1、XX 轻 工 职 业 技 术 学 院毕 业 论 文论 文 题 目 ： 基于 PLC 传送带控制学 号 ： _作 者 ： _专 业 名 称 ： _2016 年 06 月 20 日XX机电一体化包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- 1 -论 文 题 目 ： 作 者 ： _ 指 导 教 师 ： 单 位 ： 单 位 ： 论 文 提 交 日 期 ： 2016 年 06 月 20 日XXX X基于 PLC 传送带控制XXX单击此处键入作者姓名导师姓名导师所在单位 包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -1摘 要介绍了在四=三级节传送带控制系统中的应用，同时也
2、详细地叙述了系统中相关控制项目的设计方案及具体实现方法。文中还介绍了继电器与 PLC 的区别使我们能更加的清楚认识继电器，对学生熟悉继电器控制系统的结构和工作原理以及学习电路图的绘制都有很大的帮助。本系统是对三节传送带控制的系统，该设备适用于流水线生产等，也可以把生产出的货物进行传送到特定的地方。继电器是一种用途广泛的产品，广泛应用于家电产品，如空调器、彩电、冰箱、洗衣机等；也应用于工业自动化控制和仪表继电器在控制电路中有独特的电气、物理特性，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻，使得其它任何电子元器件无法与其相比，加上继电器标准化程度高、通用性好、可简化电路等优点，所以继电器得以广泛应用。随
3、着科技的飞速发展，继电器在程控通信设备中的使用量还在进一步增加，所以，如何保证继电器的可靠性，满足整机系统的可靠性，成为人们关注的焦点。关键词：传送带 继电器 包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -2目 录第一章 可编程控制器的概述1.1 可编程逻辑控制器（PLC）1.2 可编程逻辑控制器（PLC）的产生1.3 可编程逻辑控制器的特点1.4 PLC 的展望第二章 可编程控制器的结构和原理2.1 可编程控制器的基本结构2.2 可编程控制器的编程语言第三章 PLC 与继电器，单片机的异同3.1 什么是 PLC3.2 PLC 与单片机的区别3.3 PLC 与继电器系统的异同
4、3.4 PLC 的选型原则3.4.1 可编程顺序控制器的设计流程3.5 PLC 的自动检测功能及故障诊断3.5.1 超时检测3.5.2 逻辑错误检查第四章 传送带的介绍4.1 传送带常见的故障由与维护4.1.1 传送带常见的故障4.1.2 传送带跑偏4.2.1 四级传送带的控制要求包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -3第一章 可编程控制器的概论1.1 可编程序逻辑控制器(PLC)PLC 英文全称 Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存
5、储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制系统是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控
6、制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制器(PLC)，是集自动控制技术、计算机技术、和通讯技术为一体的高科技产品。具有可靠性高，功能齐全，使用灵活方便等优点。由此可见，用 PLC 控制的智能型舞台艺术灯比传统的舞台艺术灯控制优越的多。1.2 可编程序逻辑控制器(PLC)的产生PLC 产生在 20 世纪 60 年代末。提出 PLC 概念的是美国通用汽车公司。当时汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的，汽车
7、的每一次改型都是直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制安装就需要经常的重新设计和安装，既费时，费工又费料。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在 1969 年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出如下 10项招标指标：1）编程简单，可在现场修改程序。2）维修方便，采用规模化结构。3）可靠性高于继电器控制装置。4）体积小于继电器控制装置。5）可将数据直接送入计算机。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -46）成本可与继电器装置竞争。7）可直接用 115V 交流输入（美国市电为 115V）.8）输
8、出为交流 115V，2A 以上，能直接驱动电磁阀，接触器等。9）控制装置扩展时很方便。10）用户程序存储器容量至少为 4KB。1969 年末，美国数字设备公司 DEC 研制出了世界上第一台 PLC 美国通用汽车公司自动装配线上试用，并获得了成功。这种新型的智能化工业控制装置很快在美国其他工业控制领域推广应用，至 1971 年，以成功的将 PLC 用于食品，饮料，冶金，造纸等行业。PLC 的出现受到了世界各国工业控制界的高度重视。1971 年日本从美国引进这项新技术，很快研制出了日本第一台 PLC。1973 年西欧国家也研制出了它们的第一台 PLC。我国的 PLC研制始于 1974 年，于 19
