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本科生毕业设计说明书(毕业论文)

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书(毕业论文)

题目:工业无线遥控系统在桥式起重

机上的应用

学生姓名:

学号:

专业:自动化

班级

指导教师:

工业无线遥控系统在桥式起重机上的应用

摘要

当前,各工业部门的企业中有成千上万名起重机司机在工作。司机在起重机操纵室内工作时,往往要遭受到高温、有害气体和含尘介质以及振动等各种环境。甚至在必需的工艺停车时间内,司机也很少离开操纵室。所以应用起重机遥控系统就可解决这一系列的问题。

采用无线遥控方式来控制起重机,将起重机司机从高空移至地面,可直接与检修人员联系共同操纵起重机,从而提高了吊装的精确性和安全性[1]。起重机的遥控改造的难点在于接口电路的设计,必须保证遥控改造后原起重机室控功能保持不变,且遥控器控制线路与原起重机控制线路之间要有可靠的连锁保护,使其具有双重控制功能的起重机。改造时还必须要避免因高温、高粉尘和强电磁干扰等工业环境因素对遥控控制系统造成的影响等。

本课题通过对桥式起重机电器原理的研究和分析,从起重机的各部分结构和功能出发,设计出一种应用FST 722 M3 Spectrum1型遥控器和西门子S7-200 PLC的改造方案,根据以上的设计思路本文详细地介绍了接口电路改造的方案详图。

关键词:桥式起重机;工业遥控;PLC;接口电路

The Application of Industrial Wireless Remote Control System on

Bridge-type Crane

Abstract

At present, the industry department of every enterprise have more than thousands of crane driver are working. When the drivers working in the crane cab they have to bear a lot of bad environmental problems,such as, high temperature, harmful gases, dust medium and vibration. Even in the necessary halt period, they seldom leave the crane cab. Then the application of remote control system can solve a series of problems.

The wireless remote control system can work with maintenance people to operate crane on the ground which will improve the working accuracy and safety. The point of revising this remote control system is a design for Interface circuit. It has to make sure the function of crane cab the same as before and the remote control lines have a reliable chain protection with original crane control lines. Make the two control method can make the crane dual control system. When do this revising, we should also find a way to avoid many influences from industry environment, such as, high temperature, high dust and strong electromagnetic interference.

This thesis based on the studying and analyzing of bridge style crane electric theory, together with the structure and function of crane make out one revising plan which can apply to FST 722 M3 Spectrum1 remote controller and Siemens S7-200 PLC. Depending on above thinking, this thesis will give the detailed drawing of revising Interface circuit. Key words: bridge crane;industrial remote control;PLC;Interface circuit

目录

摘要..........................................................................................................................I Abstract ....................................................................................................................... II 第一章引言 . (1)

1.1 研究背景 (1)

1.2 国内外起重机的特点和发展趋势 (2)

1.2.1 国外起重机的特点和发展趋势 (2)

1.2.2 国内起重机的特点和发展趋势 (3)

1.3 本课题的研究意义及主要内容 (6)

1.3.1 课题研究的意义 (6)

1.3.2 本课题研究的主要内容 (6)

1.4 论文结构 (6)

第二章PLC(可编程逻辑控制器) (8)

2.1 PLC的基本概念 (8)

2.2 PLC的基本结构 (8)

2.3 PLC的工作原理 (9)

2.4 PLC的的分类 (10)

2.5 西门子S7系列PLC (12)

2.5.1 S7-200系列的发展历史 (12)

2.5.2 系统的基本构成及型号 (12)

2.5.3 S7-200的供电电压及其地址分配 (13)

2.5.4 PLC硬件选型以及需注意的问题 (13)

第三章无线遥控技术 (15)

3.1 无线遥控技术概述 (15)

3.1.1 无线遥控的历史 (15)

3.1.2 工业遥控器 (16)

3.2 无线遥控的分类 (17)

3.3 无线电遥控的工作原理 (17)

3.4 无线遥控的应用 (18)

3.5 德国HBC的FST系列无线电遥控器 (19)

3.5.1 FST系列无线电遥控器 (19)

3.5.2 DECT(跳频)技术 (20)

3.5.3 FST系列无线电遥控器的控制模式 (21)

3.5.4 FST系列无线电遥控器的选型 (22)

第四章75/20t桥式起重机的遥控改造 (24)

4.1 桥式起重机系统简介及起重机基本数据 (24)

4.1.1 桥式起重机的主要结构及运动形式 (24)

4.1.2 桥式起重机的基本参数 (24)

4.2 遥控改造的整体思想 (25)

4.3 遥控改造的中间接口电路的设计 (26)

