第一篇：PLC-5系列總裝車(chē)間電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用

采用羅克韋爾自動(dòng)化公司的PLC-5系列PLC和DeviceNet總線，奇瑞公司輕松地實(shí)現(xiàn)了對(duì)總裝車(chē)間復(fù)雜的控制系統(tǒng)的管理和監(jiān)控。

汽車(chē)制造廠的輸送線和裝配線的控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、傳送機(jī)、張緊器、提升機(jī)、舉升臺(tái)等許多執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在奇瑞公司二期工程總裝車(chē)間里，采用兩條裝配線實(shí)現(xiàn)了四種車(chē)型的混線生產(chǎn)。整個(gè)控制系統(tǒng)由中央控制室和四個(gè)遠(yuǎn)程控制站組成了一個(gè)全廠工業(yè)局域網(wǎng)，遠(yuǎn)程控制柜PLC通過(guò)以太網(wǎng)將自己所控制區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)情況傳送至中央控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)選型及特點(diǎn)

在認(rèn)真分析國(guó)際知名控制系統(tǒng)公司的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，奇瑞公司根據(jù)自動(dòng)化控制技術(shù)人員在產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用上的經(jīng)驗(yàn)，鑒于一期工程采用羅克韋爾A-B PLC產(chǎn)品的良好運(yùn)行狀況，決定在二期工程中仍采用A-B PLC用來(lái)控制整個(gè)生產(chǎn)車(chē)間。

A-B PLC在全球工業(yè)界享有盛名，其PLC-5系列作為A-B品牌家族中旗艦產(chǎn)品擁有許多功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的控制系統(tǒng)。此外，羅克韋爾的軟件眾多，功能強(qiáng)大，能夠給予A-B的產(chǎn)品廣泛的支持。

最終，奇瑞公司確定選用羅克韋爾的PLC-5可編程序控制器、RSLogix 5編程軟件、RSNetWork控制網(wǎng)組態(tài)軟件以及RSView監(jiān)控軟件組成的自控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)總裝車(chē)間的整個(gè)生產(chǎn)裝配線的控制。除此之外，奇瑞公司二期工程的焊裝輸送線和涂裝輸送線也采用了羅克韋爾的A-B PLC。PLC-5/40E CPU的特點(diǎn)是內(nèi)存容量大、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，帶有以太網(wǎng)網(wǎng)口，不需要額外的以太網(wǎng)通訊模塊。PLC-5/40E CPU使用鑰匙開(kāi)關(guān)改變處理器的操作模式：在運(yùn)行模式下，用戶不能創(chuàng)建或刪除程序文件、創(chuàng)建或刪除數(shù)據(jù)文件、或通過(guò)編程軟件改變操作模式；在編程模式時(shí)，用軟件編程不能改變操作模式；通過(guò)編程軟件，在遠(yuǎn)程編程、遠(yuǎn)程測(cè)試、遠(yuǎn)程運(yùn)行模式之間改變。

RSLogix 5編程軟件具有可靠的通訊能力、強(qiáng)大的編程功能以及卓越的診斷能力、監(jiān)控能力、運(yùn)行控制功能。運(yùn)用RSLogix 5梯形邏輯編程軟件可以優(yōu)化系統(tǒng)性能，節(jié)省項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高生產(chǎn)率。

上位機(jī)監(jiān)控軟件RSView32是羅克韋爾自動(dòng)化公司推出的組態(tài)軟件平臺(tái)，其特點(diǎn)是使用方便，可以構(gòu)造靈活的界面和強(qiáng)大的功能，能夠開(kāi)發(fā)出較強(qiáng)的組合畫(huà)面。利用上位機(jī)監(jiān)控軟件RSView32，坐在中央控制室就可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況一目了然，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置

羅克韋爾的通訊網(wǎng)絡(luò)分為信息層、控制層和設(shè)備層。信息層應(yīng)用以太網(wǎng)進(jìn)行全廠的數(shù)據(jù)采集和程序維修；控制層應(yīng)用控制網(wǎng)、DH+、DH485、遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)；設(shè)備層應(yīng)用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行底層設(shè)備的低成本、高效率信息集成。

羅克韋爾采用基于生產(chǎn)者/客戶模式的通訊技術(shù)控制網(wǎng)，即傳送對(duì)時(shí)間有苛刻要求的控制信息也可同時(shí)傳送其他的信息，但對(duì)時(shí)間無(wú)苛求的信息不會(huì)影響對(duì)時(shí)間苛求信息的傳送。該控制網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

?

?

? 連續(xù)性；傳送與梯形邏輯程序的掃描異步；以一個(gè)與用戶在I/O映象表中所設(shè)定的通訊速率相等或更快的速率傳送，充分保證了控

制網(wǎng)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、快速的發(fā)送、傳遞、接受和處理。

總裝車(chē)間控制系統(tǒng)是一個(gè)基于DeviceNet網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由一個(gè)中央控制柜和四個(gè)遠(yuǎn)程控制柜組成，并與上位機(jī)和企業(yè)的以太網(wǎng)相連接。系統(tǒng)的最低層是設(shè)備控制層，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制與監(jiān)控；控制網(wǎng)主要是通過(guò)上位機(jī)完成對(duì)全車(chē)間生產(chǎn)線的在線監(jiān)測(cè)，并向設(shè)備控制層下達(dá)控制指令；最上層是EtherNet網(wǎng)絡(luò)通過(guò)EtherNet網(wǎng)絡(luò)與公司的企業(yè)資源管理（ERP）系統(tǒng)連接，向ERP系統(tǒng)提供整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

1、中央控制室

中央控制室采用RSView32組態(tài)軟件。RSView32是高度集成、基于組件并用于監(jiān)視和控制自動(dòng)化設(shè)備和過(guò)程的人機(jī)界面監(jiān)控軟件，通過(guò)開(kāi)放的技術(shù)擴(kuò)展用戶的視野，能夠?qū)崿F(xiàn)與羅克韋爾其他軟件產(chǎn)品、微軟產(chǎn)品以及第三方應(yīng)用程序的高度兼容。RSView32除了具備高質(zhì)量人機(jī)界面監(jiān)控軟件的功能外，還能夠提供獨(dú)特的系列工具以最大限度地提升生產(chǎn)效率。

