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1、基于PLC自動配料運輸機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計 第一章 三菱FX2N系列可編程控制器簡介 13 1.1 FX2N系列PLC的結(jié)構(gòu)特點 13 1.2 FX2N系列PLC的基本組成 14 1.3 FX2N系列可編程控制器內(nèi)部元件及功能 14 第二章 應(yīng)用PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計 19 2.1選題依據(jù) 19 2.2方案研究與選擇 19 2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制要求 21 第三章 系統(tǒng)的總體設(shè)計 24 3.1 PLC機(jī)型的選擇及外部接線圖 24 3.2 I/O設(shè)備及I/O編號的分配 24 3.3順序功能圖的設(shè)計 25 3.4梯形圖的設(shè)計及程序分析 26 參考文獻(xiàn) 32 附　錄 3

2、3 第一章 三菱FX2N系列可編程控制器簡介 1.2 FX2N系列PLC的基本組成 FX2N系列PLC由基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊及特殊功能單元構(gòu)成。僅用基本單元或?qū)⑸鲜龈鞣N產(chǎn)品組合起來使用均可。 基本單元包括CPU、存儲器、輸入輸出口及電源，是PLC的主要部分。擴(kuò)展單元時用于增加I/O點數(shù)及改變I/O比列，內(nèi)部無電源，由基本單元或擴(kuò)展單元供電。因擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊無CPU，因此必須與基本單元一起使用。特殊功能單元是一些專門用途的裝置，如位置控制模塊、模擬量控制模塊、計算機(jī)通訊模塊等等[8]。 1.3 FX2N系列可編程控制器內(nèi)部元件及功能 FX系列產(chǎn)

3、品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數(shù)器等，但它們與真實元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)取? 1. 輸入繼電器（X） PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接

4、受信號的窗口，PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號與接線端子編號一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000 ～ X007，X010 ～X017，X020 ～X027 。它們一般位于機(jī)器的上端。 2. 輸出繼電器（Y） PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點供內(nèi)部程序使用。

5、輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數(shù)不限。輸出電路的時間常數(shù)是固定的。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000 ～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027。它們一般位于機(jī)器的下端。 3. 輔助繼電器（M） PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點驅(qū)動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實現(xiàn)。如下圖2-1中的M300，它只起到一個自鎖的功能。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500點輔助繼電器，其地址

6、號按十進(jìn)制編號。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。 圖2-1 斷電保持功能 4. 狀態(tài)器（S） 狀態(tài)器S與步進(jìn)梯形圖指令STL一起使用，用于順序控制的程序編程。當(dāng)不對S使用STL指令時，其作用相當(dāng)于普通輔助繼電器M。 無斷電保持功能的通用狀態(tài)器為S0～499，共500點。其中，S0～S9用于順序功能圖的初始狀態(tài)；S10～S19用于自動回原點程序的順序功能圖；S20～S499為通用狀態(tài)器。有斷電保持功能的通用狀態(tài)器為S500～S899，共400點。狀態(tài)器S900～S999用于外部故障診斷的輸出（又稱為報警器）。 5. 定時器（T

7、） 在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。 定時器通道范圍如下： 100 ms定時器T0～T199， 共200點，設(shè)定值：0.1～ 3276.7秒； 10 ms定時器T200～TT245，共46點，設(shè)定值：0.01～327.67秒； 1 ms積算定時器 T245～T249，共4點，設(shè)定值：0.00

8、1～32.767秒； 100 ms積算定時器T250～T255，共6點，設(shè)定值：0.1～3276.7秒； 定時器指令符號及應(yīng)用如下圖2-2所示： 圖2-2 通用定時器 當(dāng)定時器線圈T200的驅(qū)動輸入X000接通時，T200的當(dāng)前值計數(shù)器對10 ms的時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值K123相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅(qū)動線圈后的1.23秒（10123ms = 1.23s）時才動作，當(dāng)T200觸點吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入X000斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。 每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；

