PLC在多功能屋面SP板切割机上的应用.doc

1、PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 1 页 共 31 页第一章 PLC 概述1.1PLC 的发展史和发展趋势虽然 PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段： 一. 早期的 PLC(60 年代末70 年代中期)早期的 PLC 一般称为可编程逻辑控制器。这时的 PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在 I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元

2、件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。因此，早期的 PLC 的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC 特有的编程语言梯形图一直沿用至今。二. 中期的 PLC(70 年代中期80 年代中，后期)在 70 年代，微处理器的出现使 PLC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为 PLC 的中央处理单元(CPU)。这样，使 PLC 得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运

3、算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程 I/O 模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使 PLC 得应用范围得以扩大。三. 近期的 PLC(80 年代中、后期至今)进入 80 年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的 PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高 PLC 的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC 软、硬件功能发

4、生了巨大变化。长期以来,PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用.其主要原因,在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要.另一方面,PLC 还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击,尤其是工业 PC 所带来的冲击.PLC 需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格. PLC 技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一.大多数人认为,PLC 将会继续失去市场份额;更有甚者认为,在工业 PC 面前,PLC 将会一步一步走向死亡;但也有一部分人相信,一些特殊工业应用领域仍将为

5、 PLC 提供一定的市场份额. 在全球工业计算机控制领域,围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软南京工程学院毕业设计论文第 2 页 共 31 页件、开放性数据通信协议,已经发生巨大变革,几乎到处都有 PLC,但这种趋势也许不会继续发展下去.随着软 PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展,安装有SoftPLC 组态软件和基于工业 PC 控制系统的市场份额正在逐步得到增长,这些事实使传统PLC 供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化,他们必须面对现实,在传统 PLC 的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态.对于控制软件来讲,这是 PLC 控制器的核心,PLC 供应

6、商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件,而且对于工业用户表现得非常积极.此外,开放式通信网络技术也得到了突破,其结果是将 PLC 融入更加开放的工业控制行业.1.2 PLC 的结构可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣，干扰源众多，如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰，电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等通过电磁耦合产生的工频干扰等，都会影响 PLC 的正常工作。 尽管 PLC 是专门

7、在现场使用的控制装置，在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使 PLC 有良好的工作环境条件， 并采取必要的抗干扰措施。1、中央处理单元(CPU)是 PLC 的控制中枢。它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄

8、存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高 PLC 的可*性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。 2、存储器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。 PLC 常用的存储器类型 （1）RAM （Random Assess Memory） 这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。 （2）EPROM（Erasabl

9、e Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。 （3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。 PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 3 页 共 31 页PLC 存储空间的分配 虽然各种 PLC 的 CPU 的最大寻址空间各不相同，但是根据 PLC 的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域： （1）系统程序

10、存储区 （2）系统 RAM 存储区（包括 I/O 映象区和系统软设备等） （3）用户程序存储区系统程序存储区：在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在 EPROM 中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该 PLC 的性能。 系统 RAM 存储区：系统 RAM 存储区包括 I/O 映象区以及各类软设备，如：逻辑线圈；数据寄存器；计时器；计数器；变址寄存器；累加器等存储器。 （1）I/O 映象区：由于 PLC 投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状

11、态和数据送至相应的外设。因此，它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放 I/O 的状态和数据，这些单元称作 I/O 映象区。一个开关量I/O 占用存储单元中的一个位 （bit） ，一个模拟量 I/O 占用存储单元中的一个字（16 个bit） 。因此整个 I/O 映象区可看作两个部分组成：开关量 I/O 映象区；模拟量 I/O 映象区。 （2）系统软设备存储区 ：除了 I/O 映象区区以外，系统 RAM 存储区还包括 PLC 内部各类软设备（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在 PLC 断电时，由内部的锂电池

12、供电，数据不会遗失；后者当 PLC 断电时，数据被清零。 1）逻辑线圈与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统 RAM 存储区中的一个位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程中使用，其作用类似于电器控制线路中的继电器。 另外，不同的 PLC 还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。 2）数据寄存器与模拟量 I/O 一样，每个数据寄存器占用系统 RAM 存储区中的一个字(16 bits)。 另外，PLC 还提供数量不等的特殊数据寄存器，具有不同的功能。 3）计时器 4）计数器 用户程序存储区 用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的 PLC，其存储容量各不相同。 3 电源接线PLC 供电