9、77 年开始工业应用。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到 20 世纪 70 年代中期以后，PLC 已广泛的发展为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用中，大规模甚至超大规模集成电路，这时的 PLC 已不再是仅有逻辑判断能力，还同时具有数据处理，PID 调节和数据通信功能。国际电工委员会 1987 年颁布的可编程控制器标准草案中对 PLC 做了如下的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程控制器的存储器，用来在其内部储存程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字和模拟式的输入和输出，控
10、制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按照易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”1.3 可编程控制器的特点随着微处理器，计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。PLC 之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，PLC 还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠性、通用性、灵活性、使用方便等问题。主要特点如下:（1）可靠性高。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -5可靠性高是 PLC 最突出的优点之一。PLC 具有较高的可靠性是因为它采用微电子技术，大量的开关动作由无触点
11、的半导体电路完成。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。（2）在设计制造过程中，抗干扰能力强，采用一系列硬件和软件抗干扰措施。如:硬件方面采用隔离、滤波、精选元器件等。在微处理器与 1/0 电路之间采用光电隔离措施，有效地抑制了外部干扰对 PLC 的影响，同时可以防止外部高压进入 CPU 单元。（3）应用灵活。由于 PLC 己实现了产品的系统化、标准的积木式硬件结构和单元化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功
12、能复杂的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合。PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中的大量中间继电器、时间继电器、计数器及其它专用功能的器件，使控制系统的设计、安装、接线工作量大大减少。（4） 功能强，通用性好。有丰富的接口模块。PLC 不仅具有逻辑运算、定时、计数，顺序控制等功能，而且还具有 A/D, D/A 转换、数值运算、数据处理和通讯联网等功能；既可以对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制；既可以对单台设备进行控制，也可以对一条生产线或全部生产工艺过程进行控制。PLC 具有通信联网功能，可以实现不同 PLC 之间联网，并可以与计算机构成分布式控制系统。（5）编程简单。大
13、多数 PLC 采用梯形图编程方式。梯形图与传统的继电接触控制线路图有许多相似之处，与常用的计算机语一言相比更容易被操作者接受并掌握。操作者通过阅读 PLC 操作手册，可以很快熟悉梯形图语言，并用来编制一般的用户程序，这也是 PLC 获得迅速普及和推广的重要原因之一。（6）配套齐全，功能完善，适用性强。PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上 PLC 通
14、信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。（7）易学易用，深受工程技术人员欢 迎。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -6PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。（8）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部
15、的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（9）体积小，重量轻，能耗低。以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.4 PLC 未来展望21 世纪，PLC 会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产
16、品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统 DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。包 头 轻 工
17、职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -7第二章 可编程序控制器的结构和原理2.1 可编程序控制器的基本结构PLC 实质上是一种专门用于工业控制的通用计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，主要有中央处理器(CPU)，存储器(RAM,ROM) ，输入输出接口电路（ I/O 接口），电源及编程设备几大部分构成。一中央处理器（CPU）中央处理器（CPU） 是 PLC 的控制中枢。PLC 的 CPU 按照系统程序赋予的功能接收并存储用户键入的应用程序和数据，检查电源，存储器，I/O 以及警戒定时器的状态，诊断用户程序的语法错误。PLC 中采用的 CPU 一般有三大类，一类为通用处理器，如
