第一篇：PLC-5系列總裝車間電氣控制系統(tǒng)中應用

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

汽車制造廠的輸送線和裝配線的控制系統(tǒng)非常復雜，它需要控制道岔、停止器、捕捉器、隔離開關、急停開關、接近開關、光電開關、傳送機、張緊器、提升機、舉升臺等許多執(zhí)行機構。在奇瑞公司二期工程總裝車間里，采用兩條裝配線實現(xiàn)了四種車型的混線生產(chǎn)。整個控制系統(tǒng)由中央控制室和四個遠程控制站組成了一個全廠工業(yè)局域網(wǎng)，遠程控制柜PLC通過以太網(wǎng)將自己所控制區(qū)域內的生產(chǎn)情況傳送至中央控制室的計算機系統(tǒng)。

一、系統(tǒng)選型及特點

在認真分析國際知名控制系統(tǒng)公司的產(chǎn)品基礎上，奇瑞公司根據(jù)自動化控制技術人員在產(chǎn)品實際應用上的經(jīng)驗，鑒于一期工程采用羅克韋爾A-B PLC產(chǎn)品的良好運行狀況，決定在二期工程中仍采用A-B PLC用來控制整個生產(chǎn)車間。

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，可以實現(xiàn)多種復雜的控制系統(tǒng)。此外，羅克韋爾的軟件眾多，功能強大，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)來實現(xiàn)對總裝車間的整個生產(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的特點是內存容量大、數(shù)據(jù)處理能力強、網(wǎng)絡功能強大，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使用鑰匙開關改變處理器的操作模式：在運行模式下，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、或通過編程軟件改變操作模式；在編程模式時，用軟件編程不能改變操作模式；通過編程軟件，在遠程編程、遠程測試、遠程運行模式之間改變。

RSLogix 5編程軟件具有可靠的通訊能力、強大的編程功能以及卓越的診斷能力、監(jiān)控能力、運行控制功能。運用RSLogix 5梯形邏輯編程軟件可以優(yōu)化系統(tǒng)性能，節(jié)省項目開發(fā)時間，提高生產(chǎn)率。

上位機監(jiān)控軟件RSView32是羅克韋爾自動化公司推出的組態(tài)軟件平臺，其特點是使用方便，可以構造靈活的界面和強大的功能，能夠開發(fā)出較強的組合畫面。利用上位機監(jiān)控軟件RSView32，坐在中央控制室就可對現(xiàn)場的生產(chǎn)情況一目了然，實現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)。

二、系統(tǒng)結構與配置

羅克韋爾的通訊網(wǎng)絡分為信息層、控制層和設備層。信息層應用以太網(wǎng)進行全廠的數(shù)據(jù)采集和程序維修；控制層應用控制網(wǎng)、DH+、DH485、遠程I/O網(wǎng)絡；設備層應用DeviceNet網(wǎng)絡進行底層設備的低成本、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控制網(wǎng)，即傳送對時間有苛刻要求的控制信息也可同時傳送其他的信息，但對時間無苛求的信息不會影響對時間苛求信息的傳送。該控制網(wǎng)具有以下特點：

?

?

? 連續(xù)性；傳送與梯形邏輯程序的掃描異步；以一個與用戶在I/O映象表中所設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)準確、可靠、快速的發(fā)送、傳遞、接受和處理。

總裝車間控制系統(tǒng)是一個基于DeviceNet網(wǎng)絡的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由一個中央控制柜和四個遠程控制柜組成，并與上位機和企業(yè)的以太網(wǎng)相連接。系統(tǒng)的最低層是設備控制層，主要實現(xiàn)對生產(chǎn)設備的現(xiàn)場控制與監(jiān)控；控制網(wǎng)主要是通過上位機完成對全車間生產(chǎn)線的在線監(jiān)測，并向設備控制層下達控制指令；最上層是EtherNet網(wǎng)絡通過EtherNet網(wǎng)絡與公司的企業(yè)資源管理（ERP）系統(tǒng)連接，向ERP系統(tǒng)提供整個車間的生產(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)視和控制自動化設備和過程的人機界面監(jiān)控軟件，通過開放的技術擴展用戶的視野，能夠實現(xiàn)與羅克韋爾其他軟件產(chǎn)品、微軟產(chǎn)品以及第三方應用程序的高度兼容。RSView32除了具備高質量人機界面監(jiān)控軟件的功能外，還能夠提供獨特的系列工具以最大限度地提升生產(chǎn)效率。

中央控制室承擔了數(shù)據(jù)管理、車間數(shù)據(jù)采集、報警、趨勢、數(shù)據(jù)記錄及中文報表等工作。在中央控制室設有操作員工作站，操作員通過操作終端詳細了解整個車間的生產(chǎn)運行情況，下達操作控制指令指揮整個車間的生產(chǎn)，以實現(xiàn)車間自動化控制。