中央控制室承擔(dān)了數(shù)據(jù)管理、車(chē)間數(shù)據(jù)采集、報(bào)警、趨勢(shì)、數(shù)據(jù)記錄及中文報(bào)表等工作。在中央控制室設(shè)有操作員工作站，操作員通過(guò)操作終端詳細(xì)了解整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)運(yùn)行情況，下達(dá)操作控制指令指揮整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)間自動(dòng)化控制。

中央控制室主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)控制操作：在中央控制室對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制。

(2)顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)顯示各PLC站被控設(shè)備的運(yùn)行工況；動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)線工藝流程圖，并能在流程圖上選擇彈出多級(jí)細(xì)部詳圖；動(dòng)態(tài)顯示各種信號(hào)的數(shù)值和范圍清單。

(3)數(shù)據(jù)管理：建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)、操作信息庫(kù)、故障信息庫(kù)。

(4)數(shù)據(jù)處理：利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)計(jì)算主要生產(chǎn)指標(biāo)。

(5)報(bào)警功能：當(dāng)裝配線出現(xiàn)故障時(shí)，工人按下呼人開(kāi)關(guān)和急停開(kāi)關(guān)，裝配線停止運(yùn)行，并把故障信息輸入到報(bào)警表，屏幕顯示報(bào)警信息，打印機(jī)輸出報(bào)警信息，聲光報(bào)警，并可依據(jù)報(bào)警信息推出相應(yīng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。

(6)報(bào)表功能：包括即時(shí)報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表。

(7)安全功能：按不同操作級(jí)別分級(jí)加密，并記錄操作人的員工號(hào)和所有操作信息。

(8)打印功能：可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形打印以及各種事件和報(bào)警的實(shí)時(shí)打印。

2、雙行道板式輸送機(jī)系統(tǒng)

總裝車(chē)間有兩套雙行道板式輸送機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四柱叉式提升機(jī)、助推器、回轉(zhuǎn)舉升臺(tái)、傳送機(jī)和接近開(kāi)關(guān)等設(shè)備組成，每套系統(tǒng)由兩條平板輸送線組成。平行回轉(zhuǎn)運(yùn)行是一種非常復(fù)雜的控制技術(shù)，在國(guó)內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先的地位。該輸送線能夠在很大程度上降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。因此，對(duì)控制系統(tǒng)技術(shù)的要求比較高，難度也比較大。設(shè)備控制和調(diào)試起來(lái)非常困難，要求控制系統(tǒng)的各個(gè)部分互相緊密配合，不能出現(xiàn)半點(diǎn)差錯(cuò)，這是控制中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。從四柱叉式提升機(jī)的控制系統(tǒng)中取一個(gè)信號(hào)，用來(lái)控制吊具從寬推桿積放式懸掛輸送鏈到雙行道板式輸送機(jī)上或從雙行道板式輸送機(jī)到寬推桿積放式懸掛輸送鏈上，過(guò)程之間的緊密銜接，以杜絕差錯(cuò)和故障的出現(xiàn)。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有自動(dòng)/手動(dòng)切換箱，以防生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)緊急事故。

3、車(chē)型吊具識(shí)別系統(tǒng)

在油漆車(chē)身上料點(diǎn)，操作人員將當(dāng)前吊具號(hào)及車(chē)的信息輸入到錄入計(jì)算機(jī)中，然后通過(guò)以太網(wǎng)傳送至PLC進(jìn)行堆棧存儲(chǔ)。錄入計(jì)算機(jī)將車(chē)的信息通過(guò)識(shí)別系統(tǒng)寫(xiě)頭寫(xiě)入載碼體，通過(guò)以太網(wǎng)將吊具號(hào)及車(chē)的信息傳送至上位機(jī)，并在錄入計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)錄入完畢后向PLC發(fā)送信號(hào)。上位機(jī)做出與輸送線相對(duì)應(yīng)的畫(huà)面及參數(shù)，通過(guò)PLC給出的指針及錄入計(jì)算機(jī)給出的信息進(jìn)行顯示，并與PLC給出的堆棧信息進(jìn)行比較，上位機(jī)根據(jù)信息及要求控制出入庫(kù)的道岔及停止

器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員采用人工控制運(yùn)行，待上位機(jī)正常后從PLC調(diào)出堆棧信息恢復(fù)顯示。

在庫(kù)存入口處的識(shí)別系統(tǒng)讀頭讀取載碼體信息通過(guò)以太網(wǎng)傳至上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)庫(kù)存及車(chē)的信息控制入庫(kù)區(qū)的道岔及停止器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員人工控制運(yùn)行，待上位機(jī)正常后從PLC調(diào)出堆棧信息恢復(fù)顯示。

庫(kù)區(qū)出口處，上位機(jī)根據(jù)計(jì)劃及庫(kù)區(qū)信息通過(guò)以太網(wǎng)控制停止器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員人工控制運(yùn)行。

載車(chē)吊具入口處，上位機(jī)根據(jù)識(shí)別系統(tǒng)讀頭讀取載碼體信息通過(guò)以太網(wǎng)傳至上位機(jī)，然后上位機(jī)根據(jù)車(chē)的信息控制道岔及停止器。當(dāng)上位機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員人工控制運(yùn)行。

在裝配懸鏈整車(chē)下線提升機(jī)前一工位處（ST48）設(shè)置識(shí)別系統(tǒng)讀頭，現(xiàn)場(chǎng)儀表板上線處設(shè)置顯示計(jì)算機(jī)及打印機(jī)各一臺(tái)。當(dāng)車(chē)通過(guò)ST48工位時(shí)，讀頭將載碼體信息讀入，并在計(jì)算機(jī)處顯示。

發(fā)動(dòng)機(jī)上線完畢后，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送一信息，計(jì)算機(jī)自動(dòng)消除。計(jì)算機(jī)能依次顯示3臺(tái)車(chē)輛的信息，并能打印當(dāng)天的產(chǎn)量及參數(shù)。

4、吊具儲(chǔ)存區(qū)

