plc在工業(yè)自動化中的應用及發(fā)展【畢業(yè)論文】(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 點閉合，形成了Y000的自保(同時串接于第二梯級的，Y000常閉接點斷開，保證了在正轉的情況下不允許反轉，起了互鎖的作用)。由于Y000的閉合，接通了正轉接觸器，帶動電動機工作。第二梯級的工作則與第一梯級相似：即按外部反轉按鈕SB2，驅動第二梯級X001常開接點閉合(而第一梯級中的X001常閉接點則同時斷開，切斷可能運行中的正轉功能，起了互鎖作用)，通過串接于其后的X00X000、Y000、Y002各接點的常閉，接通了Y001輸出繼電器線圈使其閉合，由于Y001線圈的閉合，導至第二梯級的并接于母線側的Y001常開接點閉合形成了自保(同時串接于第一梯級的Y001常閉接點斷開，保證了在反轉的情況下不允許正轉，起了互鎖的作用)。由于Y001的閉合，接通了反轉接觸器，帶動電動機工作。若要停止，則按外部按鈕SB3驅動了第三梯級的X002常開接點的閉合(同時第一梯級和第二梯級的X002常閉接點斷開，切斷了正轉或反轉的工作。)通過定時器T0的常閉接點，接通了輸出繼電器線圈Y002和定時器T0線圈，由于Y002的接通，其并接于第三梯級母線一側的常開接點Y002閉合，形成了Y002線圈的自保(在這同時串接于第一梯級和第二梯級的Y002的常閉接點斷開，再次可靠切斷了正轉或反轉)，從而Y002接通了外接接觸器KM3，而KM3則向電動機送入了直流電進行能耗制動。上述的定時器與Y002是同時閉合，定時器在閉合的瞬間即開始計時，本定時器計時時間為4S(計算方法：T0的單位時間為100ms，而K值設定為40則：10040＝4000ms 1S＝1000ms)，4S時間一到，串接于第三梯級的常閉接點T0斷開，運行則停止。本梯形圖沒設置熱繼電器，可在第一、第二梯級的Y000和Y001的線圈前端設置常閉接點X003，外部則接FR的常開接點。同理這線路由于是正反轉線路，在其外部應考慮進行必要的接觸器輔助接點的聯(lián)鎖。 斷電延時型星角降壓啟動能耗制動控制使用PLC控制 PLC沒有斷電延時型定時器，只有通電延時型定時器。本梯形圖的工作原理：當外接啟動按鈕SB2按下，驅動第一梯級X000的常開接點閉合，通過串接其后的X00TT0、Y002的常閉接點，接通輸出繼電器，由于Y000線圈的閉合，促使第一梯級第一支路中的并聯(lián)常開觸點閉合形成Y000線圈自保，至使Y000驅動的接觸器KM3閉合將電動機繞組接成星形。在這同時，第二梯級中的左母線一側的常開觸點Y000閉合，通過串接其后的X00Y003的常閉接點接通了輸出繼電器Y001和另一支路經(jīng)Y002常閉接點相串的定時器線圈T0(K值為40)。由于Y001線圈的閉合使與本支路相并的母線一側Y001閉合形成了Y001線圈自保。由于Y001線圈的閉合，接于Y001后的外部接觸器KM1閉合，電動機處于星接啟動狀態(tài)。在Y001閉合的同時定時器T0也已開始計時，4S后定時器T0常閉接點，在第一梯級中切斷了輸出繼電器Y000線圈，解除了星接。而在這同時，第三梯級中左母線一側的T0 常開接點閉合，通過串接其后的X00Y000的常閉接點，接通了輸出繼電器Y002。由于Y002的接通，并接于左母線一側的Y002閉合，使Y002線圈形成自保。Y002線圈后所接的接觸器KM2接通，完成了星角轉換，使電動機進入了角接狀態(tài)。第一梯級中與第三梯級中所串接的Y002和Y001常閉接點實質是星與角的互鎖。停止按外接停止按鈕SB1，從梯形圖中可以看出由SB1驅動的第一梯級、第二梯級和第三梯級均串接了X001的常閉觸點，其目的是讓電動機在任一運行狀態(tài)，均能可靠停止。而在第四梯級X001接的是常開觸點，其一旦閉合，通過串接其后的定時器常閉接點，接通了輸出繼電器Y003線圈和定時器T1線圈，由于Y003線圈的閉合，其并接于第一梯級第二支路中的Y003常開接點接通了Y000線圈，驅動KM3閉合，使電動機的處于星接狀態(tài)，以提供直流通道。在線圈Y003閉合后，驅動了外接接觸器KM4在電動機停止交流供電的情況下向電動機提供直流電進行能耗制動。定時器線圈T1是與線圈Y003同時獲電，并開始計時，計時時間一到，串接于第一梯級與第四梯級的常閉接點斷開，使電動機完成了停車與制動的過程。外部接觸器接線時，應考慮接觸器間的互相聯(lián)鎖以防短路。另本梯形圖沒設置熱保護。第五章PLC的發(fā)展趨勢和前景 PLC在工業(yè)領域應用的發(fā)展趨勢工業(yè)自動化生產(chǎn)線的首要目標是保證產(chǎn)品質量，生產(chǎn)過程不可能進行過多的人工干預，產(chǎn)品質量的保證只能依賴在線質量檢測設備和儀器，監(jiān)視產(chǎn)品質量參數(shù)，為控制器提供準確的測量值和檢測狀態(tài)。長期以來PLC始終處于工業(yè)自動化控制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠的控制應用。