基于plc的自動加料機控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　題 目： 基于PLC的自動加料機控制系統(tǒng) </p><p>　　學 院： 機電工程學院 </p><p>　　專 業(yè)： 11機械制造與自動化（3）班 </p><p>　　學 號： </p>

2、<p>　　姓 名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　完成日期： 2013 年 月</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在現(xiàn)代科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)起這愈來愈重要的作用

3、，并且， 隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，自動化水平也越來越高。自動控制利用控制裝置使被控對象的某個參數(shù)自動的按照預定的規(guī)律運行。本次設(shè)計在本著節(jié)約資金、降低成本，提高生產(chǎn)效率，人機操作的簡便性，保障人身安全的科學人性化管理的方針下對加料機機構(gòu)進行自動化設(shè)計。利用可編程控制器PLC來控制自動加料，本文以PLC程序控制的自動加料設(shè)備的控制的程序。自動加料系統(tǒng)具有操作簡單、加料均勻、自動化程度高等優(yōu)點,因此,一些有實力采用全電熔的玻璃生產(chǎn)廠家已經(jīng)

4、開始使用自動加料設(shè)備。 </p><p>　　此設(shè)計本著節(jié)約資金、降低成本，提高生產(chǎn)效率，人機操作的簡便性，保障人身安全的情況下對加料機機構(gòu)進行自動化設(shè)計。設(shè)計出更加適合于工作環(huán)境的加料機構(gòu)。此設(shè)計中自動加料機控制體系是采用以PLC為核心，結(jié)合觸摸屏等輔助設(shè)備對ＰＬＣ的控制這樣的一套自動化設(shè)備來實現(xiàn)的，這樣就可以在不購買新設(shè)備的基礎(chǔ)上對舊設(shè)備進行自動化改良，這不僅大大提高了工作的效率和經(jīng)濟效應，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量

5、，方便了管理好設(shè)備，讓公司管理體系更加完善，減少了人力物力。</p><p>　　文中闡述了基于PLC的自動加料機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并分別介紹了PLC的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點、自動加料機的工藝技術(shù)要求、觸摸屏界面設(shè)計、硬件的選擇、PLC模塊I/O端口的分配、PLC原理圖、程序結(jié)構(gòu)、主電氣圖和系統(tǒng)的功能及保護。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；自動加料機；I/O端口分配；變頻器；觸摸屏 ；程序結(jié)構(gòu)

6、；</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論5</b></p><p>　　1.1題目的來源及課題的意義5</p><p>　　1.2 設(shè)計背景和研究意義5</p><p>　　1.3 自動加料機控制系統(tǒng)的技術(shù)要求6<

7、/p><p>　　第二章 可編程控制器基礎(chǔ)8</p><p>　　2.1 PLC的定義8</p><p>　　2.2 PLC的分類8</p><p>　　2.3 PLC的基本組成及各部分的作用10</p><p>　　2.4 PLC的特點14</p><p>　　2.5 PLC的應用14

8、</p><p>　　2.6 PLC的發(fā)展15</p><p>　　2.7 PLC程序的表達方式17</p><p>　　2.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)18</p><p>　　2.9 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備19</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計19</p><p>　　3.1 PL

9、C的選擇19</p><p>　　3.2 電動機的選擇23</p><p>　　3.3 自動加料機的選擇27</p><p>　　3.4 變頻器的選擇28</p><p>　　3.5 氣缸的選擇31</p><p>　　3.6 觸摸屏的選擇34</p><p>　　3.7 觸摸屏界面

10、的設(shè)計36</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計38</p><p>　　4.1 工作流程圖及主電路的接線圖38</p><p>　　4.2 PLC模塊I/O端口分配31</p><p>　　4.3 系統(tǒng)程序設(shè)計43</p><p><b>　　結(jié)語51</b></p>

11、;<p><b>　　致謝51</b></p><p><b>　　參考文獻52</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1題目的來源及課題的意義</p><p>　　在現(xiàn)代科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中，自動控制技術(shù)起這愈來

12、愈重要的作用，并且， 隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，自動化水平也越來越高。自動控制利用控制裝置使被控對象的某個參數(shù)自動的按照預定的規(guī)律運行。本設(shè)計的自動加料機控制系統(tǒng)就是采用自動控制技術(shù)來實現(xiàn)功能的，這樣就大大提高了工作的效率，整個過程又快又穩(wěn)。</p><p>　　1.２ 設(shè)計背景和研究意義</p><p>　　制造業(yè)是現(xiàn)代文明的支柱之一，其既占有基礎(chǔ)地位，又處于前沿關(guān)鍵;它是工業(yè)發(fā)展的主體

13、又是國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。以前的工廠都是利用人工的方式進行生產(chǎn)加工，這樣的工作的方式，不僅沒有安全保障，而且沒有很高的經(jīng)濟效益。特別是加工制造業(yè)方面，都是小工廠，小作坊形式，沒有自動化的設(shè)備，什么事只能靠人力去做，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)里體現(xiàn)的更明顯。而制造業(yè)是我國經(jīng)濟增長的主導部門和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)；作為經(jīng)濟社會發(fā)展的重要依托，制造業(yè)是我國城鎮(zhèn)就業(yè)的主要渠道和國際競爭力的集中體現(xiàn)。是提高我國國民生產(chǎn)的重要支柱，制造業(yè)直接體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)力水平，是