中央控制室主要實現(xiàn)以下功能：

(1)控制操作：在中央控制室對整個系統(tǒng)的被控設備進行在線實時控制。

(2)顯示功能：用圖形實時顯示各PLC站被控設備的運行工況；動態(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細部詳圖；動態(tài)顯示各種信號的數(shù)值和范圍清單。

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

(4)數(shù)據(jù)處理：利用實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)計算主要生產(chǎn)指標。

(5)報警功能：當裝配線出現(xiàn)故障時，工人按下呼人開關和急停開關，裝配線停止運行，并把故障信息輸入到報警表，屏幕顯示報警信息，打印機輸出報警信息，聲光報警，并可依據(jù)報警信息推出相應的動態(tài)畫面。

(6)報表功能：包括即時報表、日報表、月報表、年報表。

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

(8)打印功能：可以實現(xiàn)報表和圖形打印以及各種事件和報警的實時打印。

2、雙行道板式輸送機系統(tǒng)

總裝車間有兩套雙行道板式輸送機系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四柱叉式提升機、助推器、回轉舉升臺、傳送機和接近開關等設備組成，每套系統(tǒng)由兩條平板輸送線組成。平行回轉運行是一種非常復雜的控制技術，在國內處于技術領先的地位。該輸送線能夠在很大程度上降低工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。因此，對控制系統(tǒng)技術的要求比較高，難度也比較大。設備控制和調試起來非常困難，要求控制系統(tǒng)的各個部分互相緊密配合，不能出現(xiàn)半點差錯，這是控制中的難點和重點。從四柱叉式提升機的控制系統(tǒng)中取一個信號，用來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上或從雙行道板式輸送機到寬推桿積放式懸掛輸送鏈上，過程之間的緊密銜接，以杜絕差錯和故障的出現(xiàn)。同時，在現(xiàn)場設有自動/手動切換箱，以防生產(chǎn)過程中出現(xiàn)緊急事故。

3、車型吊具識別系統(tǒng)

在油漆車身上料點，操作人員將當前吊具號及車的信息輸入到錄入計算機中，然后通過以太網(wǎng)傳送至PLC進行堆棧存儲。錄入計算機將車的信息通過識別系統(tǒng)寫頭寫入載碼體，通過以太網(wǎng)將吊具號及車的信息傳送至上位機，并在錄入計算機內存儲，當錄入完畢后向PLC發(fā)送信號。上位機做出與輸送線相對應的畫面及參數(shù)，通過PLC給出的指針及錄入計算機給出的信息進行顯示，并與PLC給出的堆棧信息進行比較，上位機根據(jù)信息及要求控制出入庫的道岔及停止

器。當上位機出現(xiàn)故障時，操作人員采用人工控制運行，待上位機正常后從PLC調出堆棧信息恢復顯示。

在庫存入口處的識別系統(tǒng)讀頭讀取載碼體信息通過以太網(wǎng)傳至上位機，上位機根據(jù)庫存及車的信息控制入庫區(qū)的道岔及停止器。當上位機出現(xiàn)故障時，操作人員人工控制運行，待上位機正常后從PLC調出堆棧信息恢復顯示。

庫區(qū)出口處，上位機根據(jù)計劃及庫區(qū)信息通過以太網(wǎng)控制停止器。當上位機出現(xiàn)故障時，操作人員人工控制運行。

載車吊具入口處，上位機根據(jù)識別系統(tǒng)讀頭讀取載碼體信息通過以太網(wǎng)傳至上位機，然后上位機根據(jù)車的信息控制道岔及停止器。當上位機出現(xiàn)故障時，操作人員人工控制運行。

在裝配懸鏈整車下線提升機前一工位處（ST48）設置識別系統(tǒng)讀頭，現(xiàn)場儀表板上線處設置顯示計算機及打印機各一臺。當車通過ST48工位時，讀頭將載碼體信息讀入，并在計算機處顯示。

發(fā)動機上線完畢后，通過以太網(wǎng)發(fā)送一信息，計算機自動消除。計算機能依次顯示3臺車輛的信息，并能打印當天的產(chǎn)量及參數(shù)。

4、吊具儲存區(qū)

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

在空吊具存儲區(qū)前有一個壞吊具識別和檢修區(qū)，把需要檢修的吊具送入檢修區(qū)進行維修，正常的空吊具進入吊具存儲區(qū)。

三、結束語

總裝車間控制系統(tǒng)的特點同時也是控制的難點，主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是，要切實保證設備運行的安全性，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)任何微小的故障都可能導致重大的安全事故和巨大的經(jīng)濟損失；二是，控制系統(tǒng)復雜的連鎖關系，從載油漆車身的吊具上線到成品車下線，包括工藝鏈和快速鏈之間的銜接，需要設備的各個環(huán)節(jié)緊密配合，不能出現(xiàn)絲毫差錯。