4.3.1 遥控的发射系统 (26)

4.3.2 遥控器接收系统的输出图 (27)

4.3.3 遥控和室控的转换电路的设计 (28)

4.3.4 保护回路的遥控改造 (29)

4.3.5 行走机构(大车和小车)的遥控改造 (30)

4.3.6 升降机构(主钩和副钩)的遥控改造 (32)

4.3.7 遥控器的输出及PLC的外围电路 (36)

4.4 PLC程序设计 (39)

4.4.1 S7-200编程软件概述 (39)

4.4.2 PLC程序设计 (39)

4.5 系统抗干扰措施 (46)

4.6 系统整体设计改造详图 (47)

第五章结束语 (48)

参考文献 (49)

致谢 (51)

第一章引言

1.1 研究背景

当前,各工业部门的企业中有成千上万名起重机司机在工作。桥式起重机的操纵方式一般为2种:多数为司机室的联动台操作,而小吨位起重机则可用地面手持按钮操作。但这2种操作方式都有其不足之处:司机在起重机操纵室内工作时,往往要受到高温、有害气体和含尘介质以及振动等各种作用。在换班期间,甚至在必需的工艺停车时间内,司机很少离开操纵室。由于这样的原因,司机就不能独自操纵几台起重机。在起吊物品时操作人员易受视野所限需有地面操作人员配合,这既增大了安全隐患,又大大降低工作效率。随着生产的发展, 起重机传统的控制方式的缺陷已日益显现。同时,许多企业还缺少司机,所以应用起重机遥控系统就可解决国民经济中这样一系列的问题。

另一方面桥式起重机一般都是采用凸轮控制器控和主令控制器操作,并且传统的继电器控制线路其控制器的闭合触点多且逻辑关系复杂。还存在着:体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差等。尤其是可靠性差、不具有通用性、灵活性等缺点[2]。

因此,结合PLC的遥控改造后采用无线遥控方式来控制起重机;一方面解决了传统的继电器控制线路的诸多缺点和不足,减少了由于硬件电路所产生的故障;另一方面将起重机司机从高空移至地面, 改变了操作人员恶劣的作业环境;操作、系缆、挂钩可由一人单独承担,无需他人指挥,节省了人力资源;操作人员独立判断,操作的准确性、连贯性相对于室控有显著的提高,从而提高了吊装的精确性、安全性和生产效率等。

1.2 国内外起重机的特点和发展趋势

1.2.1国外起重机的特点和发展趋势

1.系列产品模块化、组合化、标准化

用模块化设计代替传统的整机设计方法,将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途,有相同联接要素和可互换的标准模块,通过不同模块的相互组合,形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进,只需针对某几个模块。设计新型起重机,只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产,实现高效率的专业化生产,企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能,降低制造成本,提高通用化程度,用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品,充分满足用户需求。据资料介绍,德马克公司的葫芦双梁起重机系列改用模块化设计后,比单件的设计其设计费用下降了12%,自重轻,与国内产品相比较,起重量32t、跨度25m,国内双梁起重机自重为46.4t,电动葫芦桥式起重机自重为28.3t,而德马克电动葫芦桥式起重机的自重只有8.5t,比国内产品分别轻60%和35%。

2. 起重机的大型化、高速化和专用化

由于工业生产规模不断扩大,生产效率日益提高,以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加,促使大型或高速起重机的需求量不断增长,起重量越来越大,工作速度越来越高,并对能耗和可靠性提出更高的要求。目前,世界上最大的履带起重机为德马克公司生产的C8800-1TWIN,其最大起重量为3200t;最大的桥式起重机起重量达1200t;生产率达8000~10000t/h的斗轮堆取料机;自动化立体仓库巷道堆垛机最大的运行速度达400m/min;最大

的带式输送机带宽达 3.2m,输送能力达37500t/h和单机最大输送距离超过30km等。

3. 起重机性能自动化、智能化和数字化

起重机的更新和发展,在很大程度上取决于电气传动与控制的改进。将机械技术和电子技术相结合,将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、液压技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统,实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。变压变频调速、射频数据通讯、故障自诊监控、吊具防摇的模糊控制、激光查找起吊物重心、近场感应防碰撞技术、现场总线技术、载波通讯及控制、无接触供电及三维条形码技术等将广泛得到应用。使起重机具有更高的柔性,以适合多批次少批量的柔性生产模式,提高单机综合自动化水平[3]。