13、电源为 50Hz、220V10%的交流电。 FX 系列可编程控制器有直流 24V 输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流 24V 电源。 如果电源发生故障，中断时间少于 10ms，PLC 工作不受影响。若电源中断超过 10ms或电源下降超过允许值，则 PLC 停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，南京工程学院毕业设计论文第 4 页 共 31 页若 RUN 输入接通，则操作自动进行。 对于电源线来的干扰，PLC 本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为 1:1 的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。 4 接地良好的接地是保证 PLC

14、可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近 PLC。 5 直流 24V 接线端 使用无源触点的输入器件时，PLC 内部 24V 电源通过输入器件向输入端提供每点 7mA的电流。 PLC 上的 24V 接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V 端子作传感器电源时，C

15、OM 端子是直流 24V 地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的 24V 端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。 如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。 每种型号的 PLC 的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V 电源端子向外供电流的能力可以增加。 FX 系列 PLC 的空位端子，在任何情况下都不能使用。 6 输入接线PLC 一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是 PLC 与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线，一般指外部传感器与输入端口的接线。 输入器件可以是任何无源的触点

16、或集电极开路的 NPN 管。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。 输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带 RC 滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起 PLC 误动作。 若在输入触点电路串联二极管，在串联二极管上的电压应小于 4V。若使用带发光二极管的舌簧开关，串联二极管的数目不能超过两只。 另外，输入接线还应特别注意以下几点： （1）输入接线一般不要超过 30m。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。 （2）输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。 （3）可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度

17、，应大于扫描周期的时间。 7 输出接线（1）可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出 3 种形式。 （2）输出端接线分为独立输出和公共输出。当 PLC 的输出继电器或晶闸管动作时，同一号码的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 5 页 共 31 页在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 （3）由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。 （4）采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，

18、因此继电器工作寿命要求长。 （5）PLC 的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。 此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得可编程控制器发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。 1.3PLC 的基本技术性能PLC 的技术性能，主要是指 PLC 具有的软、硬件方面的性能指标。由于各厂家的 PLC产品的技术性能均不相同，且各具特色，因此不可能一一介绍，只能介绍一些基本的技术性能。1. 存储容量存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量大

19、，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型 PLC 的用户存储器容量为几 KB，而大型机的用户存储器容量为几十几百 KB。2. I/O 点数I/O 点数是 PLC 可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量 PLC 性能的重要指标。I/O 点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。3. 扫描速度扫描速度是指 PLC 执行用户程序的速度，是衡量 PLC 性能的重要指标。一般以扫描1K 步用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以 ms/K 步为单位。PLC 用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种 PLC 执行相同的操作所用的时间，来衡量扫描速度的快慢。4. 指令的

20、功能与数量指令功能的强弱、数量的多少也是衡量 PLC 性能的重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，PLC 的处理能力和控制能力也越强用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。5. 内部元件的种类与数量在编制 PLC 程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设计和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示 PLC 的存储和处理各种信息的能力越强。6. 特殊功能单元特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量 PLC 产品的一个重要指标。近年来各南京工程学院毕业设计论文第 6 页 共 31 页PLC 厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊功能单元种类日

21、益增多，功能越来越强，使PLC 的控制功能也日益扩大。7. 可扩展能力PLC 的可扩展能力包括 I/O 点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择 PLC 时，经常需要考虑 PLC 的可扩展能力。1.4 PLC 的特点1、功能强，性能价格比高 采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型 PLC 以外，绝大多数 PLC 均采用模块化结构。PLC 的各个部件，包括 CPU，电源，I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。一台小型 PLC 内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现

22、非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。2、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置，组成不同的功能、不规模的系统。楞编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC 有很强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。丰富的 I/O 接口模块 PLC 针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的 I/O 模块与工业现场的