18、80286，80386 等，一类为单片机芯片，如 8301，8096 等，另外还有位处理器，如 AMD2900,AMD2903 等。二存储器PLC 是工业控制计算机，除了硬件以外，还必须有软件才能正常工作。PLC 的软件分两部分：系统软件和应用软件。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器；存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。RLC 常用存储器的类型：读写存储器（RAM ），可擦除的只读存储器（EPROM）,电可擦除的只读存储器（EPROM）三输入/ 输出（I/O）I/O 接口有良好的光电隔离和滤波作用。PLC 的输出接口往往始于被控对象相连接，被控对象有电磁阀，指示灯，接触器，小型电动机等
19、。输入接口各种 PLC 的输入电路大都相同，通常有三种输入类型。一种是直流（1214）输入，另一种是交流（100120V ，200240V）输入，第三种是交直流输入。输出接口PLC 的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出。继电器输出型 PLC最为常用。当 CPU 有输出时，接通输出电路中继电器的线圈，继电器的触点闭合，通过该触点控制外部负载电路的负载。晶体管输出型 PLC 是通过光耦合器是晶体管截至或导通以控制外部负载电路，并同时 PLC 内部电路和晶体管输出电路进行电气隔离。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -8四电源PLC 的电源在整个系统中起着十分重要的作用
20、。模块的 PLC，是独立的电源模块；整体式PLC 电源集成在厢体内。PLC 的电源多为高精度的开关电源；掉电保护电路供电的后备电源多为锂电池。五编程器编程器是 PLC 的重要外围设备。编程器的主要任务是输入程序，编辑程序，调试程序，监控程序，还可以在线测试 PLC 工作状态和参数与 PLC 进行人机对话。2.2 可编程序控制器的编程语言可编程序控制器可采用的编程语言大致可分为以下儿种:梯形图(LAD)编程语言、功能块图(FBD)编程语言，指令语句编程语言和逻辑表达式编程语言。（1）梯形图(LAD)编程语言梯形图(LAD)是与电气控制电路图相呼应的图形语言。它沿用了继电器、触电、串并联等术语和类
21、似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图格式中的继电器不是物理继电器，而是软继电器。软继电器各触电均为存储器中的一位，表示软继相应位为“ ” 状态，表示软继电器线圈得电，它的常开触点闭合或常闭触点断开；表示软继相应位为“”状态，表示软继电器线圈得电，他的常开触点断开或常闭触点闭合；（2）功能块图(FBD)功能块图，是图形化的高级编程语言，通过软连接的方法把所需的功能块图连接起来，用于实现系统的控制。功能块图的表示格式有利于程序流的跟踪。功能块图与梯形图可以互相转换。（3）语句表(STL)语句表是用助记符来表达 PLC 的各种控制功能的，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言
22、直观易懂，编程简单。（4） 顺序功能图（SFC）顺序功能图属于图形语言，用它经常编制顺序控制类程序。顺序功能图编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态，对这些小状态的功能分别处理后在再把这些小状态依一定的顺序要求连接组合成整体的控制程序。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -9（5） 结构化文本（ST ）ST 被称为与 PASCAL 和 C 语言一样的高级编程语言。ST 不是采用低级的，面向机器的操作符而是以高度压缩的方式提供大量描述复杂功能的抽象语句。与语句指令表 IL 相比，ST语言的优点是明显的：编程任务高度压缩化的表达格式，在语句块中有清晰的程序结构
23、。可编程序控制器的工作原理PLC 实际上是一种专门用于工业控制的通用计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，主要有中央处理器（CPU）、存储器（RAM 、ROM）、输入输出接口电路（I/O 接口）、电源及编程设备几大部分构成。1. 扫描工作原理当 PLC 运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但 CPU 不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于 CPU 的运算处理速度很快，所以从宏观上来看，PLC 外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种串行工作过程称为 PLC 的扫描工作方式。用扫描工作
24、方式执行用户程序时，扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。2. PLC 扫描工作过程PLC 的扫描工作过程除了执行用户程序外，在每次扫描工作过程中还要完成内部处理、通信服务工作。如图 2-11 所示，整个扫描工作过程包括内部处理、通信服务、输入采样、程序执行、输出刷新五个阶段。整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期。扫描周期与 CPU 运行速度、PLC 硬件配置及用户程序长短有关，典型值为 1100ms。在内部处理阶段，进行 PLC 自检，检查内部硬件是否正常，对监视定时器（WDT