14、區(qū)別發(fā)展中國家和發(fā)達國家的重要因素，制造業(yè)在世界發(fā)達國家的國民經(jīng)濟中占有重要份額。</p><p>　　隨著國內(nèi)的發(fā)展形式越來越好，競爭也越來越激烈，高科技設(shè)備逐漸代替了以前的手工操作方式，自動化設(shè)備也越來越多，自動控制系統(tǒng)用的越來越多。公司面對的壓力也越來越大，不僅要考慮國內(nèi)的對手，國外的競爭逐步加大，隨著信息科技、市場經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，國內(nèi)、國際市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新更為迅速，尤其是隨著高新科技的日新月異，

15、產(chǎn)品的類型、工藝外形越來越復雜，再加上企業(yè)經(jīng)營與發(fā)展必會面對對勞工的短缺、人工成本要省力化、合理化與自動化的發(fā)展趨勢！傳統(tǒng)的手工送料已經(jīng)不能滿足要求，這時自動加料機就應運而生。在今天現(xiàn)代科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中，什么是加料機呢？顧名思義，加料機就是專門用于粒料，粉料，片狀料，帶狀等材料的自動化，數(shù)控化，精確化的輸送機器，無論是輕工行業(yè)還是重工業(yè)都不可缺少的設(shè)備。傳統(tǒng)觀念，送料機是借助于機器運動的作用力加于材料，對材料進行運動運輸?shù)臋C器。&l

16、t;/p><p>　　改革開放以來，各項技術(shù)的不斷發(fā)展，如自動控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、檢測技術(shù)和信息技術(shù)，使得這些應用的領(lǐng)域越來越多。作為輔助裝置的送料機構(gòu)自動化水平也需要越來越高。提高自動化的水平不僅可以提高效率、產(chǎn)品的質(zhì)量同時也能保證工人的人身安全。 </p><p>　　綜上所述，在本著節(jié)約資金、降低成本，提高生產(chǎn)效率，保障人身安全的情況下對加料機機構(gòu)進行自動化設(shè)計。設(shè)計出更加適合于工作

17、環(huán)境的加料機構(gòu)。此設(shè)計中自動加料機控制體統(tǒng)就是采用以PLC為核心的自動控制技術(shù)來實現(xiàn)功能來實現(xiàn)的。</p><p>　　1.３ 自動加料機控制系統(tǒng)的技術(shù)要求</p><p>　　近年來，在玻璃制造行業(yè)中，玻璃全電熔技術(shù)中的人工加料方式逐漸被自動加料系統(tǒng)取代。自動加料系統(tǒng) 具有工作時間長、操作簡單、加料均勻、自動化程度高等優(yōu)點，因此，一些有實力采用全電熔的玻璃產(chǎn)家已經(jīng)開始使用自動加料設(shè)備。

18、為此，本人以此設(shè)計一套以PLC程序控制的自動加料設(shè)備的控制的程序。</p><p><b>　　工藝要求如下：</b></p><p>　　自動加料機的機械系統(tǒng)共設(shè)計了2臺電動機，振動電機和變頻電機，分別實現(xiàn)對加料設(shè)備的振動和對傳送帶的驅(qū)動。振動是使物料能順利的下落到傳送帶上，不至于卡住。驅(qū)動電機是驅(qū)動傳送帶運動，將物料裝入下料口中。此系統(tǒng)的工作全過程是：啟動系統(tǒng)，然

19、后推動手臂到位，待到手臂到位后觸動行程開關(guān)，此時給PLC一個信號驅(qū)動變頻器啟動。接著啟動變頻電機E13，此時變頻電機驅(qū)動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳送帶上E5、E6上的料就加到料斗E11中去。為保證傳送帶上有料且不出現(xiàn)堆料及缺料現(xiàn)象本例采用了斷續(xù)加料方式，及啟動振動器加料時間T3再停止振動器停止加料時間T4，如此循環(huán)，直到累計加料時間到達T2。這時候停止振動器和變頻器，接著延時時間T5 5~10秒。接著縮回手臂，帶手臂縮回到位后，再延時時間T6 5

20、~10 秒。這樣循環(huán)下去，直到到達設(shè)定的運行次數(shù)再停止系統(tǒng)。</p><p>　　圖 1.1 運動過程示意圖</p><p>　　第二章 可編程控制器基礎(chǔ)</p><p>　　2.1 PLC的定義</p><p>　　國際電工委員會(International Electrical Committee- IEC),1987年的第三版對PL

21、C作了如下的定義: PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計算和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。</p><p>　　可編程控制器實際上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU(中央處理單元)存儲器(R

22、AM和EPROM),輸入/輸出模塊(簡稱為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發(fā)展極為迅速、應用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品。</p><p><b>　　PLC的分類</b></p><p>　　PLC（可編程控制器）在現(xiàn)代的自動化行業(yè)中應用廣泛，那么P

23、LC在廣泛的應用中，可以分為幾大類呢，人們又是怎么樣通過區(qū)別的呢？</p><p>　　PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點數(shù)的多少等進行大致分類。</p><p><b>　　1.按功能分類:</b></p><p>　　根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔

24、、高檔三類。</p><p>　?。?）低檔PLC  具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）中檔PLC   除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入／輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、

25、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復雜控制系統(tǒng)。</p><p>　　（3）高檔PLC   除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。</p>

26、<p>　　3．按I/O點數(shù)分類</p><p>　　根據(jù)PLC的I/O點數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。</p><p>　　(1).小型PLC——I/O點數(shù)< 256點；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。</p><p>　　如：GE-I型     美國通用電氣（GE）