9、斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累積值。 如果是積算定時器，它的符號接線如下圖2-3所示： 圖2-3 積算定時器 定時器線圈T250的驅(qū)動輸入X001接通時，T250的當(dāng)前值計數(shù)器對100 ms的時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定值K345相等時，定時器的輸出觸點動作。在計數(shù)過程中，即使輸入X001在接通或復(fù)電時，計數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，其累積時間為34.5s（100 ms345=34.5s）時觸點動作。當(dāng)復(fù)位輸入X002接通 ，定時器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。 6. 計數(shù)器（C） FX2N中的16位增計

10、數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計數(shù)器，它是在計數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，一個用于計數(shù)。每一個計數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值1，當(dāng)現(xiàn)時值減到零時停止計數(shù)，同時觸點閉合。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計數(shù)狀態(tài)。 其設(shè)定值在K1～K32767范圍內(nèi)有效。 設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計數(shù)時，其輸出觸點就動作。 通用計數(shù)器的通道號：C0 ～C99，共100點。 保持用計數(shù)器的通道號：C100～C199，共100點。 通用與掉電保持用的計數(shù)器點數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。 舉個例子，如圖2-4所示： 圖2-4 計時器工作

11、過程 由計數(shù)輸入X011每次驅(qū)動C0線圈時，計數(shù)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)?shù)?0次執(zhí)行線圈指令時，計數(shù)器C0的輸出觸點即動作。之后即使計數(shù)器輸入X011再動作，計數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。 當(dāng)復(fù)位輸入X010接通（ON）時，執(zhí)行RST指令，計數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出接點也復(fù)位。 應(yīng)注意的是，計數(shù)器C100～C199，即使發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。 7. 數(shù)據(jù)寄存器（D） 數(shù)據(jù)寄存器是計算機(jī)必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個數(shù)據(jù)寄存器都是16bit（最高位為正、負(fù)符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32 bit數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號位）。

12、(1) 通用數(shù)據(jù)寄存器D 通道分配 D 0～D199，共200點。 只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是，由RUN→STOP時，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。 (2) 停電保持用寄存器 通道分配 D200～D511，共312點，或D200～D999，共800點（由機(jī)器的具體型號定）。 基本上同通用數(shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC運行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺PLC作點對的通信時， D490～D509被用作通信操作。 (3) 特殊功能寄存器 通道分配D8000～D82

13、55（共256點）。它用來監(jiān)控可編程控制器的運行狀態(tài)，如電池電壓、掃描時間、正在動作的狀態(tài)的編號等，其在電源接通時被清零，隨后被系統(tǒng)程序?qū)懭氤跏贾礫6]。 第二章 應(yīng)用PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計 2.1 選題依據(jù) 可編程邏輯控制器( PLC)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制設(shè)備。它集自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為一體, 是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場設(shè)備。目前, PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場, 為各種自動化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂茟?yīng)用。主要原因在它能為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案, 適合當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需

14、要。由于控制對象的復(fù)雜性, 使用環(huán)境的特殊性和運行的長期連續(xù)性, 使PLC在設(shè)計上有自己明顯的特點: 可靠性高, 適應(yīng)性廣, 具有通信功能, 編程方便, 結(jié)構(gòu)模塊化。在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中, PLC已成為一種重要的基本控制單元, 在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛[6]。 本文主要在原有混液裝置系統(tǒng)上的改進(jìn)，結(jié)合皮帶運輸機(jī)控制系統(tǒng)，構(gòu)造出新的控制系統(tǒng)，即自動配料皮帶運輸機(jī)控制系統(tǒng)，采用三菱公司FX2N系列PLC來實現(xiàn)自動配料皮帶運輸機(jī)系統(tǒng)的控制，該系統(tǒng)能夠提供均勻、無雜色、無結(jié)塊、品質(zhì)均一的干混料，同時可運送散狀物料，現(xiàn)場安裝和維修都很方便，理檢查時也一目了然，且能適應(yīng)高溫度、高粉塵、有沖擊和