25、）复位以及完成其它一些内部处理工作。在通信服务阶段，PLC 与其它智能装置实现通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容等。当 PLC 处于停止（ STOP）状态时，只完成内部处理和通信服务工作。当 PLC处于运行（RUN）状态时，除完成内部处理和通信服务工作外，还要完成输入采样、程序执行、输出刷新工作。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -10PLC 的扫描工作方式简单直观，便于程序的设计，并为可靠运行提供了保障。当 PLC 扫描到的指令被执行后，其结果马上就被后面将要扫描到的指令所利用， 而且还可通过 CPU 内部设置的监视定时器来监视每次扫描是否超过规定时
26、间，避免由于 CPU 内部故障使程序执行进入死循环。3 .PLC 用户程序的循环扫描过程PLC 执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。a)在输入采样阶段，PLC 以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。b)在程序执行阶段，PLC 对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则
27、根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC 从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。c)当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC 将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。因此，PLC 在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当 PLC 进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即
28、在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -11第三章 PLC 与继电器、单片机的异同3.1 什么是 PLCPLC 是什幺呢？PLC 的全称是 Programmable Logic Controller（可编程序控制器）,刚引入国内时，曾简称为 PC。后来，IBM-PC 获得广泛应用，PC 成了个人电脑的代名词，才改为PLC。PLC 还有另外的一个意思是 Power Line Carrier(电力线载波 )。3.2 PLC 与单片机的区别1. PLC 是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性。2. 单
29、片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可，PLC 是单片机应用系统的一个特例。3. 不同厂家的 PLC 有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进。这正是 PLC 获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和维护都很困难。最后，从工程的角度，谈谈 PLC 与单片机系统的选用；4. 对单项工程或重复数极少的项目，采用 PLC 方案是明智、快捷的途径，成功率高，可靠性好，手尾少，但成本较高。5. 对于量大的配套项目，采用单片机系统具有成本低、效益高的优点，但这要有相当的研发力
30、量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行。最好的方法是单片机系统嵌入 PLC 的功能，这样可大大简化单片机系统的研制时间，性能得到保障，效益也就有保证。3.3 PLC 与继电器系统的异同继电器接触器是以电磁开关为主体的低压电器元件，其构成的系统是用导线依一定的规律将它们连接起来，实现不同的控制功能。从逻辑控制看，PLC 与继电器系统的区别主要是:（一） 组成器件不同（二） 触点数量不同（三） 实时控制的方法不同（四） 工作方式不同包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -123.4 PLC 的选型原则1、输入输出（I/O ）点数的估算I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常
31、根据统计的输入输出点数，再增加 10%20% 的可扩展 余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商 PLC 的产品特点，对输入输出点数进行圆整。2、存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量 I/O 点数的 1015 倍，
32、加上模拟 I/O 点数的 100 倍，以此数为内存的总字数（16 位为一个字），另外再按此数的 25%考虑余量。控制功能的选择：该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择3、对 PLC 响应时间的要求响应速度即响应时间包括输入滤波时间，输出滤波时间和扫描周期。PLC 一般以顺序扫描工作方式进行工作，对小于扫描时间的输入信号，有可能造成接收信号不可靠。因此，对有维持很短时间的输入信号来讲，需要选取扫描速度高的 PLC。一般机器对扫描时间的限定值为100200ms ，而实际上执行一千条指令仅需时间 110ms ,对一般规模的 PLC 程序，则输入信号能维持在