27、公司</p><p>　　TI100      美國德洲儀器公司</p><p>　　F、F1、F2  日本三菱電氣公司</p><p>　　C20 C40    日本立石公司（歐姆龍）</p><p>　　S7-200   

28、;  德國西門子公司</p><p>　　EX20 EX40  日本東芝公司</p><p>　　SR-20/21   中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司</p><p>　　(2). 中型PLC——I/O點數(shù)256～2048點；雙CPU，用戶存儲器容量2～8K</p><p>　　如：S7-300

29、60;    德國西門子公司</p><p>　　SR-400     中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司</p><p>　　SU-5、SU-6   德國西門子公司</p><p>　　C-500       

30、; 日本立石公司</p><p>　　GE-Ⅲ        GE公司</p><p>　　(3). 大型PLC——I/O點數(shù)> 2048點；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K</p><p>　　如：S7-400  德國西門子公司</p>&l

31、t;p>　　GE-Ⅳ   GE公司</p><p>　　C-2000  立石公司</p><p>　　K3      三菱公司等</p><p><b>　　2．按結(jié)構(gòu)形式分類</b></p><p>　　根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PL

32、C分為整體式和模塊式兩類。</p><p>　?。?）整體式PLC  整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內(nèi)只有I/O和電

33、源等，沒有CPU?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。</p><p>　　（2）模塊式PLC   模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。

34、這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。</p><p&

35、gt;　　2.3 PLC的基本組成及各部分作用</p><p>　　PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。</p><p>　　整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機。另外還有獨立的1/0擴展單元與主機配合使用。主機中，CPU是PLC的核心，1/0單

36、元是連接CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。</p><p>　　組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能1/0單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴展底板。CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過10m.無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)

37、需要進行配置與組合。</p><p>　　1、中央處理單元(CPU)：</p><p>　　CPU在PLC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務:</p><p>　　(1) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；</p><p>　　(2) 診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編

38、程的語法錯誤;</p><p>　　(3) 用掃描的方式接收輸入信號，送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來;</p><p>　　(4) PLC進入運行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執(zhí)行，</p><p>　　完成用戶程序中規(guī)定的各種操作;</p><p>　　(5) 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。</p>

39、<p>　　現(xiàn)代PLC使用的CPU主要有以下幾種:</p><p>　　(1) 通用微處理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微處理器的價格便宜，通用性強， 還可以借用微機成熟的實時操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。</p><p>　　(2) 單片機，如8051等。單片機由于集成度高、體積小、價格低和可擴充性好，很適合</p><p>　

40、　在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。</p><p>　　(3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分</p><p>　　支。它主要追求運算速度快，它以4位為一片。用幾個位片級聯(lián)，可以組成任意字長的微處理器。改變微程序存儲器的內(nèi)容，可以改變計算機的指令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個微處理器，將控制任務劃分為若干個可以并行處理的部分

41、，幾個微處理器同時進行處理。這種高運算速度與可以適應用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用。</p><p><b>　　2、存儲器</b></p><p>　　根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種:</p><p>　　(1) 系統(tǒng)程序存儲器:和各種計算機一樣，PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決

42、定了PLC的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲器為只讀存儲器ROM或EPROM.</p><p>　　（2）用戶程序存儲器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動、調(diào)試，故用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的RAM。由于RAM掉電會丟失數(shù)據(jù)，因此使用RAM作用戶程序存儲器的PLC，都有

43、后備電池(鏗電池)保護RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。當用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動時，可將用戶程序?qū)懭隕PROM.目前較先進的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器，快閃存儲器可隨時讀寫，掉電時數(shù)據(jù)不會丟失，不需用后備電池保護。</p><p>　　(2) 工作數(shù)據(jù)存儲器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。這部分數(shù)據(jù)存儲在RAM中，以適應隨機存取的要求。在

44、PLC的工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)，開辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映象寄存器用來存儲PLC的開關(guān)量輸入/輸出和定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標準格式是每一個數(shù)據(jù)占一個字。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值，如定時器和計數(shù)器的當前值和設(shè)定值。它還用來存放A/0轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字和數(shù)學運算的結(jié)果等。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在停電時用后備電池維持其當前值，在停電時可保持數(shù)據(jù)的存儲器區(qū)域稱為數(shù)據(jù)保持區(qū)。&

45、lt;/p><p>　　3、I/0單元也稱為I/0模塊。PLC通過I/0單元與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場相聯(lián)系。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號。通過接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識別和處理的信號，并存到輸入映像寄存器。運行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點對應的觸發(fā)器組成，輸出接口電路

46、將其由弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、指示燈被控設(shè)備的執(zhí)行元件.</p><p>　　4、 電源部分PLC一般使用220V的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V, +12V, +24V的直流電源，使PLC能正常工作。電源部件的位置形式可有多種，對于整體式結(jié)構(gòu)的CPU，通常電源封裝到機殼內(nèi)部;對于模塊式PLC，有的采用單獨電源模塊，有的將電源與CPU封裝

47、到一個模塊中。</p><p>　　5、擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。</p><p>　　6、通信接口為了實現(xiàn)“人一機”或“機一機”之間的對話，PLC配有多種通信接口。PLC通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機和其他的PLC或計算機相連。當PLC與打印機相連時，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印;當與監(jiān)視器相連時.可將過程