23、器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3、可靠性高，抗干扰能力强 （1）所有的 I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与 PLC 内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采用 R-C 滤波器，其滤波时间常数一般为 1020ms.（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU 立即采用有效措施，以防

24、止故障扩大。（7）大型 PLC 还可以采用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成表决系统,使可*性更进一步提高。 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的 1/10-1/100，因触点接触不良造成PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 7 页 共 31 页的故障大为减少。 PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC 已被广大

25、用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 4、系统的设计、安装、调试工作量少 PLC 用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过 PLC 上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。5、编程方法

26、简单 编程简单易学 PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并编制用户程序。 梯形图语言实际上是一种面向用户的一种高级语言，可编程序控制器在执行梯形图的程序时，用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。6、维修工作量少，维修方便 编程简单易学 PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说

27、，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。PLC 的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC 或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据 PLC 上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。 7、体积小，能耗低 对于复杂的控制系统，使用 PLC 后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，小型 PLC 的体积相当于几个继电器大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的确 1/2-1/10。 PLC 的配线比继电器控制系统的配线要少得多，故可以省下大量的配线和附件，减少大量的安装接线工时，可以减少大量费用。2.5 三菱

28、 FX2N 介绍三菱公司的 FX2N 系列产品的一些编程元件及其功能。FX 系列产品，它内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、 计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般 称它们为“软继电器” 。南京工程学院毕业设计论文第 8 页 共 31 页这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，其工作状态可以无记忆，也可以有记忆，还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下，X 代表输入继电器，Y 代表输出继电器，M 代表辅助继电器，SPM 代表专用辅助继电器，T

29、代表定时器，C代表计数器，S 代表状态继电器，D 代表数据寄存器，MOV 代表传输等。 1、 输入继电器 （X） PLC 的输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC 内部与输入端子连接的输入继电器 X 是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入） ，线圈的吸合或释放只取决于 PLC 外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于 10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入为 X000 X007，X010 X017，X020 X027 。它们一般位于机器的上端。2、 输出继电器（Y） PLC 的输出端子是向外部

30、负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到 PLC 的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的 。各基本单元都是八进制输出，输出为 Y000 Y007，Y010Y017，Y020Y027 。它们一般位于机器的下端。3、 辅助继电器（M）PLC 内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由 PLC 内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载

31、的驱动必须通过输出继电器来实现。如下图中的 M300，它只起到一个自锁的功能。在FX2N 中普遍途采用 M0M499，共 500 点辅助继电器，其地址号按十进制编号。辅助继电器中还有一些特殊的辅助继电器，如掉电继电器、保持继电器等，在这里就不一一介绍了。X000 X001 M300M3004、 定时器（T）在 PLC 内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有 1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数 K 作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此，若备用

32、电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 9 页 共 31 页定时器通道范围如下：100 ms 定时器 T0T199， 共 200 点，设定值：0.1 3276.7 秒；10 ms 定时器 T200TT245，共 46 点，设定值：0.01327.67 秒；1 ms 积算定时器 T245T249，共 4 点，设定值：0.00132.767 秒；100 ms 积算定时器 T250T255，共 6 点，设定值：0.13276.7 秒； 定时器指令符号及应用如下图所示：X000K123 设定值（累积） T200 Y000 当定时器线圈 T200

33、的驱动输入 X000 接通时，T200 的当前值计数器对 10 ms 的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值 K123 相等时，定时器的输出接点动作，即输出触点是在驱动线圈后的 1.23 秒（10 * 123ms = 1.23s）时才动作，当 T200 触点吸合后，Y000 就有输出。当驱动输入 X000 断开或发生停电时，定时器就复位，输出触点也复位。每个定时器只有一个输入，它与常规定时器一样，线圈通电时，开始计时；断电时，自动复位，不保存中间数值。定时器有两个数据寄存器，一个为设定值寄存器，另一个是现时值寄存器，编程时，由用户设定累积值。如果是积算定时器，它的符号接线如下图所示：X001K