33、10ms 左右就完全能安全地被接收到，但对模拟量输入则需要考虑与 PLC 的响应时间的配合问题。4、系统可靠性5、编程器与外围设备小型 PLC 控制系统一般选用价格便宜的简易编程器；如果系统较大或多台 PLC 共用，可以选用功能强，编程方便的图形编辑器；如果有现成的个人计算机，可选用能在计算机上使用的编程软件。3.4.1 可编程顺序控制器的设计流程1、熟悉控制对象确定控制范围包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -13根据生产和工艺过程分析控制要求，确定控制对象及控制范围，确定控制系统的工作方式，例如全自动、半自动、手动、单机运行、多机联合运行等。还要确定系统应有的其它
34、功能，例如故障检测、诊断与显示报警、紧急情况的处理、管理功能、联网通信功能等。2、可同时进行 PLC 的硬件设计和软件设计。硬件设计指电气线路设计，包括主电路及 PLC 外部控制电路，PLC 输入输出接线图，设备供电系统图，电气控制柜结构及电器设备安装图等。软件设计包括状态表、状态转换图、梯形图、指令表等，控制程序设计是 PLC 系统应用中最关键的问题，也是整个控制系统设计的核心。3、PLC 调试分模拟调试和联机调试硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。可在操作台的接线端子上模拟 PLC 外部的开关量输入信号，或操作按钮的指令开关，观察对应 PLC 输入点的状态。用编程软件将
35、输出点强制 ON/OFF，观察对应的控制柜内 PLC 负载（指示灯、接触器等）的动作是否正常，或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。联机调试时，把编制好的程序下载到现场的 PLC 中。调试时，主电路一定要断电，只对控制电路进行联机调试。通过现场的联机调试，还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。4、PLC 的类型PLC 按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU 字长分为 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位、64 位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型 PLC 的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型
36、控制系统；模块型 PLC提供多种 I/O 卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。3.5 PLC 的自动检测功能及故障诊断PLC 具有很完善的自诊断功能，如出现故障，借助自诊断程序可以方便的找到出现故障的部件，更换后就可以恢复正常工作。故障处理的方法可参看 S7-200 系统手册的故障处理指南。实践证明，外部设备的故障率远高于 PLC，而这些设备故障时，PLC 不会自动停机，可使故障范围扩大。为了及时发现故障，可用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。3.5.1 超时检测包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院
37、- -14机械设备在各工步的所需的时间基本不变，因此可以用时间为参考，在可编程控制器发出信号，相应的外部执行机构开始动作时起动一个定时器开始定计时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长 20%左右。如某执行机构在正常情况下运行 10s 后，使限位开关动作，发出动作结束的信号。在该执行机构开始动作时起动设定值为 12s 的定时器定时，若 12s 后还没有收到动作结束的信号，由定时器的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的程序，起动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。3.5.2 逻辑错误检查在系统正常运行时，PLC 的输入、输出信号和内部的
38、信号（如存储器为的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出了故障。因此可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为 ON 状态，就应按故障处理。如机械运动过程中先后有两个限位开关动作，这两个信号不会同时接通。若它们同时接通，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。在梯形图中，用这两个限位开关对应的存储器的位的常开触点串联，来驱动一个表示限位开关故障的存储器的位就可以进行检测。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -15第四章 传送带的介绍传送带是传送带用来输送元件，PCB 和其他器件，材料一般为塑料，纤维制品或橡胶。如果传送带要接收
39、从机器其他部分传来的器件，那么它应该采用耗散性材料。当传送带表面电阻率为 1106 欧时，它会使带电器件放电速度太快，对器件造成损害；当表面电阻在 106109欧时，只要传送带通过转轮滑轮和机架良好接地，传送带上就不会带电。4.1 传送带常见的故障与维护4.1.1 传送带常见故障a)传送带打滑 传送带与皮带轮之间打滑为将这种打滑现象减到最低限度，建议驱动轮和被动轮都使用合适的防滑套。解决打滑问题可采取以下几点措施：（1）绷紧上下传送带；（2）检查紧带装置的调节机构是否需要加以紧固；（3）更换或磨粗现有的防滑套表面；（4）检查驱动齿轮的磨损情况。b)传送带与纸板之间打滑 传送带与纸板之间打滑的主