15、連續(xù)振動的工作條件, 不受惡劣環(huán)境的影響。該系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用空間，被廣泛應(yīng)用在煤炭、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食、煙草、食品及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。 2.2 方案研究與選擇 本次設(shè)計主要是圍繞液體混料裝置及皮帶運輸機(jī)方面的研究，綜合運用其控制功能。 1. 皮帶運輸機(jī)的控制系統(tǒng) 在建材、化工、食品、機(jī)械、鋼鐵、冶金、煤礦等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用皮帶運輸機(jī)運送原料或物品。 圖3-1為某原料皮帶運輸機(jī)的示意圖。原料從料斗經(jīng)過PD-1、PD-2兩臺皮帶運輸機(jī)送出。從料斗向PD-2供料由電磁閥YV控制，PD-1和PD-2分別由電動機(jī)M1和M2驅(qū)動。該控制系統(tǒng)主要考慮的是傳送帶的啟動和停止。在啟動

16、時，對其進(jìn)行一些要求：為了避免在前段皮帶上造成物料堆積，要求逆物料方向按一定的流動方向按一定的時間間隔順序啟動。同樣，在停止時，為了使運輸皮帶上不殘留物料，要求順物料流動方向按一定時間間隔順序停止[5]。 圖3-1 原料皮帶運輸機(jī)控制示意圖 2. 物料混合裝置控制系統(tǒng) 圖3-2為水泥、糧食、煙草、食品等輕工業(yè)生產(chǎn)線的混料裝置，閥A、B、C為電磁閥，用于控制管路。線圈通電時，打開管路；線圈斷電后，關(guān)閉管路。高、中、低三個料位傳感器被淹沒時為ON。 系統(tǒng)初始狀態(tài)為電動機(jī)停止，所有閥門關(guān)閉，裝置內(nèi)沒有物料，高、中、低三個傳感器處于OFF狀態(tài)。 控制要求為按下啟動按鈕后，打開A閥，物料A

17、流入；當(dāng)中傳感器被淹變?yōu)镺N時，A閥關(guān)閉，B閥打開，B物料流入容器；當(dāng)高位傳感器被淹沒變?yōu)镺N時， 圖3-2 物料混合裝置系統(tǒng)示意圖 B閥關(guān)閉，攪拌電機(jī)開始運行，開始攪動物料，8s后停止攪拌，打開C閥放出均 勻的混合物料；當(dāng)料位下降到露出低位傳感器（傳感器有ON變?yōu)镺FF）時，開始計時，3s后關(guān)閉C閥（以確保容器放空）系統(tǒng)回到初始狀態(tài)，系統(tǒng)運行完一個完整的周期。此時，系統(tǒng)應(yīng)檢測在剛過的運行周期里是否發(fā)出了停止信號，如果已發(fā)出，則系統(tǒng)停止在初始狀態(tài)等待下一次啟動信號，否則系統(tǒng)繼續(xù)運行。也就是說，按下此類系統(tǒng)的停止要求不應(yīng)馬上停止。而應(yīng)該等回到初始狀態(tài)運行完這個周期再停止。這生產(chǎn)工藝所必

18、須要求的[11]。 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制要求 根據(jù)皮帶運輸機(jī)控制及混液裝置系統(tǒng)的工控原理，從中提取一部分元件，綜合運用，構(gòu)造出新的PLC控制系統(tǒng)，即自動配料皮帶運輸機(jī)控制系統(tǒng)。 1. 系統(tǒng)的基本構(gòu)成 (1) 自動配料系統(tǒng) 由一個混料容器，三個料位傳感器，進(jìn)料閥A，進(jìn)料閥B及放料閥C，一臺攪拌電機(jī)組成。 (2) 皮帶傳送系統(tǒng) 包括3條個傳送帶PD-1、PD-2、PD-3，傳送帶均由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，共使用了3臺步進(jìn)電機(jī)。 (3) 控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)的全部控制功能由一臺三菱FX2N-16MR型可編程控制器實現(xiàn)，用于控制進(jìn)料、攪拌、放料、皮帶運轉(zhuǎn)、停止等工作過程。 2. 系統(tǒng)