總裝車間控制系統(tǒng)自動化程度較高、數(shù)據(jù)采集量大、控制站多，因此，對系統(tǒng)可靠性的要求較高。通過采用羅克韋爾的產(chǎn)品和技術，系統(tǒng)基本達到設計要求，運行效果較好，運行穩(wěn)定、可靠，靈活地實現(xiàn)了復雜的連鎖任務，具有較高的機電一體化水平。同時，該系統(tǒng)設計合理、安全可靠，減輕了工人的勞動強度，減少了設備運行的故障率，提高了生產(chǎn)效率。

第二篇：PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應用

PLC在銑床控制系統(tǒng)中的應用

謝保雞

摘要：介紹用PLC取代X62W萬能銑床的繼電器控制電路，闡述了PLC的設計方案；根據(jù)控制要求，確定PLC的輸入輸出點數(shù)，進行PLC型號選擇，對I/O地址進行了分配，并畫出了I/O接線圖；根據(jù)控制原理，畫出了梯形圖。

關鍵詞：可編程控制器(PLC)；銑床；控制；

1引言

PLC是將計算機技術應用于工業(yè)控制領域的產(chǎn)品，它具有高可靠性、編程簡單、體積小功耗低等優(yōu)點，在短短的幾十年里得到了迅猛發(fā)展，已成為當代工業(yè)自動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)的繼電器控制機床，這些機床經(jīng)歷了比較長的歷史，雖然它能在一定范圍內滿足單機和自動生產(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的，技術上比較落后，特別是其觸點的可靠性問題，直接影響了產(chǎn)品質量，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。而用PLC對它進行技術改造，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是主軸電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為進給電動機，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)主軸電動機M1采取空載直接起動，且要求實現(xiàn)正、反轉控制，但由于銑床在加工過程中主軸方向的改變并不頻繁，因此采用了電源相序轉換開關SA3來實現(xiàn)正、反轉。

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

(3)工作臺的縱向、橫向和垂直三個方向的進給運動由進給電動機M 3拖動，三個方向的選擇由操縱手柄改變傳動鏈來實現(xiàn)，每個方向有正、反向運動。要求M3能正、反轉，同時，一個時刻只允許工作臺向一個方向移動，所以三個方向的運動之間應有聯(lián)鎖保護裝置。

(4)為了防止刀具和機床的損壞，要求只有主軸旋轉后，才允許有進給運動，而為了減小加工件表面的粗糙度，停車時要求先停進給，然后停主軸。但由于主軸本身具有慣性，因此可 以采用主軸和進給同時停止的方式。

(5)主軸運動和進給運動采用變速盤來進行速度選擇，為保證變速時齒輪進入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運動都要求變速時電機作瞬時點動。

(6)為操作方便，主軸電動機的起動與停止，工作臺快速移動均采用兩地控制。

(7)冷卻泵由電動機M2拖動，只要求實現(xiàn)正轉控制。

(8)為了加工螺旋槽，在X62W銑床上安裝了圓工作臺，但要求圓工作臺的旋轉與工作臺的上下、左右及前后進給運動之間有聯(lián)鎖保護裝置。PLC控制電路

3.1 I/O地址分配、機型選擇及I/O端口接線圖為實現(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，圖中對輸入的常閉觸點進行了處理，即常閉按鈕改用常開按鈕，熱繼電器的常閉觸點改用了常開觸點。

3.2 PLC梯形圖

圖3是X62W銑床的PLC梯形圖，其中，回路6控制主軸起動和變速，回路7控制主軸制動，回路11控制工作臺分別作縱向、橫向、垂直、變速等運動以及圓盤運動，回路8控制工作臺快速進給。PLC梯形圖控制分析

4.1主軸控制電路分析(1)主軸電動機起動

起動前先合上電源開關QF，再把主軸轉換開關SA3扳到所需的旋轉方向，然后按起動按鈕SB1（或SB2)，X0（或X1)閉合，Y0得電，KM1工作，主軸電動機運轉。

(2)主軸電動機的停車制動

按主軸停止按鈕SB5（或SB6)，這時X4（或X5)常閉斷開，M5失電，Y0失電，KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著X4（或X5)常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1工作，對主軸進行制動，待主軸停車后，松開SB5（或SB6)。

(3)主軸換銑刀控制

SA1是主軸換銑刀開關，需換刀時，將SA1扳到“換刀”位置，這時X14常閉斷開，使Y0失電，KM1斷開，主軸電動機失電作慣性運動，接著X14常開閉合，Y3得電，電磁離合器YC1得電工作，對主軸進行制動，使機床無法運行，保證了人身安全。(4)主軸變速沖動控制

主軸變速時的沖動控制是利用變速手柄與沖動行程開關SQ1，通過機械上的聯(lián)動機構進行控制，變速時，扳操縱手柄使SQ1動作，這時X6常閉斷開（斷開自鎖回路)，X6常開閉合，使Y0得電，KM1工作，主軸電動機實現(xiàn)點動控制。