總裝車(chē)間吊具存儲(chǔ)區(qū)分空吊具存儲(chǔ)區(qū)和油漆車(chē)身吊具存儲(chǔ)區(qū)。其中油漆車(chē)身吊具存儲(chǔ)區(qū)由九條寬推桿積放式懸掛輸送鏈系統(tǒng)組成，用來(lái)存儲(chǔ)不同的車(chē)型和同種車(chē)型的不同顏色車(chē)身的吊具?？刂葡到y(tǒng)需要區(qū)分吊具的類(lèi)型，在吊具進(jìn)入存儲(chǔ)區(qū)和移出存儲(chǔ)區(qū)時(shí)需要鑒別吊具的類(lèi)型，并與已經(jīng)輸入的信息進(jìn)行比較。然后做出吊具應(yīng)該進(jìn)入哪一條懸掛輸送線存儲(chǔ)區(qū)，或者哪種吊具從懸掛輸送線存儲(chǔ)區(qū)出去的決定。

在空吊具存儲(chǔ)區(qū)前有一個(gè)壞吊具識(shí)別和檢修區(qū)，把需要檢修的吊具送入檢修區(qū)進(jìn)行維修，正常的空吊具進(jìn)入吊具存儲(chǔ)區(qū)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總裝車(chē)間控制系統(tǒng)的特點(diǎn)同時(shí)也是控制的難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是，要切實(shí)保證設(shè)備運(yùn)行的安全性，在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)任何微小的故障都可能導(dǎo)致重大的安全事故和巨大的經(jīng)濟(jì)損失；二是，控制系統(tǒng)復(fù)雜的連鎖關(guān)系，從載油漆車(chē)身的吊具上線到成品車(chē)下線，包括工藝鏈和快速鏈之間的銜接，需要設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密配合，不能出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)。

總裝車(chē)間控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高、數(shù)據(jù)采集量大、控制站多，因此，對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求較高。通過(guò)采用羅克韋爾的產(chǎn)品和技術(shù)，系統(tǒng)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行效果較好，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，靈活地實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的連鎖任務(wù)，具有較高的機(jī)電一體化水平。同時(shí)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、安全可靠，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了設(shè)備運(yùn)行的故障率，提高了生產(chǎn)效率。

第二篇：PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

謝保雞

摘要：介紹用PLC取代X62W萬(wàn)能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設(shè)計(jì)方案；根據(jù)控制要求，確定PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行PLC型號(hào)選擇，對(duì)I/O地址進(jìn)行了分配，并畫(huà)出了I/O接線圖；根據(jù)控制原理，畫(huà)出了梯形圖。

關(guān)鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；

1引言

PLC是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)品，它具有高可靠性、編程簡(jiǎn)單、體積小功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在短短的幾十年里得到了迅猛發(fā)展，已成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一目前，部分中小型企業(yè)及高校仍廣泛使用傳統(tǒng)的繼電器控制機(jī)床，這些機(jī)床經(jīng)歷了比較長(zhǎng)的歷史，雖然它能在一定范圍內(nèi)滿足單機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線的需要，但由于它的電控系統(tǒng)是以繼電器、接觸器的硬連接為基礎(chǔ)的，技術(shù)上比較落后，特別是其觸點(diǎn)的可靠性問(wèn)題，直接影響了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。而用PLC對(duì)它進(jìn)行技術(shù)改造，便能取得很好的效果。X62W銑床的電氣控制要求

圖1是X62W銑床控制系統(tǒng)的主電路圖，其中M1是主軸電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)R1—FR3為熱繼電器，F(xiàn)U為熔斷器。

具體控制要求如下：

(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1采取空載直接起動(dòng)，且要求實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，但由于銑床在加工過(guò)程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3來(lái)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。

(2)為防止銑削時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，在主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有慣性輪，但在高速切削后，停車(chē)很費(fèi)時(shí)間，故采用電磁離合器YC1制動(dòng)。

(3)工作臺(tái)的縱向、橫向和垂直三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M 3拖動(dòng)，三個(gè)方向的選擇由操縱手柄改變傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)方向有正、反向運(yùn)動(dòng)。要求M3能正、反轉(zhuǎn)，同時(shí)，一個(gè)時(shí)刻只允許工作臺(tái)向一個(gè)方向移動(dòng)，所以三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。

(4)為了防止刀具和機(jī)床的損壞，要求只有主軸旋轉(zhuǎn)后，才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車(chē)時(shí)要求先停進(jìn)給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可 以采用主軸和進(jìn)給同時(shí)停止的方式。

(5)主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤(pán)來(lái)進(jìn)行速度選擇，為保證變速時(shí)齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速時(shí)電機(jī)作瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)。

(6)為操作方便，主軸電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止，工作臺(tái)快速移動(dòng)均采用兩地控制。

(7)冷卻泵由電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，只要求實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)控制。

(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺(tái)，但要求圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)與工作臺(tái)的上下、左右及前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。PLC控制電路

3.1 I/O地址分配、機(jī)型選擇及I/O端口接線圖為實(shí)現(xiàn)上述銑床的控制要求，現(xiàn)選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N－48MR型PLC，其I/O地址分配如附表所示。

圖2是X62W銑床的PLC輸入輸出接線圖，需注意的是，圖中對(duì)輸入的常閉觸點(diǎn)進(jìn)行了處理，即常閉按鈕改用常開(kāi)按鈕，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)改用了常開(kāi)觸點(diǎn)。

3.2 PLC梯形圖

圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動(dòng)和變速，回路7控制主軸制動(dòng)，回路11控制工作臺(tái)分別作縱向、橫向、垂直、變速等運(yùn)動(dòng)以及圓盤(pán)運(yùn)動(dòng)，回路8控制工作臺(tái)快速進(jìn)給。PLC梯形圖控制分析

4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)

起動(dòng)前先合上電源開(kāi)關(guān)QF，再把主軸轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3扳到所需的旋轉(zhuǎn)方向，然后按起動(dòng)按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)主軸電動(dòng)機(jī)的停車(chē)制動(dòng)

按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時(shí)X4（或X5)常閉斷開(kāi)，M5失電，Y0失電，KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X4（或X5)常開(kāi)閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，待主軸停車(chē)后，松開(kāi)SB5（或SB6)。

(3)主軸換銑刀控制

SA1是主軸換銑刀開(kāi)關(guān)，需換刀時(shí)，將SA1扳到“換刀”位置，這時(shí)X14常閉斷開(kāi)，使Y0失電，KM1斷開(kāi)，主軸電動(dòng)機(jī)失電作慣性運(yùn)動(dòng)，接著X14常開(kāi)閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對(duì)主軸進(jìn)行制動(dòng)，使機(jī)床無(wú)法運(yùn)行，保證了人身安全。(4)主軸變速?zèng)_動(dòng)控制