48、圖像顯示出來;當與其他PLC相連時，可以組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)路，實現(xiàn)更大規(guī)模的控制;當與計算機相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控制。</p><p>　　7、編程器的作用是提供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。</p><p>　　編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機器語言助記符后，才能輸入。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光

49、二級管或其他顯示管件組成。智能型的編程器又稱為圖形編程器，它可以聯(lián)機編程，也可以脫機編程，具有LCD或CRL圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。還可以利用PC作為編程器，PLC生產(chǎn)廠家配有相應的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn) 換。程序被下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳

50、送。現(xiàn)在很多PLC已不再提供編程器，而是提供微機編程軟件了，并且配有相應的通信連接電纜。</p><p>　　2.4 PLC的特點</p><p>　　PLC之所以越來越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點分不開的: </p><p>　　1)功能齊全，它的適用性極強，幾乎所有的控制要求，它均能滿足；</p><p>　　2)應用靈活， 其標

51、準的積木式硬件結(jié)構(gòu)，以及模塊化的軟件設(shè)計，使得它不僅可以適應大小不同、功能繁復的控制要求，而且可以適應各種工藝流程變更較多的場合；</p><p>　　3)操作方便，維修容易，穩(wěn)定可靠。盡管PLC有各種型號，但都可以適應惡劣的工業(yè)應用環(huán)境，耐熱、防潮、抗震等性能也很好，一般平均無故障率可達幾萬小時。</p><p><b>　　PLC的應用</b></p>

52、;<p>　　PLC的應用領(lǐng)域，最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進步，它的應用領(lǐng)域不斷擴大。  如今，PLC不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與治理。PLC已日益成為產(chǎn)業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色。但歸納起來，PLC的主要應用有以下五個方面。</p><p>

53、　　1.開關(guān)邏輯量控制——開關(guān)邏輯量控制是PLC最基本的應用，即用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。如機床電氣控制、電動機控制、注塑機控制、電鍍流水線、電梯控制等等?？傊?，PLC既可以用于單機控制，也可以用于多機群和生產(chǎn)線的控制。</p><p>　　2.模擬量過程控制——除了數(shù)字量之外，PLC還能控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、流量、液位、電壓和電流等均為模擬量。通過各種傳感器將

54、相應的模擬量轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過A/D模塊將他們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送到PLC內(nèi)部CPU處理，處理后的數(shù)字量在經(jīng)過D/A模塊轉(zhuǎn)換為模擬量進行輸出控制。若使用專用的智能PID模塊，可以實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)控制。</p><p>　　3.機械件位置控制——位置控制是指PLC使用專用的位置控制模塊來控制步進電機或伺服電機，從而實現(xiàn)對各種機械構(gòu)件的運動控制，如控制構(gòu)件的速度、位移、運動方向等。PLC的位置控制典型應用有機器人的運

55、動控制、機械手的位置控制、電梯運動控制等，PLC還可以和計算機數(shù)控裝置組成數(shù)控機床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實現(xiàn)高精度的加工。</p><p>　　4.現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理——目前PLC都具有數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)和邏輯運算指令和循環(huán)移位與移位指令，所以由PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)，可以方便的對生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行采集、分析和加工處理。數(shù)據(jù)處理通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、機器人和機械手的控制系統(tǒng)等

56、大中型控制系統(tǒng)中。</p><p>　　5.通信聯(lián)網(wǎng)、多級控制PLC與PLC之間、PLC與上位計算機之間通信，要采用其專用通信模塊，并利用RS-232或RS-422A接口，用雙絞線過同軸電纜或光纜將它們連接成網(wǎng)絡(luò)。并由一臺計算機與多臺PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，進行“集中管理，分散控制”，建立工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。PLC還可以連接CRT顯示器或打印機，實現(xiàn)顯示和打印。</p><p>　　2.

57、6 PLC的發(fā)展</p><p>　　雖然PLC問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段： 1、早期的PLC（60年代末—70年代中期） 早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。它在硬件上以準計算機

58、的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進以適應工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復使用等。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。 2、中期的PLC（

59、70年代中期—80年代中，后期） 在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。 這</p><p><b>　　4、未來發(fā)展</b></p><p>　　21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度

60、更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展

61、方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　2.7 PLC程序的表達方式</p><p>　　與計算機的工作原理一樣，PLC的操作是按其程序要求進行的，而程序是

62、用程序語言表達的。表達方式有多種多樣，不同的PLC生產(chǎn)廠家，不同的機種，采用的表達方式也不相同。但基本上可歸納為字符表達方式(即用文字符號表達程序，如語句表程序表達方式)和圖形符號表達方式(即用圖形符號表達程序，如梯形圖程序表達方式)這兩大類。也有將這兩種方式結(jié)合起來表示PLC程序。具體如下所述:</p><p><b>　　(l)梯形圖：</b></p><p>　

63、　PLC的梯形圖編程語言與傳統(tǒng)的“繼電、接觸”控制原理圖十分相似，它形象、直觀、實用，為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。這種編程語言繼承了傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運算方式和輸入輸出形式，使得程序直觀易讀。當今世界上各國的PLC制造廠家所生產(chǎn)的PLC大都采用梯形圖語言編程。</p><p><b>　　(2)語句表：</b></p><p>　　用語句表所描述