其主要原因在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。在企業(yè)方面，國內企業(yè)經(jīng)過多年的努力，工業(yè)過程控制經(jīng)過繼電器控制，PLC控制、集中監(jiān)控，到現(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場總線控制技術和管控一體化控制系統(tǒng)，為國內企業(yè)自動化、信息化打下了良好的基礎。如今，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化改造的方向是全而實現(xiàn)企業(yè)的自動化向信息化方向發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)自動化的特征是自動控制技術、物流技術、信息技術的綜合應用。為了滿足企業(yè)提出的提質降耗、精細加工、小批多品、開發(fā)新品、管理控制結合的新需求，企業(yè)自動控制技術的發(fā)展趨勢向著網(wǎng)絡化、智能化、數(shù)字化發(fā)展，并且向實時在線質量檢測、實時數(shù)據(jù)自動采集、設計調試手段和工具、故障自診斷技術、數(shù)據(jù)自動管理等一系列先進技術發(fā)展。 　PLC的前景前景一：PLC將會成為過程控制領域內的日用品 僅僅從PLC系統(tǒng)價格正在逐漸降低的理由進行推理，尤其在低端應用方面，PLC將會成為這一領域的日用品。由于PLC系統(tǒng)最小模件單元的價格也只不過100美元，甚至更低，即使這些模件出現(xiàn)故障，工業(yè)用戶從心理上已經(jīng)感覺不到是否還值得重新修理。許多工業(yè)用戶直接采取了拋棄出現(xiàn)故障的模件，進而換上一塊新模件的處理方式，因為重新修理這樣的故障模件也許會花費同樣甚至更多的費用。 相反，我們不要被低價格所愚弄。一些小型甚至超小型PLC系統(tǒng)已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了模擬量I/O、PID控制回路、通信接口，甚至與企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場總線。具有14個通道的I/O和4個PID控制回路的PLC系統(tǒng)，其價格才99美元，這種產(chǎn)品非常適合小系統(tǒng)控制應用的需要。 一些PLC供應商依托強大的應用市場繼續(xù)發(fā)展小型PLC產(chǎn)品，甚至大量的工業(yè)用戶已經(jīng)將其看作是低端應用市場上的日用品。PLC供應商需要充分考慮的問題是他們不僅僅要供應硬件產(chǎn)品，還必須采取相應的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)工具、故障診斷技術、網(wǎng)絡通信能力以及除基本自動化硬件以外的附加軟件包的適用性能。 Rockwell公司最近為其CompactLogix系列產(chǎn)品增加了一種新的CompactLogix5330控制器。該控制器能夠與1769系列CompactI/O模件，不超過256個本地I/O測點，另外還為用戶提供了256kb存儲內存。CompactLogix使用了相同的能同時被ControlLogix、FlexLogix、SoftLogix和RSLogix5000共享的Logix控制引擎。 。D005DDD包含了具備8通道DC輸入和8通道DC輸出的DL05CPU模件，采用了12/24VDC電源供電、具備6kb的存儲器，可利用RLL/RLLPlus進行程序設計，還提供了一個RS232程序和通信接口。它具有兩種可組態(tài)并獨立于CW/CCW的脈沖順序輸出或者步序，直接脈沖輸出頻率可以達到7kHz。此外，D005DRD還提供了6通道繼電器輸出。 Siemens公司為其SIMATICS7200系列產(chǎn)品推出了采用一種新類型CPU的微型PLC系統(tǒng)。新類型CPU為S7226，該CPU為能夠進一步連接到工業(yè)LAN系統(tǒng)或者諸如調制解調器、打印機、條形碼閱讀器等外圍設備，相應增加了點到點接口（PPI）或者自由接口（連續(xù)ASCII）。 來自于GEFanuc自動化公司的一種新產(chǎn)品是VersaMaxCPUE05CPU模件。該模件的特點主要包括與Ethernet等的連接能力、更快的指令執(zhí)行時間，以及更多的用戶存儲器支持。新增加的功能包括一個10BaseT連接、全雙工通信接口，通過利用切換開關以便消除數(shù)據(jù)碰撞現(xiàn)象，并同步進行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息；它還提供了64kb用戶可配置存儲器，采用RS232和RS485接口進行通信連接；具備本地操作員界面；以及可選擇與Ethernet、DeviceNet和Profibus現(xiàn)場總線連接。 