34、345 X002 定时器线圈 T250 的驱动输入 X001 接通时，T250 的当前值计数器对 100 ms 的时钟脉冲进行累积计数，当该值与设定值 K345 相等时，定时器的输出触点动作。在计数过程中，即使输入 X001 在接通或复电时，计数继续进行，其累积时间为 34.5s（100 ms*345=34.5s）时触点动作。当复位输入 X002 接通 ，定时器就复位，输出触点也复位。5、 计数器（C） FX2N 中的 16 位增计数器，是 16 位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减 1，当现时值减到零

35、时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再又进入计数状态。 其设定值在 K1K32767 范围内有效。设定值 K0 与 K1 含义相同，即在第一次计数时，其输出触点就动作。通用计数器的通道号：C0 C99，共 100 点。南京工程学院毕业设计论文第 10 页 共 31 页保持用计数器的通道号：C100C199，共 100 点。通用与掉电保持用的计数器点数分配，可由参数设置而随意更改。举个例子：X010X011K 计数器C 0由计数输入 X011 每次驱动 C0 线圈时，计数器的当前值加 1。当第 10 次执行线圈指令时，计数器 C0 的输出触点即动作

36、。之后即使计数器输入 X011 再动作，计数器的当前值保持不变。* 当复位输入 X010 接通（ON）时，执行 RST 指令，计数器的当前值为 0，输出接点也复位。* 应注意的是， 计数器 C100C199，即使发生停电，当前值与输出触点的动作状态或复位状态也能保持。6、 数据寄存器 数据寄存器是计算机必不可少的元件，用于存放各种数据。FX2N 中每一个数据寄存器都是 16bit（最高位为正、负符号位），也可用两个数据寄存器合并起来存储 32 bit 数据（最高位为正、负符号位）。1） 通用数据寄存器 D 通道分配 D 0D199，共 200 点。 只要不写入其他数据，已写入的数据不会变化。但

37、是，由 RUNSTOP 时，全部数据均清零。（若特殊辅助继电器 M8033 已被驱动，则数据不被清零）。2） 停电保持用寄存器 通道分配 D200D511，共 312 点，或 D200D999，共800 点（由机器的具体型号定）。基本上同通用数据寄存器。除非改写，否则原有数据不会丢失，不论电源接通与否，PLC 运行与否，其内容也不变化。然而在二台 PLC 作点对的通信时， D490D509 被用作通信操作。 3） 文件寄存器 通道分配 D1000D2999，共 2000 点。文件寄存器是在用户程序存储器（RAM、EEPROM、EPROM）内的一个存储区，以 500 点为一个单位，最多可在参数设

38、置时到 2000 点。用外部设备口进行写入操作。在 PLC 运行时，可用 BMOV 指令读到通用数据寄存器中，但是不能用指令将数据写入文件寄存器。用 BMOV 将 数据写入 RAM 后，再从 RAM 中读出。将数据写入 EEPROM 盒时，需要花费一定的时间，务必请注意。4） RAM 文件寄存器 通道分配 D6000D7999，共 2000 点。驱动特殊辅助继电器 M8074，由于采用扫描被禁止，上述的数据寄存器可作为文件寄存器处理，用 BMOV 指令传送数据（写入或读出）。5）特殊用寄存器 通道分配 D8000D8255，共 256 点。PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 11

39、页 共 31 页是写入特定目的的数据或已经写入数据寄存器，其内容在电源接通时，写入初始化值（一般先清零，然后由系统 ROM 来写入）。第二章 切割机装置及其工艺要求2.1 切割工艺要求建筑行业钢混结构建筑所用屋面水泥预制板一般是 SP 生产厂家生产的,其生产过程是:根据用户对屋面板厚度的要求,一次性将搅拌好的混凝土连续浇注在预先拉好的几百米长的钢丝上,通过模具直接成型几百米长的屋面 SP 板,根据产量的要求,最多可连续浇注 5 层;当所有层 SP 板自然风干达到强度要求后,用切割机将其切割成用户所需不同长度以及形状的等的屋面 SP 板.因此,SP 板切割机是与 SP 板生产线配套,切割成型不同