64、的編程方式是一種與計算機匯編語言類似的助記符編程方式。由于不同型號的PLC的標識符和參數(shù)表示方法不一，所以無千篇一律的格式。</p><p><b>　　(3)邏輯符號圖：</b></p><p>　　采用邏輯符號圖表示控制邏輯時，首先定義某些邏輯符號的功能和變量函數(shù)，它類似于“與”、“或”、“非”邏輯電路結(jié)構(gòu)的編程方式。一般說來，用這三種邏輯能夠表達所有的控制邏輯。

65、這是國際電工委員會(IEC)頒布的PLC編程語言之一。</p><p>　　(4)高級編程語言：</p><p>　　隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，近年來推出的PLC，尤其是大型PLC，已開始用高級語言進行編程。許多PLC采用類似PASCAL語言的專用語言，系統(tǒng)軟件具有這種專用語言編程的自動編譯程序。采用高級語言編程后，用戶可以像使用普通微形計算機一樣操作PLC。除了完成邏輯控制功能外，還可以進行P

66、ID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集和處理以及計算機通信等。</p><p>　　2.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)</p><p>　　只要兩個系統(tǒng)之間存在著信息的交換，那么這種交換就叫通信。通過對通信技術(shù)的應用，可以實現(xiàn)在多個系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)的傳送、交和處理。PLC與計算機、PLC與外圍設(shè)備、PLC與PLC之間的通信統(tǒng)稱為PLC的通信。</p><p>　　一個通信系統(tǒng)，從硬件來看，是由發(fā)

67、送設(shè)備、接收設(shè)備、控制設(shè)備和通信介質(zhì)等組成，從軟件來看，還必須有通信協(xié)議和通信軟件的配合。</p><p><b>　　1. 通信方式</b></p><p>　　按照數(shù)據(jù)的傳輸方式進行分類，可以將通信方式分為兩種：并行通信和串行通信。</p><p>　　并行通信的特點是將多個數(shù)據(jù)位同時進行傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有多少位，就相應的有多少根傳輸線，因

68、此并行通信的傳輸速度快。但是隨著傳輸位數(shù)的增多，電路的復雜程度也就相應增加，成本也隨著增加，因此，并行傳輸比較適合于短距離的數(shù)據(jù)通信。</p><p>　　串行通信的特點是只用一根數(shù)據(jù)線進行傳輸，多位數(shù)據(jù)必須在同一根數(shù)據(jù)線上按順序傳輸，因此，串行通信傳送速度要比并行通信慢，但是因為只要一根數(shù)據(jù)線進行傳輸，所以電路比較簡單，適合于多數(shù)位、長距離的通信傳輸。</p><p>　　串行通信按照信

69、息在設(shè)備間的傳輸方向，還可以分為單工、半雙工、全雙工三種方式，</p><p>　　PLC通信通常采用異步串行通信方式。</p><p><b>　　2. 傳輸介質(zhì)</b></p><p>　　傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通道，也是通信中實際傳送信息的載體。傳輸介質(zhì)大致可分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。通常用的有線介質(zhì)有雙絞線、同軸光纜和光纖等。

70、無線介質(zhì)是指在空間傳播的電磁波，紅外線，微波等。在PLC網(wǎng)絡(luò)應用中，普遍使用的是有線介質(zhì)。</p><p>　　1. 同軸光纜——由導體銅質(zhì)芯線、內(nèi)絕緣層、屏蔽層、外絕緣層和塑料保護層5部分組成，與雙絞線相比，同軸纜線抗干擾能力強，能夠應用于頻率更高、數(shù)據(jù)傳輸速度更快的場合。</p><p>　　2. 雙絞線——是一種使用廣泛且價格便宜的傳輸介質(zhì)，分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線兩種，它由兩根

71、彼此絕緣的導線按照一定規(guī)則以螺旋狀絞合在一起構(gòu)成的，雙絞線既可以傳輸模擬信號又可以傳輸數(shù)字信號，一般在傳輸模擬信號時，每隔5-6Km加一個放大器，傳輸數(shù)字信號時，每隔2-3Km加一個中繼器。</p><p>　　3. 光纖——是一種傳輸光信號的傳媒介質(zhì)，其從中心道外層分別為光纖芯、包層、保護層。</p><p>　　2.9 PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備</p><p>　

72、　PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備，基本功能是對信息和數(shù)據(jù)的處理。通用的有編程器、可編程終端、打印機、條碼讀入機等等。</p><p>　　編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。</p>

73、<p>　　人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　3.1 PLC的選擇</p><p>　　目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種功能各異的PLC產(chǎn)品，應用中應該全面權(quán)衡利弊、合理地

74、選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的、一般選擇機型要滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機型的選擇可以從以下方面來考慮。</p><p>　　1.對輸入/輸出點的選擇</p><p>　　盲目的選擇點數(shù)多的機型會造成一定的浪費。所以要線弄清楚控制系統(tǒng)的I/O總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的15%~20%留出備用量后確定所需PLC的點數(shù)。</p>&l

75、t;p>　　2.對存儲容量的選擇</p><p>　　在存儲容量上，只能大概的進行估算，一般估算按容量的50%~100%留有余量，對于缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者。選擇容量是應該留有更多的余量。</p><p>　　3. 根據(jù)輸出負載的特點選型</p><p>　　不同的負載對PLC的輸出方式有不同的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型，而不應選擇繼

76、電器輸出型的。</p><p>　　4. 對I/O口響應速度的選擇</p><p>　　PLC的I/O響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在2～3個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC和I/O響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮I/O響應問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。</p><p>　