Mitsubishi電子自動化公司已經(jīng)推出了新一代Q系列PLC系統(tǒng)，程序設計采用了基于Windows編程軟件工具。程序通過USB接口進行傳輸。其特點是能夠支持Internet電子郵件、調制解調器和10/100Mb/sEthernet；可以連接到DeviceNet、Profibus、CCLink和NET/10；每個CPU可以允許有不超過252個程序的同步運行；另外，它的體積也是非常小的。 CTC公司為工業(yè)用戶提供了一套2601自動化成套工具，該工具包括增強型2601控制器和基于Windows平臺的QuickstepSE程序開發(fā)工具軟件包，QuickstepSE是該公司用于2601控制器具有專利的程序設計語言，尤其能夠滿足需要數(shù)字控制和串行通信的小型應用項目的應用要求。為2601所編寫的控制程序只要通過相應的轉換就可以運行于其他2000系列CTC控制器上。 一種新的來自于IDEC公司的產(chǎn)品是MicroSmartPLC，在該PLC的CPU模件上提供了16或者24通道的I/O。其特點包括一個標準的電源供應電路、4通道高速計數(shù)器、一個RS232接口和一個模擬量分壓計。具有24通道I/O的CPU模件也能夠與總計不超過88通道的I/O模件一起工作。 來自ifm電子技術公司，并具有一對ASI現(xiàn)場總線的主控制器包括兩個采用IEC611313標準編程以及依靠ASI和RS485通信的AC1011PLC。AC1011采用了單個控制器方式，其I/O允許不超過124通道輸入和124通道輸出；而AC1012則采用了雙控制器方式，其I/O通道數(shù)量是AC1011的兩倍。 此外，許多PLC系統(tǒng)已經(jīng)與操作員面板和其他HMI系統(tǒng)一起使用，在有些情況下，PLC的邏輯處理功能已經(jīng)被直接集成到HMI軟件中。 來自于Bamp。R工業(yè)自動化公司的Bamp。RPP21/41高級操作面板進一步結合了CompactPLC和HMI面板系統(tǒng)，并應用于集成低價格機械控制和操作員界面。，采用了基于IEC611313標準的程序設計語言、ANSIC和Bamp。R自動化Basic語言進行編程設計工作。模件單元包括16通道數(shù)字量I/O，所具備的6個可利用擴展插槽用于附加的數(shù)字量、模擬量通道擴展以及通信I/O模件。串行和CANbus接口也同樣被包含在其中。 EXOR公司也已經(jīng)通過將一個PLC和I/O模件嵌入到一個叫做HMIcontrol集成系統(tǒng)的方式來擴展其UniOP系列HMI操作面板，PLC模件完全與其所有UniOP產(chǎn)品兼容，并使用了相同的、基于Windows平臺、用于所UniOP操作面板的組態(tài)軟件包。 前景二：駕御現(xiàn)場設備級控制 隨著通信技術的進一步發(fā)展，有可能利用通信系統(tǒng)將控制功能形成閉環(huán)過程控制，因為越來越多的控制計算機已經(jīng)嵌入了I/O系統(tǒng)。 例如，Rockwell自動化公司所推出的DeviceLogix充分應用了模件技術，能夠被完全集成到工廠底層現(xiàn)場過程控制設備中去，為現(xiàn)場設備級提供了低價格過程控制應用。DeviceLogix還提供了簡單化獨立過程控制應用特點和性能，諸如單個應用條件、事件偵測、報警管理和布爾邏輯運算等，減輕了具有較多控制任務的控制系統(tǒng)主控制器，甚至是最低級過程控制設備的負擔。首先推出的過程控制產(chǎn)品是AB公司的1792/1792D系列、ArmorBlockMaXumI/O系列、1791DCompactBlockI/O系列、1799嵌入式I/O系列，以及800EDeviceNet局部操作站和DeviceNet輔助軟起動器系列。 Festo公司也已經(jīng)將PLC技術嵌入到其氣調節(jié)閥產(chǎn)品中。該公司新近推出的SB6產(chǎn)品在這一領域得到了很好的應用。另外，它提供了與AB公司SLC500相同的技術特點，通過便攜和遠程等增加了數(shù)字量的模擬量I/O系列模件通道。SB6還提供了一個兼容于DeviceNet的電子式節(jié)點，能夠與DeviceNet數(shù)據(jù)采集器集成在一起，百且介于電子模件和氣動模件之間，為各種應用功能提供了PLC邏輯控制。 VMIC公司同樣也推出了增強型版本的DIN架裝式IOMaxPC控制器，即VIOMAX8450。現(xiàn)在該控制器已經(jīng)采用了300MHz的MMX微處理器芯片，而且仍然采用基于IEC611313標準的IOWorks控制組態(tài)工具軟件包進行編程設計。 前景三：替代嵌入式控制器 據(jù)相關調查報告顯示，現(xiàn)在對于低端PLC市場的爭奪仍在繼續(xù)進行，這也進一步促進了PLC的發(fā)展。隨著微型和超微型PLC技術的發(fā)展和數(shù)量的增長，它們已經(jīng)開始進入到新的應用領域。例如，微型PLC已經(jīng)開始替嵌入式控制器的工作內容。像Omron公司已經(jīng)察覺到這一技術發(fā)展的新動向，并逐漸