40、规格形状 SP 板的关键设备.SP 板切割机装置如图所示,工艺线路包括以下几个方面:(一)横向切割1)初始条件夹紧液压缸最大夹紧.主切割锯转至与水泥板纵向垂直位置.锁定液压缸锁定.小车制动液压缸开起.升降液压缸处于最高位置.2)起动小车液压马达,使主锯以 02000mm/min 的速度行驶至主锯左起始切割位置(限位开关位置)3)起动主切割锯电动机,起动冷却水系统.4)升降液压缸以 0600mm/min 的速度下降至设定规格切割位置,锁定升降液压缸.5)起动小车液压马达,主切割锯以 0600mm/min 的速度向右切割至右限位开关位置,小车液压马达停止.6)升降液压缸以 02000mm/min

41、的速度将主锯升至最高位置,然后锁定升降液压缸,完成一个横向切割工艺.(二)大车快速纵向行走1)初始条件夹紧液压缸最小夹紧.升降液压缸处最高位置.南京工程学院毕业设计论文第 12 页 共 31 页2)起动大车液压马达,使大车以 05000mm/min 的速度行驶至新切割位置前约 200mm.3)切换大车液压马达速度,使大车以 05000mm/min 的行驶至新的切割位置.4)夹紧液压缸最大夹紧,准备进入新的横向切割工艺.(三)纵向切割1)初始条件夹紧液压缸最小夹紧.升至液压缸处于最高位置.锁定液压缸开起2)起动回转电动机,使主锯旋转至水泥板纵向平行的位置.3)停止回转电动机,锁定液压缸锁定,小车

42、制动液压缸开起.4)起动小车液压马达,使小车以 02000mm/min 的速度行驶至纵向切割位置,小车制液压缸动制动.5)起动主切割机电动机,起动冷却水系统.6)升降液压缸以 0600mm/min 的速度下降至设定规格切割位置,锁定升降液压缸.7)起动大车液压马达,主切割锯以 0600mm/min 的速度纵向切割至终点位置,大车液压马达停止.8)升降液压缸以 02000mm/min 的速度将主锯升至最高位置,然后锁定升降液压缸,完成一个纵向切割工艺(四)斜向切割1)初始条件夹紧液压缸最小夹紧.升降液压缸处于最高位置.锁定液压缸开起2)起动回转电动机,使主锯旋转至斜切的角度上.3)停止回转电动机

43、,锁定液压缸锁定,小车制动液压缸开起4)起动小车液压马达,使小车以 02000mm/min 的速度行驶至斜向切割位置,小车制动液压缸制动,夹紧液压缸最大夹紧.5)起动主切割锯电动机,起动冷却水系统.6)升降液压缸以 0600mm/min 的速度下降至设定规格切割位置.7)升降液压缸 02000mm/min 的速度将主锯升至最高位置,然后锁定升降液压缸8)小车制动液压缸开起,夹紧液压缸最小夹紧.9)起动大车和小车液压马达,使大车和小车以 02000mm/min 的速度移动,并保证主锯在上次切口的延长线上并于上次切口衔接.10）小车制动液压缸制动，夹紧液压缸最大夹紧。11）重复 6）10）的工艺，

44、直至完成一次斜向切割。（五）开槽切割1）初始条件PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 13 页 共 31 页夹紧液压缸最小夹紧。升降液压缸处于最高位置。2）起动开槽电动机，起动冷却水系统。3）开槽升降液压缸以 0600mm/min 的切割速度下降至最低点。4）起动大车液压马达，开槽锯以 0600mm/min 的速度纵向切割至终点位置，大车液压马达停止。5）开槽升降液压缸升至最高位置，关闭开槽电动机和冷却水系统，完成开槽切割。（六）自动横向切割切割机最常完成的工艺是横向切割，为了提高切割效果，要求具有自动横向切割功能。在满足横向切割初始条件，将小车移至横向切割起点位置，起动主切割锯和冷