77、　5. 機型結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　在相同功能和相同I/O點數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要選擇PLC的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　6. 控制功能的選擇</p><p>　　包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。</p>

78、<p>　　本設(shè)計采用SIEMENS S7224XP的PLC。本機集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點，2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展值至168路數(shù)字量I/O點或38路模擬量I/O點。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的高速計數(shù)器（100KHz），2個100KHz的高速脈沖輸出，2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。本機還新增多種功能，如

79、內(nèi)置模擬量I/O,位控特性，自整定PID功能，線性斜坡脈沖指令，診斷LED，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O和強大控制能力的新型CPU。</p><p>　　圖3.1 西門子s7—224XP</p><p>　　西門子s7—224XP(簡介)</p><p>　　.全新CPU 224XP特性 .內(nèi)置模擬量 I/O (2模擬量輸入，1模擬量輸出).兩個RS

80、-485通信口.在線程序編輯功能 .數(shù)據(jù)記錄指令.配方指令.存儲卡功能.PID自整定指令 .線性斜坡脈沖指令.CPU診斷LED.脈沖輸出頻率100 KHz  .漏型或源型脈沖輸出.2相高速計數(shù)器速率最大100 KHz .TTL - 24 V DC高速計數(shù).以上新一代 S7- 200CN CPU 新增功能需STEP 7-Micro/WIN V4.0及以上版本支持。 </p><p>

81、;　　型號                         S7-224XP CN          

82、60;                   S7-224XPsi CN 內(nèi)置數(shù)字量 I/O              

83、;     14DI / 10DO                  中斷輸入            

84、60;        4 HSC 輸入                     2（200 kHz）+ 4（30kHz）支持 A/B 模式脈沖輸出 

85、0;                   2（100 kHz）CPU 特性/端口擴展選件        . AC或 DC 電源     

86、                        . 可拆卸端子排            

87、                 . 利用 EM 277 可擴展為四個串行端口                

88、0;            . 2 個模擬設(shè)置調(diào)整器                       

89、      . 自整定 PID 控制器                            </p&

90、gt;<p>　　TRCW檢重秤采用一系列模塊化設(shè)計，可以滿足嚴苛的生產(chǎn)要求，食品衛(wèi)生級設(shè)計、清洗方便、維護便捷、操作簡單、結(jié)構(gòu)耐用；快速稱重信號采集，實現(xiàn)高精度控制；可定制稱重臺大小、可調(diào)的皮帶速度、可選的自動分選剔除機構(gòu)，滿足食品、飲料、日化、制藥等行業(yè)基本檢重需求。</p><p>　　TRCW檢重秤系列涵蓋可檢測重量范圍為：50g-50000g；顯示分度：0.1g-1g；精度：±0

91、.2-5g；檢測速度最大可達：200ppm。</p><p>　　3.2 電動機的選擇</p><p>　　電動機的選擇是否恰當，關(guān)系到電動機能否安全、經(jīng)濟、合理地使用，如果選擇不當，會造成浪費，甚至燒壞電動機。電動機的選擇主要包括：電動機額定功率的選擇，電動機電流種類的選擇，電動機結(jié)構(gòu)形式的選擇，電動機電壓的選擇，電動機轉(zhuǎn)速的選擇等等。</p><p>　　1．電

92、動機電流種類的選擇</p><p>　　選擇電動機的種類，要根據(jù)正產(chǎn)機械的要求全面衡量各種技術(shù)、經(jīng)濟條件來確定。技術(shù)條件包括：電動機的機械特性與生產(chǎn)機械的負載特性是否匹配，調(diào)速和啟動性能是否符合要求。經(jīng)濟方面要考慮對生產(chǎn)率的影響，初期投資以及運行費用等等。在技術(shù)條件基本滿足生產(chǎn)機械要求的條件下，一般選用結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠、維護方面的電動機。從這個意義上看，交流電動機優(yōu)于直流電動機，交流異步電動機優(yōu)于交流

93、同步電動機，鼠籠型異步電動機優(yōu)于繞線型異步電動機</p><p>　　2. 電動機額定功率的選擇</p><p>　　生產(chǎn)機械工作時必然消耗一定的機械功率PL,而這些機械功率是由拖動它的電動機提供的輸出功率P2，即P2=P1。如果選擇的電動機額定功率PN合適，電動機運行時的穩(wěn)定溫度就等于繞組絕緣材料允許的最高溫度，電動機就能夠達到正常使用壽命，電動機容量得到了充分的利用。如果選擇的電動機額

94、定功率Pn偏小,會出現(xiàn)小馬拉大車的情況，電動機將長時間在過載的情況下運行。其溫度就會超過繞組絕緣材料允許的最高溫度，從而縮短了電動機的使用壽命，同時也使電動機的效率下降。所以已選擇電動機的時候一定要了解所使用機械功率的大小，然后再去選擇適當?shù)碾妱訖C，這樣才能在保障正常的工作，又能提高經(jīng)濟效應。</p><p>　　3. 電動機額定電壓的選擇</p><p>　　交流電動機額定電壓的選擇主要

95、以使用場所的供電電網(wǎng)電壓等級為依據(jù)。一般低壓電網(wǎng)為380V，因此，中小型三相異步電動機的額定電壓大多為380V（Y或Δ接法），220V/380V(Δ/Y接法)和380V/660V(Δ/Y接法)，這樣絕緣問題容易解決，可降低成本，既經(jīng)濟又安全，當功率在100~200KW以上時，中等功率的電動機有低壓和高壓兩種類型，選用時應根據(jù)工作地點的電源來決定，應盡量避免增設(shè)變壓器，以減少投資。</p><p>　　對于礦山及鋼