4.2進給控制電路分析

轉換開關S A 2是控制圓工作臺的，在不需要圓工作臺工作時，轉換開關SA2扳到“斷開”位置。此時，X15常閉閉合，常開斷開；當需要圓工作臺工作時，轉換開關SA2扳到“接通”位置，此時X15常閉斷開，常開閉合。(1)工作臺左（右)控制

主軸電動機啟動后，將操縱手柄向左（右)扳，其聯(lián)動機構壓動位置開關SQ5（SQ6)，使X12（X13)常閉斷開（聯(lián)鎖保護)，X12（X13)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進 給電動機實現(xiàn)正（反)轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向左（右)運動。(2)工作臺下、前（上、后)控制

主軸電動機啟動后，將操縱手柄分別向下、前（上、后)扳，其聯(lián)動機構壓動位置開關SQ3（SQ4)，使X10（X11)常閉斷開（聯(lián)鎖保護)，X10（X11)常開閉合，Y1（Y2)得電，KM2（KM3)工作，進給電動機實現(xiàn)正（反)轉，通過相應傳動裝置拖動工作臺向下、前（上、后)運動。(3)進給變速沖動控制

與主軸變速原理一樣，變速時只需將變速盤往外拉，使進給齒輪松開，待轉動變速盤選擇好速度后，將變速盤向里推，在推進時，檔塊壓動位置開關SQ2，使X7常閉斷開（斷開自鎖回路)，X7常開閉合，Y1得電，KM2工作，進給電動機實現(xiàn)點動控制。(4)工作臺快速移動控制

按下快速點動按鈕SB3（或SB4)，X2（或X3)接通，M9得電，它的一個常開觸點接通進給控制電路，另一個則接通快速進給電磁離合器YC3，常閉觸點切斷正常進給電磁離合器YC2，讓工作臺實現(xiàn)快速進給。松開SB3（或SB4)，X2（或X3)斷開，M9失電，此時YC3失電，YC2得電，工作臺快速移動停止，仍按原方向作正常進給運動(5)圓工作臺的控制

當需要加工螺旋槽時，應將工件安裝在圓工作臺上，調整好銑刀和工件之間的位置，主軸電動機啟動后，將開關SA2扳到“接通”位置，X15常閉斷開（聯(lián)鎖保護)，X15常開閉合，Y得電，KM2工作，進給電動機通過相應傳動裝置拖動圓工作臺開始工作值得注意的是，當圓工作臺在運轉過程中，既不要求調速，也不要求反轉

5結束語

用PLC改造后的X62W銑床通過實際使用，生產(chǎn)效率得到了很大提高并能很好的保證其加工精度，自運行以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，完全滿足生產(chǎn)工藝的要求，對同類設備的技術 改造有較大的參考價值。參考文獻：

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第三篇：PLC在恒壓供水變頻調速控制系統(tǒng)中的應用

PLC在恒壓供水變頻調速控制系統(tǒng)中的應用

引言

恒壓供水系統(tǒng)對于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影響產(chǎn)品質量，嚴重時使產(chǎn)品報廢和設備損壞。又如當發(fā)生火警時，若供水壓力不足或無水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟和社會意義。

基于上述情況對某生活區(qū)供水系統(tǒng)進行了改造，采用plc作為中心控制單元，利用變頻器與pid相結合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調整供水系統(tǒng)的工作壓力，達到恒壓供水的目的，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)結構與工作原理

供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲水池及泵房組成，其中泵房裝有1#~3#共3臺150kw泵機。另外，還有多個電動閘閥或電動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)需要供水量每小時開2臺泵向管網(wǎng)充壓，供水量大時開3臺泵同時向管網(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，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用pid調節(jié)器進行控制，而應采用plc參與控制的方式來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)起調節(jié)作用。選擇frn160g7p-4變頻器實現(xiàn)電動機的調速運行，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)手動設定壓力信號與現(xiàn)場壓力傳感器的反饋信號經(jīng)plc的分析和計算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過pid運算后，plc將0~5v的模擬信號輸出到變頻器，用以調節(jié)電機的轉速以及進行電機的軟啟動;plc通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過i/o端口開關量的輸出驅動切換繼電器組，以此來協(xié)調投入工作的水泵電機臺數(shù)，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調整電機組中投入工作的電機臺數(shù)和控制電機組中一臺電機的變頻轉速，使動力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進而達到恒壓供水的目的。3 系統(tǒng)程序設計和plc的i/o分配

系統(tǒng)程序包括啟動子程序和運行子程序，其流程圖如圖2所示。運行子程序又包括模擬調節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機切換子程序(流程圖略)，電機切換子程序又包括加電機子程序和減電機子程序(程序設計略)。plc的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。