45、却水系统后，小车按横向切割工艺，自动顺序完成一次横向切割功能。2.2 切割机张志电控设备及要求（1）主切割电动机 M1 正反转运行，实现 SP 板横向、纵向及斜向切割功能。（2）开槽电动机 M2 单向运行，实现 SP 板表面开槽功能。（3）液压泵电动机 M3 单向运行，送给液压系统提供动力。（4）回转电动机 M4 正反转运行，调整切割头角度。（5）液压马达及电磁铁 DT 实现切割机装置的各种动作及速度调节，其动作如表 10-1所示。（6）旋转编码器 实现切割机生深度实时监测。（7）数码管（带译码器） 实现切割机切割规格机切割深度的实时显示。（8）直流开关电源 为 PLC 输入信号提供电源，同事

46、为 PLC 输出驱动提供电源。南京工程学院毕业设计论文第 14 页 共 31 页PLC 在多功能屋面 SP 板切割机上的应用第 15 页 共 31 页第三章 切割机原理分析3.1 切割机操作说明根据切割机装置的设备和电控情况以及所设计的 PLC 控制程序，切割机电控操作说明如下：本系统采用 PLC 对多功能切割锯进行控制，控制对象包括主切割电动机、开槽切割电动机、液压泵、回转电动机以及各个电磁铁等。控制功能包括设定切割规格、手动/自动横向切割、手动台车快速纵向行走、手动纵向切割、手动斜向切割、手动开槽切割等。3.1.1 切割规格设定1）当切割头处于上极限位置时，按下规格设定点动按钮，点动第一次

47、规格设定为380，第二次为 300，第三次为 250，第四次为 200，第五次为 180，第六次为 150，第七次保持 150，斌对设定复位，进入下一次于前相同的规格设定循环，设定结果在数码管上显示。2）规格设定完成，还可对所设定的规格进行微调，按下规格设定微调（+）点动按钮，在设定规格基础上可累加上主锯底部据水泥面得距离，按下规格设定微调（-）点动按钮在设定超过时设定值减少设定结果也在数码管上指示，之一功能科保证在锯片磨损时，对切割深度进行补偿设定。3）切割机各种切割功能均是在设定工作完成后进行。3.2.2 操作说明1手动横向切割1）台车夹紧/松开转换开关指向左 90（最大夹紧力）位置，电磁

48、铁 17YA、19YA得电，18YA 失电，台车夹紧指示灯亮 30s 后熄灭，保持该转换开关在此位置。2）回转制动液压缸开起/上升转换开关指向 45（切割头上升）位置，电磁铁 10YA得电，11YA 失电，升降液压缸上升指示灯亮，切割头上升，至最高位置，10YA、11YA失电，升降液压缸锁定。3）回转制动液压缸开起/制动转换开关指向左 45（锁定液压缸开起）位置，电磁铁 5YA 失电，6YA 得电，锁定液压缸开起指示灯亮 5s 后熄灭，保持该转换开关在此位置。4）按下回转电动机起动按钮（正转或反转） ，回转电动机带动主锯旋转，回转电动机运转指示灯亮，将主锯转至与水泥板纵向垂直位置，按下回转电动

49、机停止按钮，主锯停止转动。5）回转制动液压缸开起/制动转换开关指向右 45（锁定液压缸锁定）位置，电磁铁 5YA 得电，6YA 失电，锁定液压缸锁定指示灯亮 5s 后熄灭，保持该转换开关在此位置。6）小车制动液压缸开起/制动转换开关指向左 45（小车制动开起）位置，电磁铁3YA 失电，4YA 得电，小车制动开起指示灯亮 5s 后熄灭，保持该转换开关在此位置。7）横移小车左移/右移转换开关逆指向左 45（横移小车左移）位置，电磁铁7YA、9YA 得电，8YA 失电，小车左移指示灯亮，主锯向左行驶至左端起始切割位置。8）按下主切割电动机正转起动按钮，主切割电动机运转指示灯亮，检查锯口方向是否满足要求，检查冷却水是否打开。9）切割头下降/上升转换开关指向左 45（切割头下降）位置，电磁铁 10YA 失电，11YA 得电，升降液压缸下降指示灯亮，切割头下降，至切割位置，10YA、11YA 失电，升降液压缸锁定，该转换开关转会中间位置。南京工程学院毕业设计论文第 16 页 共 31 页10）横移小车左移/右移转换开关指向右 45（横移小车右移）位置，电磁铁7Y