主軸變速時(shí)的沖動(dòng)控制是利用變速手柄與沖動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ1，通過(guò)機(jī)械上的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，變速時(shí)，扳操縱手柄使SQ1動(dòng)作，這時(shí)X6常閉斷開(kāi)（斷開(kāi)自鎖回路)，X6常開(kāi)閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。

4.2進(jìn)給控制電路分析

轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S A 2是控制圓工作臺(tái)的，在不需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到“斷開(kāi)”位置。此時(shí)，X15常閉閉合，常開(kāi)斷開(kāi)；當(dāng)需要圓工作臺(tái)工作時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2扳到“接通”位置，此時(shí)X15常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合。(1)工作臺(tái)左（右)控制

主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X12（X13)常開(kāi)閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn) 給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向左（右)運(yùn)動(dòng)。(2)工作臺(tái)下、前（上、后)控制

主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將操縱手柄分別向下、前（上、后)扳，其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ3（SQ4)，使X10（X11)常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X10（X11)常開(kāi)閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正（反)轉(zhuǎn)，通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)工作臺(tái)向下、前（上、后)運(yùn)動(dòng)。(3)進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)控制

與主軸變速原理一樣，變速時(shí)只需將變速盤(pán)往外拉，使進(jìn)給齒輪松開(kāi)，待轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤(pán)選擇好速度后，將變速盤(pán)向里推，在推進(jìn)時(shí)，檔塊壓動(dòng)位置開(kāi)關(guān)SQ2，使X7常閉斷開(kāi)（斷開(kāi)自鎖回路)，X7常開(kāi)閉合，Y1得電，KM2工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。(4)工作臺(tái)快速移動(dòng)控制

按下快速點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得電，它的一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)接通進(jìn)給控制電路，另一個(gè)則接通快速進(jìn)給電磁離合器YC3，常閉觸點(diǎn)切斷正常進(jìn)給電磁離合器YC2，讓工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給。松開(kāi)SB3（或SB4)，X2（或X3)斷開(kāi)，M9失電，此時(shí)YC3失電，YC2得電，工作臺(tái)快速移動(dòng)停止，仍按原方向作正常進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(5)圓工作臺(tái)的控制

當(dāng)需要加工螺旋槽時(shí)，應(yīng)將工件安裝在圓工作臺(tái)上，調(diào)整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，將開(kāi)關(guān)SA2扳到“接通”位置，X15常閉斷開(kāi)（聯(lián)鎖保護(hù))，X15常開(kāi)閉合，Y得電，KM2工作，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)通過(guò)相應(yīng)傳動(dòng)裝置拖動(dòng)圓工作臺(tái)開(kāi)始工作值得注意的是，當(dāng)圓工作臺(tái)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，既不要求調(diào)速，也不要求反轉(zhuǎn)

5結(jié)束語(yǔ)

用PLC改造后的X62W銑床通過(guò)實(shí)際使用，生產(chǎn)效率得到了很大提高并能很好的保證其加工精度，自運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，完全滿足生產(chǎn)工藝的要求，對(duì)同類(lèi)設(shè)備的技術(shù) 改造有較大的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)：

[1]李秀忠.PLC在X62W銑床電氣控制電路中的應(yīng)用 [J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2004,08（23）：29-31.[2]胡俊達(dá).PLC在專(zhuān)用雙面銑床電氣控制中的應(yīng)用 [J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2003,12（05）：35-37 [3]姚道如,汪功明.變頻器和PLC在龍門(mén)銑床控制中的應(yīng)用[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2008,04(04):97-99 [4]俞鴻斌.PLC在龍門(mén)刨銑床數(shù)控化改造中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程, 2007,(7): 97-99.[5]閻占文.PLC在鋁錠銑床自動(dòng)控制上的應(yīng)用[J].電器時(shí)代, 2004,(11): 80-83.[6]余雷聲.《電氣控制與ＰＬＣ應(yīng)用》[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2002.6.

第三篇：PLC在恒壓供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在恒壓供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無(wú)水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

基于上述情況對(duì)某生活區(qū)供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用plc作為中心控制單元，利用變頻器與pid相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力，達(dá)到恒壓供水的目的，提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，得到了良好的控制效果。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲(chǔ)水池及泵房組成，其中泵房裝有1#~3#共3臺(tái)150kw泵機(jī)。另外，還有多個(gè)電動(dòng)閘閥或電動(dòng)蝶閥控制各供水回路和水流量。由于該供水網(wǎng)較大，系統(tǒng)需要供水量每小時(shí)開(kāi)2臺(tái)泵向管網(wǎng)充壓，供水量大時(shí)開(kāi)3臺(tái)泵同時(shí)向管網(wǎng)充壓。要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，在管網(wǎng)系統(tǒng)的管道上安裝了壓力變送器作為反饋元件為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，由于供水系統(tǒng)管道長(zhǎng)、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用pid調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，而應(yīng)采用plc參與控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用。選擇frn160g7p-4變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行，可編程序控制器選擇日本松下fp1-c40型，且配有a/d和d/a模塊，其原理框圖如圖1所示。

圖1 恒壓供水系統(tǒng)原理圖

控制系統(tǒng)主要由plc、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成?？刂坪诵膯卧猵lc根據(jù)手動(dòng)設(shè)定壓力信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)壓力傳感器的反饋信號(hào)經(jīng)plc的分析和計(jì)算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過(guò)pid運(yùn)算后，plc將0~5v的模擬信號(hào)輸出到變頻器，用以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)行電機(jī)的軟啟動(dòng);plc通過(guò)比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過(guò)i/o端口開(kāi)關(guān)量的輸出驅(qū)動(dòng)切換繼電器組，以此來(lái)協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機(jī)臺(tái)數(shù)，并完成電機(jī)的啟停、變頻與工頻的切換。通過(guò)調(diào)整電機(jī)組中投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)和控制電機(jī)組中一臺(tái)電機(jī)的變頻轉(zhuǎn)速，使動(dòng)力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和plc的i/o分配