19、的工作原理 圖3-3為自動配料皮帶運輸機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計原理圖，SL1、SL2、SL3、分別為高、中、低料位傳感器，料位淹沒時接通，物料A、B有進(jìn)料電磁閥Y4、Y5控制、混料由出料電磁閥Y6控制，M0為攪拌電機(jī)，三條傳送帶PD-1、PD-2、PD-3分別由接觸器M1、M2、M3控制。 控制要求如下： (1) 初始狀態(tài) 自動配料混合裝置處于OFF狀態(tài)，攪拌電動機(jī)停止，所以閥門關(guān)閉，裝置內(nèi)沒有物料，上、中、下三個液位傳感器處于OFF狀態(tài)；皮帶運輸機(jī)由電動機(jī)控制，現(xiàn)處于停止?fàn)顟B(tài)。 (2) 啟動操作 圖3-3 動配料皮帶運輸機(jī)控制系統(tǒng)原理圖 按下啟動按鈕SB1，裝置開始按以下規(guī)律運行： a.

20、 物料A電磁閥打開，物料A流入容器。當(dāng)料位到達(dá)中料位傳感器SL2時，SL2接通，關(guān)閉物料A電磁閥，打開物料B電磁閥，物料B開始流入容器。 b. 當(dāng)容器料位到達(dá)高料位傳感器SL1時，SL1接通，關(guān)閉物料B電磁閥，攪拌電機(jī)M0啟動，開始攪勻物料。 c. 攪拌電機(jī)工作8s后停止攪動，在開啟放料電磁閥C之前，為了避免在前段傳送帶上造成物料堆積，依次間隔2s啟動傳送帶電動機(jī)M3、M2、M1，分別帶動傳送帶PD-3、PD-2、PD-1運轉(zhuǎn)。 d. 當(dāng)皮帶PD-1運轉(zhuǎn)起來2s后，放料電磁閥C打開，開始放出混合物料。 e. 當(dāng)容器料位下降到低料位傳感器SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，開始計時，3s后關(guān)

21、閉放料電磁閥C。 f. 在關(guān)閉放料電磁閥C的同時，為了使傳送帶上不殘留物料，依次間隔2s停止傳動帶M1、M2、M3電動機(jī)，傳送帶PD-1、PD-2、PD-3停止運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)開始執(zhí)行下一個循環(huán)周期。 (3) 停止操作 按下停止按鈕SB2后，在當(dāng)前的混合、放料、輸送操作處理完畢后，才停止運行（停在初始狀態(tài)上） 第三章 系統(tǒng)的總體設(shè)計 3.1 PLC機(jī)型的選擇及外部接線圖 圖4-1 自動配料皮帶運輸機(jī)PLC外部接線圖 根據(jù)對自動配料皮帶運輸機(jī)控制要求的分析，可確定輸入信號由啟動、停止按鈕SB1、SB2，物料傳感器SL1、SL2、SL3共計5點輸入；輸出信號為攪拌

22、電機(jī)接觸器M0、傳動帶接觸器M1、傳送帶接觸器M2、傳送帶接觸器M3，進(jìn)料電磁閥A、進(jìn)料電磁閥B、放料電磁閥C，共計7點。 綜合上述分析系統(tǒng)要求，考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)型和技術(shù)指標(biāo)，可選用三菱公司的FX2N系列PLC，機(jī)型為FX2N-16MR。 該機(jī)基本單元有有8個開關(guān)量輸入點，8個開關(guān)量輸出點，能夠滿足系統(tǒng)控制要求。 據(jù)此可作出自動配料皮帶運輸機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出分配，如外部接線圖4-1所示。 3.2 I/O設(shè)備及I/O編號的分配 如表4-1所示為控制系統(tǒng)的I/0分配表。 表4-1 PLC的I/O分配表 輸入設(shè)備 輸入點編號 輸出設(shè)備 輸出點編號 啟動按鈕SB1