圖2 啟動程序流程圖

圖3 模擬調節(jié)流程圖 系統(tǒng)工作過程

加上啟動信號(x4)后，此信號被保持，當條件滿足時，(即x2為“1”)時，開始啟動程序，此時由plc控制1#電機變頻運行(此時y0、y6、y7亮)，同時定時器t0開始計時(10s)，若計時完畢x2仍亮，則關閉y0、y6，(y7仍亮，)t2延時1s。延時有兩方面的原因: 一是使開關充分熄弧，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，以重新啟動另一臺電機。延時完畢，則有1#機投入工頻運行，2#機投入變頻運行，此時y1、y2、y6、y7亮，同時定時器t1開始計時(10s)，若計時完畢x2仍未滅，則關閉y2、y6，(y1、y7仍亮，)t3延時1s，延時完畢，將2#機投入工頻運行，3#機投入變頻運行，(此時y1、y3、y4、y6、y7亮，)再次等待y7滅掉后，則整個啟動程序執(zhí)行完畢，轉入正常運行調節(jié)程序，此后啟動程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新啟動。在啟動過程中，無論幾臺電機處于運行狀態(tài)，x2一旦滅掉，則應視為啟動結束(y7滅掉)，轉入相應程序。綜合整個啟動過程，完成三臺電機的啟動最多需要22s的時間。

運行過程中，若模擬調節(jié)器節(jié)上、下限值均未達到(即x1、x2滅)，則此時變頻器處于模擬調節(jié)狀態(tài)(此時相應電機運行信號和y6亮)。

若達到模擬調節(jié)上限值(x1亮)，則定時器t4馬上開始定時(5s)，定時過程中監(jiān)控x1，若x1又滅掉，則關閉定時器，繼續(xù)摸擬調節(jié);若t4定時完畢，x1仍亮，則啟動一低速(y8亮)，進行多段速調節(jié)，同時定時器t5開始定時(3s)。定時完畢，若x1仍亮，則關閉此多段速，啟動一更低速(y9)，同時定時器t6定時(10s)。定時完畢，若x1仍亮，則關掉y9，此后x0很快會通，轉入切換動作程序。在此兩級多段速調節(jié)過程中，無論何時，若x0亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行切換動作，即轉入切換程序，同樣，若無論何時，x1滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節(jié)。

若達到模擬調節(jié)下限值(x2亮)，則定時器t7馬上開始定時(5s)，定時過程中監(jiān)控x2，若x2又滅掉，則關閉定時器，繼續(xù)摸擬調節(jié)，若t7定時完畢，x2仍亮，則啟動一高速(y7、y2)，進行多段速調節(jié)，同時定時器t8開始定時(3s)，定時完畢。若x2仍亮，則關閉此多段速，啟動一更高速(y8、y9)，同時定時器t9定時(10s)，定時完畢。若x2仍亮，則關掉y8、y9，此后x3很快會通，轉入加電機動作程序。在此兩級多段速調節(jié)過程中，無論何時，若x3亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行加電機動作，即轉入加電機程序。同樣，若無論何時，x2滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節(jié)。

電機切換程序分為電機切除程序和加電機程序兩部分。此程序動作的條件是:啟動結束后無論何時x0亮，一旦條件滿足，即由plc根據(jù)電動機的運行狀態(tài)來決定相應切換哪臺電機，切換時只能切換工頻運行電機。

若工作狀態(tài)是一臺變頻一臺工頻，則立即切除工頻電機，然后計數(shù)值減1，即完成此過程，再由調節(jié)程序運行，調節(jié)至滿足要求為止。

若3臺電機同時工作，則應由plc來決定切除哪臺工頻運行電機。切除依據(jù)是3臺電機對應計數(shù)器的大小，誰大切誰，切除掉一臺后，要由定時器定時(5s)等待，以便變頻器調節(jié)一段時間，防止連續(xù)切除動作。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。

加電機程序, 其動作程序是:啟動結束后無論何時x2亮, 一旦條件滿足, 立即關掉變頻運行電機和變頻器，延時一段時間后(原因同上), 將原變頻運行電機投入工頻運行，同時打開變頻器和將要啟動電機的變頻開關, 完成加電機。

同樣，若原有2臺電機工頻工作，則x2一亮，立即開始加另一臺電機(無延時)，(加電機依據(jù)是判斷計數(shù)值，誰小加誰)。但加電機完成以后，定時器要開始定時(5s)等待，讓變頻器調節(jié)一段時間，防止連續(xù)加電機動作。其過程分為:結束語

用變頻器來實現(xiàn)恒壓供水，與用調節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點是: 起動平穩(wěn),起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應;在鍋爐和其他燃燒重油的場合,恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對環(huán)境的污染。參考文獻

[1] 常斗南.電氣控制與plc應用.北京:機械工業(yè)出版社,2003 [2] fp1型可編程控制器c24/c40/c60操作手冊 [3] 變頻器說明手冊.富士電機有限公司