系統(tǒng)程序包括啟動(dòng)子程序和運(yùn)行子程序，其流程圖如圖2所示。運(yùn)行子程序又包括模擬調(diào)節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機(jī)切換子程序(流程圖略)，電機(jī)切換子程序又包括加電機(jī)子程序和減電機(jī)子程序(程序設(shè)計(jì)略)。plc的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。

圖2 啟動(dòng)程序流程圖

圖3 模擬調(diào)節(jié)流程圖 系統(tǒng)工作過(guò)程

加上啟動(dòng)信號(hào)(x4)后，此信號(hào)被保持，當(dāng)條件滿足時(shí)，(即x2為“1”)時(shí)，開(kāi)始啟動(dòng)程序，此時(shí)由plc控制1#電機(jī)變頻運(yùn)行(此時(shí)y0、y6、y7亮)，同時(shí)定時(shí)器t0開(kāi)始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢x2仍亮，則關(guān)閉y0、y6，(y7仍亮，)t2延時(shí)1s。延時(shí)有兩方面的原因: 一是使開(kāi)關(guān)充分熄弧，防止電網(wǎng)倒送電給變頻器，燒毀變頻器;二是讓變頻器減速為0，以重新啟動(dòng)另一臺(tái)電機(jī)。延時(shí)完畢，則有1#機(jī)投入工頻運(yùn)行，2#機(jī)投入變頻運(yùn)行，此時(shí)y1、y2、y6、y7亮，同時(shí)定時(shí)器t1開(kāi)始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢x2仍未滅，則關(guān)閉y2、y6，(y1、y7仍亮，)t3延時(shí)1s，延時(shí)完畢，將2#機(jī)投入工頻運(yùn)行，3#機(jī)投入變頻運(yùn)行，(此時(shí)y1、y3、y4、y6、y7亮，)再次等待y7滅掉后，則整個(gè)啟動(dòng)程序執(zhí)行完畢，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行調(diào)節(jié)程序，此后啟動(dòng)程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新啟動(dòng)。在啟動(dòng)過(guò)程中，無(wú)論幾臺(tái)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，x2一旦滅掉，則應(yīng)視為啟動(dòng)結(jié)束(y7滅掉)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序。綜合整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，完成三臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)最多需要22s的時(shí)間。

運(yùn)行過(guò)程中，若模擬調(diào)節(jié)器節(jié)上、下限值均未達(dá)到(即x1、x2滅)，則此時(shí)變頻器處于模擬調(diào)節(jié)狀態(tài)(此時(shí)相應(yīng)電機(jī)運(yùn)行信號(hào)和y6亮)。

若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)上限值(x1亮)，則定時(shí)器t4馬上開(kāi)始定時(shí)(5s)，定時(shí)過(guò)程中監(jiān)控x1，若x1又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié);若t4定時(shí)完畢，x1仍亮，則啟動(dòng)一低速(y8亮)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器t5開(kāi)始定時(shí)(3s)。定時(shí)完畢，若x1仍亮，則關(guān)閉此多段速，啟動(dòng)一更低速(y9)，同時(shí)定時(shí)器t6定時(shí)(10s)。定時(shí)完畢，若x1仍亮，則關(guān)掉y9，此后x0很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入切換動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過(guò)程中，無(wú)論何時(shí)，若x0亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行切換動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入切換程序，同樣，若無(wú)論何時(shí)，x1滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)下限值(x2亮)，則定時(shí)器t7馬上開(kāi)始定時(shí)(5s)，定時(shí)過(guò)程中監(jiān)控x2，若x2又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié)，若t7定時(shí)完畢，x2仍亮，則啟動(dòng)一高速(y7、y2)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器t8開(kāi)始定時(shí)(3s)，定時(shí)完畢。若x2仍亮，則關(guān)閉此多段速，啟動(dòng)一更高速(y8、y9)，同時(shí)定時(shí)器t9定時(shí)(10s)，定時(shí)完畢。若x2仍亮，則關(guān)掉y8、y9，此后x3很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入加電機(jī)動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過(guò)程中，無(wú)論何時(shí)，若x3亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行加電機(jī)動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入加電機(jī)程序。同樣，若無(wú)論何時(shí)，x2滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

電機(jī)切換程序分為電機(jī)切除程序和加電機(jī)程序兩部分。此程序動(dòng)作的條件是:啟動(dòng)結(jié)束后無(wú)論何時(shí)x0亮，一旦條件滿足，即由plc根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)決定相應(yīng)切換哪臺(tái)電機(jī)，切換時(shí)只能切換工頻運(yùn)行電機(jī)。

若工作狀態(tài)是一臺(tái)變頻一臺(tái)工頻，則立即切除工頻電機(jī)，然后計(jì)數(shù)值減1，即完成此過(guò)程，再由調(diào)節(jié)程序運(yùn)行，調(diào)節(jié)至滿足要求為止。

若3臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，則應(yīng)由plc來(lái)決定切除哪臺(tái)工頻運(yùn)行電機(jī)。切除依據(jù)是3臺(tái)電機(jī)對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的大小，誰(shuí)大切誰(shuí)，切除掉一臺(tái)后，要由定時(shí)器定時(shí)(5s)等待，以便變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)切除動(dòng)作。這主要是考慮到本系統(tǒng)的非線性和大小慣性因素而采取的措施。

加電機(jī)程序, 其動(dòng)作程序是:啟動(dòng)結(jié)束后無(wú)論何時(shí)x2亮, 一旦條件滿足, 立即關(guān)掉變頻運(yùn)行電機(jī)和變頻器，延時(shí)一段時(shí)間后(原因同上), 將原變頻運(yùn)行電機(jī)投入工頻運(yùn)行，同時(shí)打開(kāi)變頻器和將要啟動(dòng)電機(jī)的變頻開(kāi)關(guān), 完成加電機(jī)。

同樣，若原有2臺(tái)電機(jī)工頻工作，則x2一亮，立即開(kāi)始加另一臺(tái)電機(jī)(無(wú)延時(shí))，(加電機(jī)依據(jù)是判斷計(jì)數(shù)值，誰(shuí)小加誰(shuí))。但加電機(jī)完成以后，定時(shí)器要開(kāi)始定時(shí)(5s)等待，讓變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)加電機(jī)動(dòng)作。其過(guò)程分為:結(jié)束語(yǔ)