23、 X0 攪拌電機(jī)接觸器M0 Y0 停止按鈕SB2 X1 傳送帶接觸器M1 Y1 高料位傳感器SL1 X2 傳送帶接觸器M2 Y2 中料位傳感器SL2 X3 傳送帶接觸器M3 Y3 低料位傳感器SL3 X4 進(jìn)料電磁閥A Y4 進(jìn)料電磁閥B Y5 放料電磁閥C Y6 3.3 順序功能圖的設(shè)計 由題目給出的控制要求，可以把順序功能圖劃分為12步，連同初始步共13 步。每一步驅(qū)動相關(guān)的負(fù)載，設(shè)計思路同STL順序功能圖一樣，圖4-2給出了用 M代表步的順序功能圖。需要注意的是M7步的轉(zhuǎn)換條件是料位露出下傳感器，也就是X4由O

24、N變?yōu)镺FF，所以轉(zhuǎn)換條件應(yīng)該是X4，下面是與順序功能圖對應(yīng)的梯形圖4-3。 圖中X0為啟動信號，X1為停止信號，如果啟保停輔助繼電器M20為ON，M0為ON后能馬上狀態(tài)轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)繼續(xù)工作；如果M20為OFF，M0為ON后不能轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)停在初始步。編寫梯形圖時，必須把所有能夠使M為ON的條件全部考慮到，比如M0電路，M20為活動步情況下，T8為ON將會使M0為ON，所以將M12、T8的常開觸點串聯(lián)作為M0的啟動電路?？删幊坛炭刂破鏖_始運行時應(yīng)將M0置ON，否則系統(tǒng)無法正常運行，故將M20的常開觸點與上述的電路并聯(lián)，并聯(lián)后還應(yīng)并聯(lián)上M0的自保觸點。M0后續(xù)步M1為ON應(yīng)將M0線圈斷開，所以后續(xù)

25、步M1的常閉觸點與M0的線圈串聯(lián)。對于傳動帶的啟動，為了避免在前段運輸皮帶上造成物料堆積，要求逆物料流動方向按一定時間間隔順序啟動PD-3、PD-2、PD-1，停止時，為了使運輸皮帶上不殘留物料，要求順物料流動方向按一定時間間隔順序啟動PD-1、PD-2、PD-3，M7、M8兩步都驅(qū)動負(fù)載Y6，為避免雙線圈輸出，用M7、M8的常開觸點并聯(lián)集中驅(qū)動Y2。具體的程序分析過程見4.4節(jié)。 以M為編程軟件的順序功能圖和S為編程軟件的順序功能圖一樣，一般情 圖4-2 自動配料皮帶運輸機(jī)的順序功能圖 況下，每一步為ON時都要驅(qū)動一定得負(fù)載，條件不滿足活動步不轉(zhuǎn)移。在狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中，相鄰兩步的狀態(tài)

26、同時為ON一個周期，對那些不能同時接通的外部負(fù)載（如正反接觸器），為了保證安全，必須在外部設(shè)置硬件互鎖。 3.4 梯形圖的設(shè)計及過程分析 該控制系統(tǒng)的梯形圖程序如圖4-3所示。 1. 采用基本邏輯指令編程 根據(jù)控制要求編寫的梯形圖如圖所示，下面分析其工作過程： (1) 初始狀態(tài) 當(dāng)系統(tǒng)投入運行時，自動配料裝置處于OFF狀態(tài)，攪拌電動機(jī)停止，所以閥門關(guān)閉，裝置內(nèi)沒有物料，上、中、下三個料位傳感器處于OFF狀態(tài)；皮帶運輸機(jī)由電動機(jī)控制，現(xiàn)處于停止?fàn)顟B(tài)； (2) 啟動操作 按下啟動按鈕X0，M20接通并自保，同時使并聯(lián)在第2行及串聯(lián)在第3行的M20動合觸點閉合，此時M0接通并