96、鐵行業(yè)的大型設(shè)備用大功率電動機，為了提高經(jīng)濟技術(shù)指標，多用3000V或6000V的高壓電動機，這樣既減小了電動機的體積，又節(jié)約銅線的用量，但使用是應注意安全，單相異步電動機額定電壓多采用220V。</p><p>　　直流電動機的額定電壓也要和電源電壓相配合。由直流發(fā)電機供電的直流電動機額定電壓一般為110V、220V或440V，其中220V為常用電壓等級。大功率電動機可提高到600~1000V，當電網(wǎng)電壓為38

97、0V，直流電動機由晶閘管整流電路供電時，采用三相整流可選額定電壓為440V，單相整流可選擇額定電壓為160V或180V。當然選用時也要根據(jù)現(xiàn)場電網(wǎng)已有的電壓等級考慮，盡量減少為電動機提供電源的投資。</p><p>　　4. 電動機結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　電動機的結(jié)構(gòu)形式按其安裝位置的不同可分為臥式立式兩種，臥式電動機安裝時，電動機的轉(zhuǎn)軸處于水平位置，立式電動機的轉(zhuǎn)軸則與地面垂

98、直，二者的軸承不同，不能隨便混用，在一般情況下，應優(yōu)先選用臥式電動機，立式電動機價格較貴，只有為了簡化傳動裝置，又必須垂直運轉(zhuǎn)時才采用。</p><p>　　電動機的工作環(huán)境是由生產(chǎn)機械的工作環(huán)境決定的。在很多情況下，電動機工作場所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分，有的還含有腐蝕性氣體甚至含有易燃易爆氣體；有的電動機則要在水中或其他液體中工作。灰塵會使電動機繞組黏結(jié)上污垢而妨礙散熱；水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會使電

99、動機的絕緣材料性能退化，甚至會完全喪失絕緣能力；易燃、易爆氣體與電動機內(nèi)產(chǎn)生的電火花接觸時將有發(fā)生燃燒、爆炸的危險。因此，為了保證電動機能夠在其工作環(huán)境中長期安全運行，必須根據(jù)實際環(huán)境條件合理地選擇電動機的防護方式。電動機的外殼防護方式有開啟式、防護式、封閉式和防爆式幾種。</p><p>　　5.電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　一般電動機的選擇方法</p><

100、;p>　　選擇電機，首先要確定電機工作點的力矩有多大，及在這個力矩下需要的電機轉(zhuǎn)速（即額定轉(zhuǎn)速）是多少。依此可以確定需要多大尺寸的電機能滿足這個要求。</p><p>　　電機的額定轉(zhuǎn)速和額定力矩決定了電機的輸出功率。對于兩臺尺寸完全相同的電機來說，由于轉(zhuǎn)速不同，力矩不同，所以輸出功率也不同。力矩大、轉(zhuǎn)速高的電機，其輸出功率就大，當然電流也要增大。</p><p>　　輸出功率的計算

101、方法如下：</p><p>　　P2＝1.028×10×T×N 單位：瓦（W）</p><p>　　其中：T--負載力矩 單位：克/厘米（g.cm）</p><p>　　N--負載轉(zhuǎn)速 單位：轉(zhuǎn)/分（rpm）</p><p>　　對于同一臺電機，當力矩不變時，電機轉(zhuǎn)速與電壓成正比。即：電壓越高，轉(zhuǎn)速越高。如：一臺

102、12V電機，在額定力矩下的負載轉(zhuǎn)速為5000rpm，當把電壓升高到24V時，則負載轉(zhuǎn)速大約為10000rpm.</p><p>　　對于同一臺電機，負載轉(zhuǎn)速與負載力矩成反比。即：隨著負載力矩的增大，電機轉(zhuǎn)速將降低。如：一臺電機，若在200g.cm時的轉(zhuǎn)速為5000rpm，當負載力矩大于200g.cm時，電機轉(zhuǎn)速將低于5000rpm；而當負載力矩小于200g.cm時，電機轉(zhuǎn)速將高于5000rpm。 一般來說，電機所

103、帶的負載力矩，應與電機給定的額定力矩相同。因為，在額定力矩下工作時，電機是處于最高效率點附近。而當負載力矩大于額定力矩時，電機處在超負荷運行狀態(tài)，這將影響到電機的發(fā)熱和使用壽命。</p><p>　　電機的力矩通常用g.cm（克/厘米）表示，與其他力矩單位的換算關(guān)系是： 1g.cm＝0.098mNm＝0.014oz-in</p><p>　　1mNM＝10.2g.cm＝0.142oz-in

104、</p><p>　　1oz-in＝7.056mNm＝72.0g.cm</p><p>　　長度單位的換算關(guān)系是：1mm＝0.039in lin＝25.4mm</p><p>　　重量單位的換算關(guān)系是：1g＝0.035oz loz＝28.35g -5</p><p>　　電動機額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機械傳動系統(tǒng)的要求、設(shè)備的投資和傳動系統(tǒng)的可靠性