40、要原因是挂面纸板与热板之间产生的磨擦过大c) 其他故障(1)过度的张力(2)传送带表面变光滑(3)切割刀的控制4.1.2 传送带跑偏传送带的跑偏问题一般是对机器本身状态的一种反作用。化纤传送带对机器各种不同设置状态的反应一般要比传统帆布传送带敏感。1.传送带边缘开线如果使用帆布传送带时出现开线问题，表明可能有跑偏的问题。这时应对机器做一些微小的调整，例如调整压力辊和惰轮，以及调整驱动轮(根据需要使其与被动轮平行或不平行) 等。这可能会被误解为传送带在摆动。简单的检查方法是用一支铅笔在带边内约 6 英寸 15cm 处划线，包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -16然后测
41、量该线的横向移动量。任何情况下，传送带的横向移动量应在14 英寸(0.6cm) 之内。 3.传送带斜行一般每台机器都会有一定的对角线偏斜。这可能会影响纸板的运行轨迹，导致进纸时偏心，以使得出纸时切刀对准中心。可通过调整压力辊来补偿机器的这种对角偏斜。 4.传送带的就位如果传送带有微小的横向移动，需给以一定的时间使其稳定下来。这通常需要两三个星期的时间。如果按照前面所讲将两个皮带轮都加了防滑套，且保持拉紧传送带，横向的摆动就会减小到可以忽略。 5.启动对于刚启动机器时，传送带可能会有不规则的偏轨问题，有以下两种解释：一是蒸汽的热度不均匀，二是在停机过程中因传送带的张力减少而变松驰，并直 接暴露给
42、热源。如果有这种情况发生，每天最初几小时可能会有不规则的跑偏现象，但会逐渐消失，所以应常保持传送带的张力。 6.传送带变形如果传送带在松驰状态下直接接触热板，传送带可能会发生变形。所以，无论在什么时候都必须保持传送带有一定的张力。如果机器使用液压张紧装置，则建议在活塞上安装一个轴套或阻挡机构以防止其完全放松。如传送带需要重新对接，应确保热板是冷却的或是与传送带隔离的。 7.经过紧带机构时跑偏这显然是由于传送带在经过紧带机构时各轴内在的扭曲引起的，不是严重问题。可以通过在活塞机构的另一端安装一个松紧螺旋扣来解决，这样可调整消除轴的扭曲。有些机器，调整紧带机构前部的惰轮会有助于消除这一问题。一般较
43、新的机器都装有调整机构来纠正。下传送带的紧带机构各轴应保持平行和水平，有跑偏问题存在，可能需要将一个轴(最好是可移动的) 的平行和( 或) 水平度做微小调整。这样做，传送带会向其先接触的轴的端部移动，但应避免移动太大，否则会导致拉伸传送带的一个边。4.2 四级传送带的设计 4.2.1 四级传送带控制要求用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下： 启动时先起动最末一条皮带机，经过 5 秒延时，再依次起动其它皮带机到最前一条后 5 秒 Y5 得得电货物开始装填货物。停止时应先停止 Y5 货物停止装填，待料运送完毕后 5 秒后最前一条皮带机停止再依次停止其它皮带机。包 头 轻
44、工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -17当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止且 Y5 也立即停止装填货物，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如 M2 故障，Y5、M1 、M2 立即停，经过 5秒延时后，M3 停，再过 5 秒， M4 停。 控制功能：（1）单动与循环控制连锁，任何一个单动按钮“ON”，循环控制不能建立，反之，如果循环控制已建立，单动按钮的动作对循环操作没有任何影响。 （2）当“手动/循环”旋转按钮置“ 手动”位置时，方可对单机进行单动。 （3 ）如当 2#皮带出现故障时，1# 皮带必须紧停，3#皮带可以保持运行，当故障解除，复位，按“启
45、动” 按钮，2#机可直接起动，当 2#机起动完毕，再延时起动 3、4#机。（4）对于短路等，故障解除，按“ 复位”按钮，故障锁存复位，未循环起动按钮 /旋转单动按钮，皮带不会自行起动。（5）循环控制时，如果某台皮带起动失败，则其上游设备不能启动，下游设备可保持运行状态。（6）设声、光报警。光报警闪烁。（7）不论循环控制还是单动控制，集中控制紧停按钮均起作用。包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -18参考文献1 刘建-电力英语阅读与翻译-中国水利水电出版社2 田瑞庭.可编程控制器应用技术. 北京：机械工业出版社，19943 张万忠.可编程控制器应用技术. 北京：化学工业
46、出版社，2001.124 于庆广. 可编程控制器原理及系统设计.北京：清华大学出版社.20045 柳梁-可编程控制-浙江机械工业学校6 尹宏业主编 PLC 可编程控制器教程 航空工业出版社 1997.087 王兆义. 可编程序控制器教程.北京: 机械工业出版社 .20048 廖常初. PLC 编程及应用 . 北京: 机械工业出版社.2003包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -19包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -20包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -21包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -22包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -23包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -24包 头 轻 工 职 业 技 术 学 院 自 动 化 学 院- -25