27、自保，第3行串聯(lián)的動合觸點M0接通（為開啟進(jìn)料電磁閥A做準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第12行的M0動斷觸點斷開（切斷執(zhí)行皮帶停止運轉(zhuǎn)系統(tǒng)），同時M1接通并自保，使串聯(lián)在第4行的M1動合觸點閉合（為開啟進(jìn)料電磁閥B做準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第2行的M1動斷觸點斷開（切斷初始步系統(tǒng)），同時時Y4接通，物料A電磁閥打開，物料流入容器。 a. 料位上升到中料位 當(dāng)料位上升到中料位時，X3動作，M2接通并自保，使串聯(lián)在第5行的M2 圖4-3 自動配料皮帶運輸機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖 動合觸點閉合（為攪拌啟動作準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第3行的M2動斷觸點斷開（切斷進(jìn)料A系統(tǒng)），同時Y5接通，進(jìn)料電磁閥B開啟，物料B流入容器。 b.

28、料位上升到高料位 當(dāng)料位上升到高料位時，X2動作，M3接通并自保，使串聯(lián)在第6行的M3動合觸點閉合（為皮帶3啟動做準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第4行的M3動斷觸點斷開（切斷進(jìn)料B系統(tǒng)），同時Y0接通，攪拌電機(jī)運轉(zhuǎn)，T0接通開始計時。 c. 依次間隔啟動傳送帶M3、M2、M1電動機(jī) 當(dāng)定時器T0計時8s過后，串聯(lián)在第6行定時器T0的動合觸點閉合， M4接通并自保，使串聯(lián)在第7行的M4動合觸點閉合（為皮帶2啟動作準(zhǔn)備）及串聯(lián)在第5行的M4動斷觸點斷開（切斷攪拌物料系統(tǒng)），同時Y3接通，皮帶PD-3開始運轉(zhuǎn)，定時器T1接通開始計時，2s過后，串聯(lián)在第7行的定時器T1的動合觸點閉合，M5接通并自保，使串聯(lián)在第

29、8行的M5動合觸點閉合（為皮帶PD-1啟動作準(zhǔn)備），同時Y2接通，皮帶PD-2開始運轉(zhuǎn)，定時器T2接通開始計時，2s過后，串聯(lián)在第8行的定時器T2的動合觸點閉合，M6接通并自保，使串聯(lián)在第9行M6的動合觸點閉合（為開啟放料閥作準(zhǔn)備），同時Y1接通，皮帶PD-1開始運轉(zhuǎn)，定時器T3接通開始計時。 d. 放料電磁閥開啟 當(dāng)定時器T3計時2s過后，串聯(lián)在第9行的定時器T3動合觸點閉合，M7接通并自保，使串聯(lián)在第10行的M7動合觸點閉合（為清空容器作準(zhǔn)備），同時Y6接通開始放料。 e. 料位下降到低料位 當(dāng)料位下降到低料位時，X4動作，M8接通并自保，使串聯(lián)在第9行M8動斷觸點斷開（暫時切斷放

30、料系統(tǒng)）及第12行的M8動合觸點閉合（為關(guān)閉放料電磁閥作準(zhǔn)備），同時Y6接通繼續(xù)放料，定時器T4接通開始計時。 f. 關(guān)閉放料電磁閥 當(dāng)定時器T4計時3s過后，T4動合觸點閉合，M9接通并自保，使串聯(lián)在第10行的M9動斷觸點閉斷開（切斷放料系統(tǒng)），同時定時器T5開始計時。 g. 依次間隔停止三條傳送帶M1、M2、M3電機(jī) 當(dāng)定時器T5計時2s過后，串聯(lián)在第13行的定時器T5動合觸點閉合，M10接通，使串聯(lián)在第8行的M10動斷觸點斷開，M6、Y1、T3斷電，所有的觸點復(fù)位，皮帶PD-1停止運轉(zhuǎn)，同時定時器T6接通開始計時，2s過后，串聯(lián)在第14行的M11接通，使串聯(lián)在第7行的M11動斷觸