[4] 曾 毅.變頻調速控制系統(tǒng).濟南:山東科學技術出版社,2002 作者簡介

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

第四篇：PLC在工業(yè)全自動洗衣機控制系統(tǒng)中的應用畢業(yè)論文

XXX學校

Xx辦學點畢業(yè)論文

課題名稱：PLC在工業(yè)全自動洗衣機

控制系統(tǒng)中的應用

專 業(yè)：

班 級：

學 籍 號： 學生姓名：

導師姓名：

提交日期：

PLC在工業(yè)全自動洗衣機控制系統(tǒng)中的應用

(姓名)摘 要：隨著科學技術和生活水平的提高，洗衣機的洗滌水平也隨著科技的發(fā)展大大提高。PLC在運用中，硬件也相對簡單，提高控制系統(tǒng)的可靠性，另外它的編程語言也相對簡單。本文選擇三菱F1—20MR為核心部件，著重進行硬件接口設計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現(xiàn)了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的自動化。關鍵詞：全自動洗衣機；PLC；控制

一、工業(yè)全自動洗衣機的自動控制

目前洗衣機是一種耳熟能詳?shù)募矣秒娖?，隨著科技的進步和人們生活質量的提高，以及人們對精神文明的高度追求，所以目前市場上還是有很大的發(fā)展空間。不同材質的衣物越開越多，對洗衣機的要求也越來越高。智能控制洗衣機的動力系統(tǒng)是目前研究的方向，在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛運用的PLC，它是整體模塊，集中了驅動電路，檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代的全自動化洗衣機實現(xiàn)了洗衣機由進水、洗滌、排水、脫水、報警到停機的自動化過程。

1.進水和排水系統(tǒng)

全自動洗衣機的洗衣桶和脫水桶是以同一軸心安放的。脫水桶的周圍有許多小孔，使內桶和外桶的水流相通。全自動洗衣機的進水系統(tǒng)采用水位壓力開關和進水閥，由程序控制器調節(jié)。設有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗時，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。

全自動洗衣機水位開關一般有三檔水位控制,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能當進水閥注水，內桶水位增高到預選水位時，主電機導通，進水閥斷開，并開始洗衣。全自動洗衣機的排水系統(tǒng)由程序來控制排水電磁閥，牽引排水閥。

2.洗滌與脫水系統(tǒng)

全自動洗衣機主要是通過波輪對衣物的翻滾達到洗滌目的。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內壁上必需設計成凸形來增大摩擦力，達到滿意的洗滌效果，提高洗滌率。

洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤的正、反轉來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行甩干。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。洗衣房設備排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。

洗衣機具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置，包括洗衣機蓋板、洗衣機箱體，還包括控制開關，與控制脫水的開關聯(lián)動，使用戶在脫水時不能打開洗衣機蓋板，從而確保了洗衣機脫水時的操作安全。

3.箱體與支承系統(tǒng)

洗衣機外箱體是洗衣機的盔甲，很多洗衣機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，機身輕便，易于搬動。有的采用剛柔相濟的不銹鋼做內桶剛性，在于不銹鋼材質表面分子結構致密，空隙小，以達到抗菌，抑菌，耐腐蝕的作用。柔性，超級鏡面不銹鋼材料光滑柔細，即便是最嬌柔的面料也不會受到損傷。很多洗衣機內桶完全采用世界一流的不銹鋼材料制成，擁有 頂級的品質保證。全自動洗衣機一般采用輕觸式開關，全自動洗脫機 在按下開關后，字符旁邊的指示燈會亮。當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機型選擇

PLC是一種根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構動作。它主要有CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。通過對結構圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，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I/O，根據(jù)輸入，輸出口的總點數(shù)，考慮留有適當余量。

全自動洗衣機電氣控制系統(tǒng)包括微處理器、排水電磁鐵、電容器、門開關、按鍵開關、指示燈、中間繼電器，水位壓力開關、蜂鳴器及進水電磁閥等部件組成。通過微處理器，能自動完成進水，洗滌（漂洗）、排水、脫水、報警等全部程序，只需設計軟件就可以來達到預想控制的目的。

二、設計目的

1.了解和掌握全自動洗衣機的工作流程；

2.了解自動控制的工作原理及PLC在日常工作中的應用。

三、全自動洗衣機的設計要求

控制要求：整個洗滌過程分為進水、洗滌、放水、脫水四個部分，系統(tǒng)從進水環(huán)節(jié)開始到脫水環(huán)節(jié)結束共循環(huán)兩次。

