PLC的組成部分,模塊化的自診斷介面電路能指出故障,並易於排除故障與替換故障部件,這樣的軟硬體設計就使現場電氣人員與技術人員易於是用。(4)可連接為控制網路系統PLC可連成功能很強的網路系統。網路可分為兩類:一類是低速網路,採用主從方式通信,傳輸速率從幾千波特到上萬波特,傳輸距離為500—2500m;另一類為高速網路,採用令牌傳送方式通信,傳輸速率為1M—10Mbps,傳輸距離為500—1000m,網上結點可達1024個。這兩類網路可以級連,網上可兼容不同類型的可編程式控制制器和計算機,從而組成控制范圍很大的局部網路。(5)易於安裝,便於維護PLC安裝簡單而且功能有效,其相對小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方,在從繼電器系統改換到PLC系統的情況下,PLC小的模塊結構使之能安裝在繼電器附近並將連線向已有接線端,其實改換很方便,只要將輸入/輸出設備連向接線端即可。在大型安裝中,長距離輸入/輸出站點安放在最優地點。長距離站通過同軸電纜獲雙扭線連向CPU,這種配置大大減少了物料和勞力,長距離子系統方法也意味著系統不同部分可在到達安裝場地前由PLC製造商預先連好線,這一方法大大減少了電氣技術人員的現場安裝時間。從一開始,PLC便以易維護作為設計目標。由於幾乎所有器件都是固態的,維護時只需更換模塊級插入式部件,故障檢測電路將診斷指示器嵌在每一部件中,就能指示器是否正常工作,藉助於編程設備可見輸入/輸出是ON還是OFF,還可寫編程指令來報告故障。PLC的這些及其他特性使之成為任何一個控制系統的有益部分。一旦安裝後,其作用立即顯現,其收益也馬上實現,向其他智能設備一樣,PLC的潛在優點還取決於應用時的創造性。2.2.4PLC的工作原理PLC具有微機的許多特點,但它的工作方式卻與微機有很大不同。微機一般採用等待命令的工作方式。PLC則採用循環掃描工作方式。在PLC中,用戶程序按先後順序存放,CPU從第一條指令開始執行程序,直至遇到結束符後又返回第一條。如此周而不斷循環。每一個循環稱為一個掃描周期。一個掃描周期大致可分為I/O刷新和執行指令兩個階段。無錫職業技術學院畢業設計說明書7所謂I/O刷新即對PLC的輸入進行一次讀取,將輸入端各變數的狀態重新讀入PLC中存入內部寄存器,同時將新的運算結果送到輸出端。這實際是將存入輸入、輸出狀態的寄存器內容進行了一次更新,故稱為「I(輸入)/O(輸出)刷新」。由此可見,若輸入變數在I/O刷新期間狀態發生變化,則本次掃描期間輸出端也會相應的發生變化,或者說輸出隊輸入產生了響應。反之,若在本次I/O刷新之後,輸入變數才發生變化,則本次掃描輸出不變,即不響應,而要到下一次掃描期間輸出才會產生響應。由於PLC採用循環掃描的工作方式,所以它的輸出對輸入的響應速度要受掃描周期的影響。掃描周期的長短主要取決於這幾個因數:一是CPU執行指令的速度,二是每條指令佔用的時間,三是指令條數的多少,即程序的長短。對於慢速控制系統,響應速度常常不是主要的,故這種方式不但沒有壞處反而可以增強系統抗干擾能力。因為干擾常是脈沖式的、短時的,而由於系統響應較慢,常常要幾個掃描周期才響應一次,而多次掃描後,瞬間干擾所引起的誤動作將會大大減少,故增加了抗干擾能力。但對控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統,這一問題就需慎重考慮。應對響應時間作出精確的計算,精心編排程序,合理安排指令的順序,以盡可能減少周期造成的響應延時等的不良影響。2.2.5PLC的編程語言PLC提供了較完整的編程語言,以適應PLC在工業環境中的應用。利用編程語言,按照不同的控制要求編制不同的控製程序,這相當於設計和改變繼電器的硬接線線路,這就是所謂的「可編程序」。程序由編程器送到PLC內部的存儲器中,它也能方便地讀出、檢查與修改。PLC提供的編程語言通常由三種:梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。梯形圖(LadderProgramming)是應用最廣的,梯形圖編程有時稱為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因為它和以往的繼電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎上演變而來的,它與電氣操作原理相呼應。它的最大優點是形象、直觀和實用,為廣大電氣技術人員所熟知。PLC的梯形圖與電氣控制系統梯形圖的基本思想是一致的,只是在使用符號和表達方式上有一定區別。PLC的梯形圖使用的時內部繼電器、定時器/計數器,都是由軟體實現的,其主要特點為使用方便、修改靈活。功能圖編程(FunctionChartProgramming)是一種較新的編程方法。它的作用使用功能圖來表達一個順序控制過程。布爾邏輯編程(BooleanLogicProgramming)包括「與」(AND)、或(OR)、非(NOT)以及定時器、計數器、觸發器等。無錫職業技術學院畢業設計說明書8每一種編程方法都有它的優點和缺點,根據每一種特殊的控制要求,根據編程者的熟練程度正確合理應用編程方法。無錫職業技術學院畢業設計說明書9第三章課題任務的分析3.1電梯控制方法的分析隨著科學技術的發展、近年來,我國的電梯生產技術得到了迅速發展。目前電梯控制系統主要有三種控制方式:繼電路控制系統(「早期安裝的電梯多位繼電器控制系統)、PLC控制系統、微機控制系統。繼電器控制系統由於故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點,目前已逐漸被淘汰。微機控制系統雖在智能控制方面有較強的功能,但也存在抗擾性差,系統設計復雜,一般維修人員難以掌握其維修技術等缺陷。而PLC控制系統由於運行可靠性高,使用維修方便,抗干擾性強,設計和調試周期較短等優點,倍受人們重視等優點,已成為目前在電梯控制系統中使用最多的控制方式,目前也廣泛用於傳統繼電器控制系統的技術改造目前國內七八十年代安裝的許多電梯電氣部分用繼電器接觸器控制系統,線路復雜,接線多,故障率高,維修保養難,許多已處於閑置狀態,其拽引系統多採用交流雙速電機系統換速,效率低,調速性能指標較差,嚴重影響電梯運行質量。由於這些電梯交流調壓調速系統,交流雙速電機拖動系統性能及乘坐舒適感較差,交流調壓調速系統屬能耗型調速的機械部分無大問題,為節約資金,大部分老式電梯用戶希望對電梯的電氣控制系統進行改造,提高電梯的運行性能。因此對電梯控制技術進行研究,尋找適合我國老式電梯的改造方法具有十分重要的意義電梯作為高層建築物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯系。PLC作為新一代工業控制器,以其高可靠性和技術先進性,在電梯控制中得到廣泛應用,從而使電梯由傳統的繼電器控制方式發展為計算機控制的一個重要方向,成為當前電梯控制和技術改造的熱點之一。自80年代後期PLC引入我國電梯行業以來,由PLC組成的電梯控制系統被許多電梯製造廠家普遍採用。並形成了一系列的定型產品。在傳統繼電器系統的改造工程中,PLC系統一直是主流控制系統。3.2整體設計流程的確定綜上所述,本設計就以PLC作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。以上已對四層電梯的硬體部分作了分析,看需要什麼樣的開關,電機,信號燈等。然後,畫出它的控制面板圖,再根據控制面板圖估計一下I/O點數,這樣可以確定所選機型,然後在軟體設計,寫出流程圖,梯形圖,寫出語句。最後是進行調試,看看此程序是否可行。