105、來決定的，一般在同類型同功率的電動機中，電動機的額定轉(zhuǎn)速高，其體積越小，重量越輕，價格越低，運行的效率越高，因此，選用高速電動機較經(jīng)濟合適，但是，若生產(chǎn)機械要求轉(zhuǎn)速低，這時候選用轉(zhuǎn)速高的電動機就勢必要采用高傳動比的變速裝置，不但使傳動復雜，增加了設(shè)備投資。而且傳動效率低，工作可靠性差。因此，選用電動機轉(zhuǎn)速的原則，應該是使電動機的轉(zhuǎn)速等于或略大于生產(chǎn)機械所要求的轉(zhuǎn)速，盡量采用低轉(zhuǎn)速比的減速裝置。在許多場所，即使生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速很低，也采用與

106、它相配合的低速電動機，雖然電動機貴點，但省去或簡化了變速裝置，增加了工作的可靠性，在總的技術(shù)指標上還是比較合理地。</p><p>　　由于經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械，選擇額定轉(zhuǎn)速時則應主要考慮縮短啟、制動時間以提高生產(chǎn)率。啟、制動時間的長、短主要取決于電動機的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速，應選擇較小的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速。</p><p>　　綜上所述選取額定電壓為380V,額定功率為4KW、額定轉(zhuǎn)

107、速720min/r的鼠籠式的三相異步電動機。</p><p><b>　　圖3.2 </b></p><p>　　3.3 自動加料機的選擇</p><p>　　目前市場上應用的自動加料機型號比較多，玻璃電熔爐自動加料機的型號主要有三種：一是翻轉(zhuǎn)進給型，二是XY型，三是振動型。從經(jīng)濟方面以及工作環(huán)境考慮，綜合本人所設(shè)計的自動加料控制系統(tǒng)考慮，選用

108、振動進給型的自動加料機最為合適。</p><p>　　圖3.3 自動加料機</p><p>　　3.4 變頻器的選擇 </p><p>　　變頻器是以電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制理論在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應用為基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能型的調(diào)速設(shè)備。變頻器調(diào)速時現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的重要發(fā)展方向，隨著近幾十年電力電子技術(shù)的不斷完善及計算機技術(shù)的發(fā)展，變頻器各項性能日趨完美，已被

109、不同學科、不同行業(yè)的工程人員廣泛應用，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效應，推動了工藝生產(chǎn)的自動化進程，是極富吸引力的調(diào)速節(jié)能設(shè)備之一。現(xiàn)代變頻交流調(diào)速在很多場合已經(jīng)逐步取代了過去的內(nèi)反饋串級調(diào)速、變極調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，甚至取代了液力耦合、滑差、直流調(diào)速?？梢哉f，有交流電動機調(diào)速的地方就有變頻器的應用。變頻器作為一種新型的調(diào)速節(jié)能設(shè)備，是目前最簡單、最方便的一種調(diào)速節(jié)選擇制動單元和制動電阻。</p><p>　　目前，變頻器

110、在我國的應用范圍以深入到石油、電力、冶煉、軍工、化工等各種工業(yè)生產(chǎn)及民用行業(yè)中。目前市場上變頻器的種類很多，有國產(chǎn)品牌，如西普、佳靈、普傳、KV1000、康沃、惠豐、森蘭、安邦信、富凌、時代、海利等；有歐美國家的品牌，如西門子、ABB、Vacon、KEB（科比）、Lenze（倫茨>、Schneider（施耐德）、DANFOSS（丹佛斯）等；有日本品牌，如富士、三菱、三肯、東芝、日立、安川、明電、松下、東洋等；有韓國品牌，如LG、三

111、星、現(xiàn)代等；有我國港澳臺地區(qū)的品牌，如普傳、臺達、陽崗、臺安、正頻、東亢、寧茂、愛德利等。</p><p>　　不同類型、不同品牌的變頻器有不同的標準規(guī)格和技術(shù)數(shù)據(jù)，價格相差也很大，選用時應注意以下問題。</p><p>　　1. 變頻器功率 按所帶的負載功率選取。多大功率電機就選多大的功率的變頻器。大一規(guī)格也可以。</p><p>　　2. 變頻器型號 不同用途選

112、不同的變頻器。 例如 有通用的變頻器，有風機水泵專用的變頻器， 有機床主軸專用的變頻器等等。</p><p>　　3. 負載慣性大的，要同時選擇制動單元和制動電阻。</p><p>　　4.查電動機的銘牌額定電流，(沒有銘牌時測出額定電流).變頻器的額定電流比電動機的最大運行電流大就可以了. </p><p>　　按照生產(chǎn)機械的類型、調(diào)速范圍、靜態(tài)速度精度、起動轉(zhuǎn)

113、矩及性價比的要求本例中選用西門子MM440變頻器。西門子MM440變頻器全稱是MicroMaster440它是全新一代可以廣泛應用的多功能標準變頻器它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有無可比擬的靈活性。 </p><p><b>　　主要特征： </b></p><

114、;p>　　200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； </p><p>　　矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； </p><p>　　高過載能力，內(nèi)置制動單元；</p><p>　　三組參數(shù)切換功能?？刂乒δ埽?線性v/f控制，平

115、方v/f控制，可編程多點設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式；</p><p>　　標準參數(shù)結(jié)構(gòu)，標準調(diào)試軟件； </p><p>　　數(shù)字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個； </p><p>　　獨立I/O端子板，方便維護； </p><p>　　采用BiCo技術(shù)，實

116、現(xiàn)I/O端口自由連接； </p><p>　　內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定； </p><p>　　集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊； </p><p>　　具有15個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； </p><p>　　可實現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式； </p><p&g