1.2.2国内起重机的特点和发展趋势

经过几十年的发展,我国桥式起重机行业已经形成了一定的规模,市场竞争也越发激烈。面对竞争与市场的变化和挑战,近一两年来,起重机厂家在扩大产能方面投入很大,有的企业已经收到了显著的效果,市场占有率进一步提高。我国桥式起重机产品的技术水平在不断提高,但是与国际水平还有一定距离,扩大生产规模,提高产量的同时,做到技术水平的提升,将会为增强我国桥式起重机行业的竞争力。

我国起重机工业有很大的发展潜力,前景很好,但同时我国起重机行业目前存在的几个突出问题:

1、整体技术含量偏低,突出表现在产品的品种规格少,性能、可靠性等指标低于发达国家同类产品的水平;

2、知名品牌寥寥无几,能打入国际市场并享有一定声誉的知名品牌几乎没有;

3、产品低价恶性竞争严重,企业合理利润难保,已严重制约企业生产技术的持续发展。

因此,国内起重机行业必须要改变产品低价恶性竞争的市场环境,从提高产品的质量、性能和售后服务等方面出发挺高国内桥式起重机行业快速、健康、有序的发展。为了达到以上目标,我们就必须充分的吸收利用国外先进技术和经验。将桥式起重机重点产品向大型化、高速化、耐久化和专用化;系列产品模块化、标准化、组合化和实用化;通用产品轻型化、小型化和多样化;产品性能自动化、智能化和集成化;产品设计微机化、精确化和快速化;产品构造新型化、美观化和综合化等方面进行发展[4]。

大型高效起重机的新一代电气控制装置已发展为全电子数字化控制系统。主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器PLC、故障诊断及数据管理系统、数字化操纵给定检测等设备组成。它赋于起重机以信息功能,可进行信息传递、处理及动力控制,大大提高了综合自动化水平。目前控制方面重点发展吊具防偏防摇技术,取物装置自动取、卸物技术,位置检测及自动位置控制技术,故障自诊断监控技术等。因此,我国的桥式起重机应该向以下几方面发展。

电气传动方面重点开发以微处理机为核心的高性能电气传动装置,使起重机具有优良的调速和静动特性,可进行操作的自动控制、自动显示与记录,起重机运行的自动保护与自动检测,复杂条件下的远距离遥控等,以适应自动化

生产的需要。

结构方面采用薄壁型材和异型钢,减少结构的拼接焊缝,提高抗疲劳性能。采用各种高强度低合金钢新材料,提高承载能力,改善受力条件,减轻自重和增加外形美观。桥式类型起重机桥架大多采用箱形四梁结构(两根端梁,两根主梁),主梁与端梁采用高强度螺栓联接,便于加工、运输与安装。

在机构方面进一步开发新型传动零部件,简化机构。“三合一”运行机构由于结构紧凑。拆装方便、调整简单并运行平稳,将成为起重机运行机构的主流,减速器壳体、卷筒及滑轮等的制造都以铸代焊,能减轻自重、增加承载能力和改善加工制造条件。减速器齿轮采用硬齿面,以减小体积,提高承载能力,增加使用寿命。

在电控方面开发性能好、成本低、可靠性高的调速系统和屯控系统,发展半自动和全自动操纵。采用机、电、仪、液一体化技术,提高使用性能和可靠性,增加起重机的功能。未来的起重机驱动技术,由于变频调速系统越来越多地得到应用,交流变频电动机将会被广泛采用。今后会更加注重起重机的安全性,研制新型安全保护装置和故障自动显示装置[5]。

最后就是售后,公司的发展很大程度来自于售后服务是否完善,对客户来说自己所购买的产品售后是否有保障,设备出现故障时能否即时处理,减少对生产的影响。

总结过去,中国的起重机应吸取国内外起重机的新理论、新技术和新动向,提高产品的可靠性,走现代化起重机之路,以强大的技术实力,融入国际化市场的大舞台!

1.3 本课题的研究意义及主要内容

1.3.1课题研究的意义

起重机械操作的工作环境恶劣,操作工人在高空作业常受高温,高寒,粉尘等恶劣因素的影响,常因视线的关系不能准确操作,使生产和人身都收到很大的伤害。应用工业无线遥控装置对桥式起重机进行改造,使操作人员由高空作业改为地面操作,不但改善了操作人员的工作环境,而且在地面进行操作不受视线环境等因素的影响,使事故发生率大大降低,遥控操作还具备人员操作所远远不及的优点。因此,采用无线工业遥控器对桥式起重机进行遥控改造是非常重要的。