用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點(diǎn)是: 起動(dòng)平穩(wěn),起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門(mén)等的使用壽命;可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng);在鍋爐和其他燃燒重油的場(chǎng)合,恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對(duì)環(huán)境的污染。參考文獻(xiàn)

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張全莊(1963-)男 講師/碩士 主要研究方向:工業(yè)電氣自動(dòng)控制與plc應(yīng)用。

第四篇：PLC在工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用畢業(yè)論文

XXX學(xué)校

Xx辦學(xué)點(diǎn)畢業(yè)論文

課題名稱：PLC在工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)

控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

專(zhuān) 業(yè)：

班 級(jí)：

學(xué) 籍 號(hào)： 學(xué)生姓名：

導(dǎo)師姓名：

提交日期：

PLC在工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

(姓名)摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)和生活水平的提高，洗衣機(jī)的洗滌水平也隨著科技的發(fā)展大大提高。PLC在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高控制系統(tǒng)的可靠性，另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。本文選擇三菱F1—20MR為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計(jì)，利用梯形圖和語(yǔ)句表進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī)；PLC；控制

一、工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的自動(dòng)控制

目前洗衣機(jī)是一種耳熟能詳?shù)募矣秒娖?，隨著科技的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高，以及人們對(duì)精神文明的高度追求，所以目前市場(chǎng)上還是有很大的發(fā)展空間。不同材質(zhì)的衣物越開(kāi)越多，對(duì)洗衣機(jī)的要求也越來(lái)越高。智能控制洗衣機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)是目前研究的方向，在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的PLC，它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路，檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代的全自動(dòng)化洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到停機(jī)的自動(dòng)化過(guò)程。

1.進(jìn)水和排水系統(tǒng)

全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶和脫水桶是以同一軸心安放的。脫水桶的周?chē)性S多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水系統(tǒng)采用水位壓力開(kāi)關(guān)和進(jìn)水閥，由程序控制器調(diào)節(jié)。設(shè)有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗時(shí)，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。

全自動(dòng)洗衣機(jī)水位開(kāi)關(guān)一般有三檔水位控制,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能當(dāng)進(jìn)水閥注水，內(nèi)桶水位增高到預(yù)選水位時(shí)，主電機(jī)導(dǎo)通，進(jìn)水閥斷開(kāi)，并開(kāi)始洗衣。全自動(dòng)洗衣機(jī)的排水系統(tǒng)由程序來(lái)控制排水電磁閥，牽引排水閥。

2.洗滌與脫水系統(tǒng)

全自動(dòng)洗衣機(jī)主要是通過(guò)波輪對(duì)衣物的翻滾達(dá)到洗滌目的。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內(nèi)壁上必需設(shè)計(jì)成凸形來(lái)增大摩擦力，達(dá)到滿意的洗滌效果，提高洗滌率。

洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)的正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。洗衣房設(shè)備排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。

洗衣機(jī)具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置，包括洗衣機(jī)蓋板、洗衣機(jī)箱體，還包括控制開(kāi)關(guān)，與控制脫水的開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，使用戶在脫水時(shí)不能打開(kāi)洗衣機(jī)蓋板，從而確保了洗衣機(jī)脫水時(shí)的操作安全。

3.箱體與支承系統(tǒng)

洗衣機(jī)外箱體是洗衣機(jī)的盔甲，很多洗衣機(jī)采用高分子聚合塑鋼材料作為外箱體，永不生銹，耐碰撞，防漏電，機(jī)身輕便，易于搬動(dòng)。有的采用剛?cè)嵯酀?jì)的不銹鋼做內(nèi)桶剛性，在于不銹鋼材質(zhì)表面分子結(jié)構(gòu)致密，空隙小，以達(dá)到抗菌，抑菌，耐腐蝕的作用。柔性，超級(jí)鏡面不銹鋼材料光滑柔細(xì)，即便是最嬌柔的面料也不會(huì)受到損傷。很多洗衣機(jī)內(nèi)桶完全采用世界一流的不銹鋼材料制成，擁有 頂級(jí)的品質(zhì)保證。全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用輕觸式開(kāi)關(guān)，全自動(dòng)洗脫機(jī) 在按下開(kāi)關(guān)后，字符旁邊的指示燈會(huì)亮。當(dāng)指示燈亮起表示程序選中，指示燈閃爍表示正在執(zhí)行此程序，指示燈熄滅表示程序未選擇或執(zhí)行完畢。

4.PLC機(jī)型選擇

PLC是一種根據(jù)用戶給的指令，通過(guò)輸入接口現(xiàn)場(chǎng)采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，再通過(guò)輸出接口去控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它主要有CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口模板三部分。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的I/O點(diǎn)不多，選擇三菱FX系列F1—20MR，可以完全滿足其要求，F(xiàn)1—20MR有20個(gè)I/O，根據(jù)輸入，輸出口的總點(diǎn)數(shù)，考慮留有適當(dāng)余量。

全自動(dòng)洗衣機(jī)電氣控制系統(tǒng)包括微處理器、排水電磁鐵、電容器、門(mén)開(kāi)關(guān)、按鍵開(kāi)關(guān)、指示燈、中間繼電器，水位壓力開(kāi)關(guān)、蜂鳴器及進(jìn)水電磁閥等部件組成。通過(guò)微處理器，能自動(dòng)完成進(jìn)水，洗滌（漂洗）、排水、脫水、報(bào)警等全部程序，只需設(shè)計(jì)軟件就可以來(lái)達(dá)到預(yù)想控制的目的。

二、設(shè)計(jì)目的

1.了解和掌握全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程；

2.了解自動(dòng)控制的工作原理及PLC在日常工作中的應(yīng)用。

三、全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求

控制要求：整個(gè)洗滌過(guò)程分為進(jìn)水、洗滌、放水、脫水四個(gè)部分，系統(tǒng)從進(jìn)水環(huán)節(jié)開(kāi)始到脫水環(huán)節(jié)結(jié)束共循環(huán)兩次。

（1）PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。

（2）按下啟動(dòng)按鈕后，洗衣機(jī)開(kāi)始進(jìn)水。進(jìn)水直到高（中、低）水位，水位開(kāi)關(guān)由OFF變ON）。