（1）PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。

（2）按下啟動按鈕后，洗衣機開始進水。進水直到高（中、低）水位，水位開關由OFF變ON）。

（3）PLC停止進水，2秒后開始洗滌。

（4）洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒。

（5）如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水。

（6）排空后脫水30秒。

（7）開始清洗，重復（1）～（5），清洗兩遍。

（8）清洗完成，報警3秒并自動停機。

四、PLC控制系統(tǒng)工作原理及調試過程

1、初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S2置1，按下啟動按扭X1，狀態(tài)轉入S20，Y1得電啟動洗衣機，選擇水位（高、中、低）狀態(tài)轉入S21，Y2得電開始進水，達到選定水位后相應的水位檢測觸點接通，狀態(tài)轉入S22。

2、狀態(tài)轉入S22，T0定時2S，2S后T0的觸點接通，狀態(tài)轉入S23，Y3得電，洗衣機正轉，并用T1定時30S，30S后T1觸點接通，狀態(tài)轉入S24，T2開始定時2S，2S后其觸點接通，狀態(tài)轉入S25，Y4得電。

衣機反轉并用T3定時30S，30S后T3觸點接通，狀態(tài)轉入S26，此時用T4定時2S，C0計數(shù)5次，2S后T4觸點接通，當計數(shù)未達5次，C0的常閉繼續(xù)閉合狀態(tài)轉入S23，當計數(shù)達5次，C0的常閉斷開，常開閉合，狀態(tài)轉入S27。

3、狀態(tài)轉入S27后，Y5得電，開始排水，當水排空后，X6閉合狀態(tài)轉入S28，Y6得電，T5定時30S，C1計數(shù)2次，開始脫水，30S后T5觸點接通，此時當C1計數(shù)未達2次，則C1的常閉繼續(xù)閉合，狀態(tài)轉入S21，若C1計數(shù)達到2 次，則C1的常開就閉合，狀態(tài)轉入S29。

4、狀態(tài)轉入S29后，Y7得電，T6定時3S報警，3S后，T6觸點接通，狀態(tài)轉入S2.步進階梯結束，程序結束.五、結束語

PLC控制洗衣機洗滌程序有獨特程序。

首先，它是一個順序控制系統(tǒng)程序；

其次，洗滌、排水、脫水時間是由PLC內的計數(shù)器和定時器中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程序時間長短；

第三，通過改變PLC的型號，可以根據(jù)認物的質地、數(shù)量和臟污程度來實現(xiàn)標準洗、強洗、快洗的多功能；

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

第五，在設計過程中，可以方便的加入相應的配套裝置，如指示燈，蜂鳴器。通過衣裳的分析說明，可知全自動洗衣機的控制系統(tǒng)是有多種性的，各種最優(yōu)控制系統(tǒng)均可運用，但是必須考慮它的結構和成本。

參考文獻

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第五篇：PLC在恒壓供水變頻調速控制系統(tǒng)中的應用

引言

恒壓供水系統(tǒng)對于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水壓力不足或短時斷水，可能會影響產(chǎn)品質量，嚴重時使產(chǎn)品報廢和設備損壞。又如當發(fā)生火警時，若供水壓力不足或無水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟和社會意義。

基于上述情況對某生活區(qū)供水系統(tǒng)進行了改造，采用PLC作為中心控制單元，利用變頻器與PID相結合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調整供水系統(tǒng)的工作壓力，達到恒壓供水的目的，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)結構與工作原理

供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲水池及泵房組成，其中泵房裝有1#～3#共3臺150kW泵機。另外，還有多個電動閘閥或電動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)需要供水量每小時開2臺泵機向管網(wǎng)充壓，供水量大時，開3臺泵機同時向管網(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，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用PID調節(jié)器進行控制，而應采用PLC參與控制的方式來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)調節(jié)作用。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。變頻器選擇FRN1 60G7P-4實現(xiàn)電動機的調速運行。

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。控制核心單元PLC根據(jù)手動設定壓力信號與現(xiàn)場壓力傳感器的反饋信號經(jīng)PLC的分析和計算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過PID運算后，PLC將0～5V的模擬信號輸出到變頻器，用以調節(jié)電機的轉速以及進行電機的軟起動;PLC通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過I/O端口開關量的輸出驅動切換繼電器組，以此來協(xié)調投入工作的電機臺數(shù)，并完成電機的起停、變頻與工頻的切換。通過調整電機組中投入工作的電機臺數(shù)和控制電機組中一臺電機的變頻轉速，使動力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進而達到恒壓供水的目的。

圖1 恒壓供水系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)程序設計和PLC的I/O分配

系統(tǒng)程序包括起動子程序和運行子程序，其流程圖如圖2所示。運行子程序又包括模擬調節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機切換子程序(流程圖略)，電機切換子程序又包括加電機子程序和減電機子程序(程序設計略)。PLC的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。系統(tǒng)工作過程