31、點斷開，M5、Y2、T2斷電，所有的觸點復(fù)位，皮帶PD-2停止運轉(zhuǎn)，同時定時器T7開始計時，2s過后，串聯(lián)在第15行的M12接通，使串聯(lián)在第6行的M12動斷觸點斷開，M4、Y3、T1斷電，所有的觸點復(fù)位，皮帶PD-3停止運轉(zhuǎn)，同時串聯(lián)在第2行的M12動合觸點閉合（為下一次循環(huán)作準(zhǔn)備）及定時器T8接通開始計時，2s過后，串聯(lián)在第2行的定時器T8動合觸點閉合，準(zhǔn)備執(zhí)行下一次循環(huán)周期。 (3) 停止操作 按下停止按鈕X1，M20斷電，并聯(lián)在第2行及串聯(lián)在第3行的M20動合觸點復(fù)位，即停止循環(huán)，若系統(tǒng)正在運行過程中，按下此類系統(tǒng)的停止按鈕X1，其不應(yīng)該立即停止，而應(yīng)該等到等到回到初始狀態(tài)運行完這個

32、周期再停止。這是生產(chǎn)工藝所必須要求的。 2. 根據(jù)圖4-3的梯形圖程序編制的語句表 （見附錄） 參考文獻(xiàn) [1] 陳立定. 電氣控制與可編程序控制器原理及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005. 198~201 [2] 黃凈. 電氣控制與可編程序控制器. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005. 156~157 [3] 方承遠(yuǎn). 工廠電氣控制技術(shù). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006. 189~192 [4] 范永勝, 王岷. 電氣控制與PLC應(yīng)用. 北京: 中國電力出版社, 2007. 130~138 [5] 楊長能, 林小峰. 可編程序控制器（PC）與實驗指導(dǎo). 重慶大學(xué)

33、出版社, 1997. 301~305 [6] 何衍慶. 可編程控制器原理及應(yīng)用技巧. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1998. 251~252 [7] 張萬忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001. 151~156 [8] 史國生. 電氣控制與可編程控制器技術(shù). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001. 94~95 [9] 廖常初. PLC編程及應(yīng)用. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2001 162~173 [10] 路林吉, 江龍康. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2001. 155~157 [11] 江秀漢, 湯楠. 可編程控制器原理及應(yīng)用.

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35、 M12 46 ANI M10 5 AND T8 47 OUT M6 6 OR M20 48 OUT Y1 7 OR M0 49 OUT T3 8 ANI M1 SP K20 9 OUT M0 50 LD M6 10 LD M0 51 AND T3 11 AND M20 52 OR M7 12 OR M1 53 ANI M8 13 ANI M2 54 OUT M7 14 OUT M1 55 LD M7 15 OUT Y4 56 ANI X4 16 L

36、D M1 57 OR M8 17 AND X3 58 ANI M9 18 OR M2 59 OUT M8 19 ANI M3 60 OUT T4 20 OUT M2 SP K30 21 OUT Y5 61 LD M7 22 LD M2 62 OR M8 23 AND X2 63 OUT Y6 24 OR M3 64 LD M8 25 ANI M4 65 AND T4 26 OUT M3 66 OR M9 27 OUT Y0 67 ANI M0 28

37、OUT T0 68 OUT M9 SP K80 69 OUT T5 29 LD M3 SP K20 30 AND T0 70 LD T5 31 OR M4 71 OUT M10 32 ANI M12 72 OUT T6 33 OUT M4 SP K20 34 OUT Y3 73 LD T6 35 OUT T1 74 OUT M11 SP K20 75 OUT T7 36 LD M4 SP K20 37 AND T1 76 LD T7 38 OR M5 77 OUT M12 39 ANI M11 78 OUT T8 40 OUT M5 SP K20 41 OUT Y2 79 END 42 OUT T2 17