（3）PLC停止進(jìn)水，2秒后開(kāi)始洗滌。

（4）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。

（5）如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水。

（6）排空后脫水30秒。

（7）開(kāi)始清洗，重復(fù)（1）～（5），清洗兩遍。

（8）清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。

四、PLC控制系統(tǒng)工作原理及調(diào)試過(guò)程

1、初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S2置1，按下啟動(dòng)按扭X1，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S20，Y1得電啟動(dòng)洗衣機(jī)，選擇水位（高、中、低）狀態(tài)轉(zhuǎn)入S21，Y2得電開(kāi)始進(jìn)水，達(dá)到選定水位后相應(yīng)的水位檢測(cè)觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S22。

2、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S22，T0定時(shí)2S，2S后T0的觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S23，Y3得電，洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)，并用T1定時(shí)30S，30S后T1觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S24，T2開(kāi)始定時(shí)2S，2S后其觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S25，Y4得電。

衣機(jī)反轉(zhuǎn)并用T3定時(shí)30S，30S后T3觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S26，此時(shí)用T4定時(shí)2S，C0計(jì)數(shù)5次，2S后T4觸點(diǎn)接通，當(dāng)計(jì)數(shù)未達(dá)5次，C0的常閉繼續(xù)閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)入S23，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)5次，C0的常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S27。

3、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S27后，Y5得電，開(kāi)始排水，當(dāng)水排空后，X6閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)入S28，Y6得電，T5定時(shí)30S，C1計(jì)數(shù)2次，開(kāi)始脫水，30S后T5觸點(diǎn)接通，此時(shí)當(dāng)C1計(jì)數(shù)未達(dá)2次，則C1的常閉繼續(xù)閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S21，若C1計(jì)數(shù)達(dá)到2 次，則C1的常開(kāi)就閉合，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S29。

4、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S29后，Y7得電，T6定時(shí)3S報(bào)警，3S后，T6觸點(diǎn)接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S2.步進(jìn)階梯結(jié)束，程序結(jié)束.五、結(jié)束語(yǔ)

PLC控制洗衣機(jī)洗滌程序有獨(dú)特程序。

首先，它是一個(gè)順序控制系統(tǒng)程序；

其次，洗滌、排水、脫水時(shí)間是由PLC內(nèi)的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器中K參數(shù)控制的，只要改變它的參數(shù)大小就可以改變整個(gè)程序時(shí)間長(zhǎng)短；

第三，通過(guò)改變PLC的型號(hào)，可以根據(jù)認(rèn)物的質(zhì)地、數(shù)量和臟污程度來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)洗、強(qiáng)洗、快洗的多功能；

第四，通過(guò)改變洗滌程序可實(shí)現(xiàn)進(jìn)水洗滌、漂水、排水、脫水的順序控制，也可實(shí)現(xiàn)或洗滌、或漂水、或脫水等單體控制；

第五，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以方便的加入相應(yīng)的配套裝置，如指示燈，蜂鳴器。通過(guò)衣裳的分析說(shuō)明，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是有多種性的，各種最優(yōu)控制系統(tǒng)均可運(yùn)用，但是必須考慮它的結(jié)構(gòu)和成本。

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第五篇：PLC在恒壓供水變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水壓力不足或短時(shí)斷水，可能會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無(wú)水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

基于上述情況對(duì)某生活區(qū)供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用PLC作為中心控制單元，利用變頻器與PID相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力，達(dá)到恒壓供水的目的，提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，得到了良好的控制效果。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲(chǔ)水池及泵房組成，其中泵房裝有1#～3#共3臺(tái)150kW泵機(jī)。另外，還有多個(gè)電動(dòng)閘閥或電動(dòng)蝶閥控制各供水回路和水流量。由于該供水網(wǎng)較大，系統(tǒng)需要供水量每小時(shí)開(kāi)2臺(tái)泵機(jī)向管網(wǎng)充壓，供水量大時(shí)，開(kāi)3臺(tái)泵機(jī)同時(shí)向管網(wǎng)充壓。要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，在管網(wǎng)系統(tǒng)的管道上安裝了壓力變送器作為反饋元件，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)，由于供水系統(tǒng)管道長(zhǎng)、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，而應(yīng)采用PLC參與控制的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用?？删幊绦蚩刂破鬟x擇日本松下FP1-C40型，且配有A/D和D/A模塊，其原理框圖如圖1所示。變頻器選擇FRN1 60G7P-4實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速運(yùn)行。

控制系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成?？刂坪诵膯卧狿LC根據(jù)手動(dòng)設(shè)定壓力信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)壓力傳感器的反饋信號(hào)經(jīng)PLC的分析和計(jì)算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算后，PLC將0～5V的模擬信號(hào)輸出到變頻器，用以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及進(jìn)行電機(jī)的軟起動(dòng);PLC通過(guò)比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過(guò)I/O端口開(kāi)關(guān)量的輸出驅(qū)動(dòng)切換繼電器組，以此來(lái)協(xié)調(diào)投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)，并完成電機(jī)的起停、變頻與工頻的切換。通過(guò)調(diào)整電機(jī)組中投入工作的電機(jī)臺(tái)數(shù)和控制電機(jī)組中一臺(tái)電機(jī)的變頻轉(zhuǎn)速，使動(dòng)力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。

圖1 恒壓供水系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和PLC的I/O分配

系統(tǒng)程序包括起動(dòng)子程序和運(yùn)行子程序，其流程圖如圖2所示。運(yùn)行子程序又包括模擬調(diào)節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機(jī)切換子程序(流程圖略)，電機(jī)切換子程序又包括加電機(jī)子程序和減電機(jī)子程序(程序設(shè)計(jì)略)。PLC的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。系統(tǒng)工作過(guò)程