加上起動信號(X4)后，此信號被保持，當條件滿足(即X2為“1”)時，開始起動程序，此時由PLC控制1# 電機變頻運行(此時Y0、Y6、Y7亮)，同時定時器T0開始計時(10s)，若計時完畢X2仍亮，則關閉Y0、Y6(Y7仍亮)，T2延時1s(延時是為了兩方面的原因:一是使開關充分熄弧，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，以重新起動另一臺電機)。延時完畢，則有1#機投入工頻運行，2#機投入變頻運行，此時Y1、Y2、Y6、Y7亮，同時定時器T1開始計時(10s)，若計時完畢X2仍未滅，則關閉Y2、Y6，(Y1、Y7仍亮，)T3延時1s，延時完畢，將2#機投入工頻運行，3#機投入變頻運行，(此時Y1、Y3、Y4、Y6、Y7亮，)再次等待Y7滅掉后，則整個起動程序執(zhí)行完畢，轉入正常運行調節(jié)程序，此后起動程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新起動。在起動過程中，無論幾臺電機處于運行狀態(tài)，X2一旦滅掉，則應視為起動結束(Y7滅掉)，轉入相應程序。綜合整個起動過程，完成3臺電機的起動最多需要22s的時間。

運行過程中，若模擬調節(jié)器節(jié)上、下限值均未達到(即X1、X2滅)，則此時變頻器處于模擬調節(jié)狀態(tài)(此時相應電機運行信號和Y6亮)。若達到模擬調節(jié)上限值(X1亮)，則定時器T4馬上開始定時(5s)。定時過程中監(jiān)控X1，若X1又滅掉，則關閉定時器，繼續(xù)摸擬調節(jié);若T4定時完畢，X1仍亮，則起動一低速(Y8亮)，進行多段速調節(jié)，同時定時器T5開始定時(3s)，定時完畢。若X1仍亮，則關閉此多段速，起動一更低速(Y9)，同時定時器T6定時(10s)。定時完畢，若X1仍亮，則關掉Y9，此后X0很快會通，轉入切換動作程序。在此兩級多段速調節(jié)過程中，無論何時，若X0亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行切換動作，即轉入切換程序。同樣，若無論何時，X1滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節(jié)。

若達到模擬調節(jié)下限值(X2亮)，則定時器T7馬上開始定時(5s)，定時過程中監(jiān)控X2，若X2又滅掉，則關閉定時器，繼續(xù)摸擬調節(jié)，若T7定時完畢，X2仍亮，則起動一高速(Y7、Y2)，進行多段速調節(jié)，同時定時器T8開始定時(3s)，定時完畢。若X2仍亮，則關閉此多段速，起動一更高速(Y8、Y9)，同時定時器T9定時(10s)，定時完畢。若X2仍亮，則關掉Y8、Y9，此后X3很快會通，轉入加電機動作程序。在此兩級多段速調節(jié)過程中，無論何時，若X3亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行加電機動作，即轉入加電機程序。同樣，若無論何時，X2滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節(jié)。

電機切換程序分為電機切除程序和加電機程序兩部分。此程序動作的條件是:起動結束后無論何時X0亮，一旦條件滿足，即由PLC根據(jù)電動機的運行狀態(tài)來決定相應切換哪臺電機，切換時只能切換工頻運行電機。

若工作狀態(tài)是1臺變頻1臺工頻，則立即切除工頻電機，然后計數(shù)值減1，即完成此過程，再由調節(jié)程序運行，調節(jié)至滿足要求為止。

若3臺電機同時工作，則應由PLC來決定切除哪臺工頻運行電機。切除依據(jù)是3臺電機對應計數(shù)器的大小，誰大切誰，切除掉一臺后，要由定時器定時(5s)等待，以便變頻器調節(jié)一段時間，防止連續(xù)切除動作。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運行時模擬調節(jié)子程序流程圖加電機程序，其動作程序是:起動結束后無論何時X2亮，一旦條件滿足，立即關掉變頻運行電機和變頻器，延時一段時間后(原因同上)，將原變頻運行電機投入工頻運行，同時打開變頻器和將要起動電機的變頻開關，完成加電機。

同樣，若原有2臺電機工頻工作，則X2一亮，立即開始加另一臺電機(無延時)，(加電機依據(jù)是判斷計數(shù)值，誰小加誰)但加電機完成以后，定時器要開始定時(5s)等待，讓變頻器調節(jié)一段時間，防止連續(xù)加電機動作。其過程分為:1# → 2#、1# → 3#、2# → 3#、2# → 1#、3# → 2#、3# → 1#。結束語

用變頻調速來實現(xiàn)恒壓供水，與用調節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點是:起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應;在鍋爐和其他燃燒重油的場合，恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對環(huán)境的污染。

參考文獻

[1] FP1型可編程控制器C24/C40/C60操作手冊[Z].[2] 變頻器說明手冊[Z].富士電機有限公司.[3] 曾毅等.變頻調速控制系統(tǒng)的設計與維護[M].濟南:山東科學技術出版社,2000.[4] 陳國呈.PWM變頻調速技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2001。

作者簡介

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