加上起動(dòng)信號(hào)(X4)后，此信號(hào)被保持，當(dāng)條件滿足(即X2為“1”)時(shí)，開(kāi)始起動(dòng)程序，此時(shí)由PLC控制1# 電機(jī)變頻運(yùn)行(此時(shí)Y0、Y6、Y7亮)，同時(shí)定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢X2仍亮，則關(guān)閉Y0、Y6(Y7仍亮)，T2延時(shí)1s(延時(shí)是為了兩方面的原因:一是使開(kāi)關(guān)充分熄弧，防止電網(wǎng)倒送電給變頻器，燒毀變頻器;二是讓變頻帶器減速為零，以重新起動(dòng)另一臺(tái)電機(jī))。延時(shí)完畢，則有1#機(jī)投入工頻運(yùn)行，2#機(jī)投入變頻運(yùn)行，此時(shí)Y1、Y2、Y6、Y7亮，同時(shí)定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)(10s)，若計(jì)時(shí)完畢X2仍未滅，則關(guān)閉Y2、Y6，(Y1、Y7仍亮，)T3延時(shí)1s，延時(shí)完畢，將2#機(jī)投入工頻運(yùn)行，3#機(jī)投入變頻運(yùn)行，(此時(shí)Y1、Y3、Y4、Y6、Y7亮，)再次等待Y7滅掉后，則整個(gè)起動(dòng)程序執(zhí)行完畢，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行調(diào)節(jié)程序，此后起動(dòng)程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新起動(dòng)。在起動(dòng)過(guò)程中，無(wú)論幾臺(tái)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)，X2一旦滅掉，則應(yīng)視為起動(dòng)結(jié)束(Y7滅掉)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序。綜合整個(gè)起動(dòng)過(guò)程，完成3臺(tái)電機(jī)的起動(dòng)最多需要22s的時(shí)間。

運(yùn)行過(guò)程中，若模擬調(diào)節(jié)器節(jié)上、下限值均未達(dá)到(即X1、X2滅)，則此時(shí)變頻器處于模擬調(diào)節(jié)狀態(tài)(此時(shí)相應(yīng)電機(jī)運(yùn)行信號(hào)和Y6亮)。若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)上限值(X1亮)，則定時(shí)器T4馬上開(kāi)始定時(shí)(5s)。定時(shí)過(guò)程中監(jiān)控X1，若X1又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié);若T4定時(shí)完畢，X1仍亮，則起動(dòng)一低速(Y8亮)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器T5開(kāi)始定時(shí)(3s)，定時(shí)完畢。若X1仍亮，則關(guān)閉此多段速，起動(dòng)一更低速(Y9)，同時(shí)定時(shí)器T6定時(shí)(10s)。定時(shí)完畢，若X1仍亮，則關(guān)掉Y9，此后X0很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入切換動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過(guò)程中，無(wú)論何時(shí)，若X0亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行切換動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入切換程序。同樣，若無(wú)論何時(shí)，X1滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

若達(dá)到模擬調(diào)節(jié)下限值(X2亮)，則定時(shí)器T7馬上開(kāi)始定時(shí)(5s)，定時(shí)過(guò)程中監(jiān)控X2，若X2又滅掉，則關(guān)閉定時(shí)器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié)，若T7定時(shí)完畢，X2仍亮，則起動(dòng)一高速(Y7、Y2)，進(jìn)行多段速調(diào)節(jié)，同時(shí)定時(shí)器T8開(kāi)始定時(shí)(3s)，定時(shí)完畢。若X2仍亮，則關(guān)閉此多段速，起動(dòng)一更高速(Y8、Y9)，同時(shí)定時(shí)器T9定時(shí)(10s)，定時(shí)完畢。若X2仍亮，則關(guān)掉Y8、Y9，此后X3很快會(huì)通，轉(zhuǎn)入加電機(jī)動(dòng)作程序。在此兩級(jí)多段速調(diào)節(jié)過(guò)程中，無(wú)論何時(shí)，若X3亮，則會(huì)關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時(shí)器，同時(shí)進(jìn)行加電機(jī)動(dòng)作，即轉(zhuǎn)入加電機(jī)程序。同樣，若無(wú)論何時(shí)，X2滅掉，則關(guān)閉運(yùn)行多段速和定時(shí)器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。

電機(jī)切換程序分為電機(jī)切除程序和加電機(jī)程序兩部分。此程序動(dòng)作的條件是:起動(dòng)結(jié)束后無(wú)論何時(shí)X0亮，一旦條件滿足，即由PLC根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)決定相應(yīng)切換哪臺(tái)電機(jī)，切換時(shí)只能切換工頻運(yùn)行電機(jī)。

若工作狀態(tài)是1臺(tái)變頻1臺(tái)工頻，則立即切除工頻電機(jī)，然后計(jì)數(shù)值減1，即完成此過(guò)程，再由調(diào)節(jié)程序運(yùn)行，調(diào)節(jié)至滿足要求為止。

若3臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，則應(yīng)由PLC來(lái)決定切除哪臺(tái)工頻運(yùn)行電機(jī)。切除依據(jù)是3臺(tái)電機(jī)對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的大小，誰(shuí)大切誰(shuí)，切除掉一臺(tái)后，要由定時(shí)器定時(shí)(5s)等待，以便變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)切除動(dòng)作。這主要是考慮到本系統(tǒng)的非線性和大小慣性因素而采取的措施。圖3運(yùn)行時(shí)模擬調(diào)節(jié)子程序流程圖加電機(jī)程序，其動(dòng)作程序是:起動(dòng)結(jié)束后無(wú)論何時(shí)X2亮，一旦條件滿足，立即關(guān)掉變頻運(yùn)行電機(jī)和變頻器，延時(shí)一段時(shí)間后(原因同上)，將原變頻運(yùn)行電機(jī)投入工頻運(yùn)行，同時(shí)打開(kāi)變頻器和將要起動(dòng)電機(jī)的變頻開(kāi)關(guān)，完成加電機(jī)。

同樣，若原有2臺(tái)電機(jī)工頻工作，則X2一亮，立即開(kāi)始加另一臺(tái)電機(jī)(無(wú)延時(shí))，(加電機(jī)依據(jù)是判斷計(jì)數(shù)值，誰(shuí)小加誰(shuí))但加電機(jī)完成以后，定時(shí)器要開(kāi)始定時(shí)(5s)等待，讓變頻器調(diào)節(jié)一段時(shí)間，防止連續(xù)加電機(jī)動(dòng)作。其過(guò)程分為:1# → 2#、1# → 3#、2# → 3#、2# → 1#、3# → 2#、3# → 1#。結(jié)束語(yǔ)

用變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點(diǎn)是:起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門(mén)等的使用壽命;可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng);在鍋爐和其他燃燒重油的場(chǎng)合，恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對(duì)環(huán)境的污染。

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作者簡(jiǎn)介

張全莊(1963-)講師 現(xiàn)為陜西科技大學(xué)在讀碩士，主要研究方向:工業(yè)電氣自動(dòng)控制與PLC應(yīng)用。