1.3.2本课题研究的主要内容

本课题通过对桥式起重机电器原理的研究和分析,从起重机的各部分结构和功能出发,设计出一种应用FST 722 M3 Spectrum1型遥控器和西门子S7-200 PLC的改造方案,保证原有桥式起重机的工作性能不变。以及原有操作功能不变,且遥控器控制线路与原桥式起重机控制线路之间要有可靠的连锁保护。选择稳固位置安装接收器,要保证地面操作范围内的人都看见接收器位置。根据以上的设计思路本文详细地介绍了遥控改造接口电路的设计要点以及改造后的系统方案图。本文重点介绍了遥控改造是接口电路的设计,它是整个改造过程中的核心。

1.4 论文结构

结合课题研究期间研究的具体工作,论文内容划分为4章,具体如下:

1.第l章主要介绍了课题的研究背景,包括起重设备存在的各种问题和在工业领域中的重要地位;

2.第2章主要介绍了PLC概念、原理、分类等。主要是以本文所选取的西门子S7-200系列PLC为例从其选型、地址分配以及供电电压和应注意的问题等方面进行了详细的介绍;

3.第3章主要从无线遥控技术出发介绍了工业遥控器的组成结构和原理及其选型,选取了适合本课题中桥式起重机的工业遥控器德国HBC公司的FST 722 M3 Spectrum1,并对它进行了详细的介绍,以及其在工业遥控系统中应用及其广泛的DECT(跳频)技术;

4.第4章介绍了遥控改造的整体方案,从桥式起重机的结构和电气原理出发,结合PLC和FST 722 M3 Spectrum1无线遥控系统给出了各部分接点功能和具体的遥控改造方案。

第二章PLC(可编程逻辑控制器)

2.1 PLC的基本概念

近年来,随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展,电气传动和自动控制领域也日新月异。其中,具有代表性的可编程控制器获得了广泛地应用,为PLC在桥式起重机拖动系统中的应用提供了有利条件。可编程控制器简称PLC(Programmable Logic Controller),在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程序控制器简称PLC。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活,易学易用、体积小,重量轻,价格便宜的特点。

2.2 PLC的基本结构

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其类型繁多,功能和指令系统也不尽相同,但结构与工作原理则大同小异,其硬件结构基本上与微型计算机相同,通常由主机、输入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口

等几个主要部分组成[6]5。典型PLC 结构简图如图2.1所示:

图2.1典型PLC 的结构简图

2.3 PLC 的工作原理

当PLC 投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程

序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运

行期间,PLC 的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

PLC 是采用“顺序扫描,不断循环”的方式进行工作的。即在PLC 运行时,

CPU 根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号(或

地址号)作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执

行用户程序,直至程序结束。然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。

在每次扫描过程中,还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

PLC 在输入采样阶段:首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中

的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器

中,即刷新输入。随即关闭输入端口,进入程序执行阶段。

PLC 在程序执行阶段:按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令,

执行的结果再写入输出状态寄存器中,输出状态寄存器中所有的内容随着程序

的执行而改变。 输

块CPU 模块

输出模块可编程序控制器

编程装置

接触器电磁阀指示灯电源 电源 限位开关

选择开关按钮

输出刷新阶段:当所有指令执行完毕,输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中,并通过一定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。

简单的说,PLC是由CPU,存储器、I/0接口、内嵌的精简高效操作系统组成。用户可以根据自己的需要配置(扩展)自己的I/0(输入、输出)的类型及数量,用户按自己的控制需求编写控制程序下载到PLC的存储器内,PLC在运行的时候,PLC内的操作系统能运行用户的程序,根据用户程序通过输入端子完成输入信号(开关、触点、传感器等)的读取,并进行处理运算,把运算处理的结果输出到输出端子,以控制用户的执行机构(阀门、线圈、指示灯等)。从而完成用户所需的控制功能[6]6。

2.4 PLC的的分类

按产地分,可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等;欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等;韩台系列具有代表性的为LG、台达等;大陆系列具有代表性的为合利时、浙江中控等。

按点数分,可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般I/O点数>2048点;具有多CPU,16位/32位处理器,用户存储器容量8~16K,具有代表性的为西门子S7-400系列、通用公司的GE-Ⅳ系列等;中型机一般I/O点数为256~2048点;单/双CPU,用户存储器容量2~8K,具有代表性的为西门子S7-300系列、三菱Q系列等;小型机一般I/O点数<256点,单CPU,8位或16位处理器,用户存储器容量4K字以下,具有代表性的为西门子S7-200系列、三菱FX

系列等。

按结构分,可分为整体式和模块式。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内,具有结构紧凑、体积小、价格低的特点;小型PLC一般采用这种整体式结构。模块式PLC由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口,以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等;扩展单元内只有I/O和电源等,没有CPU;基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接;整体式PLC 一般还可配备特殊功能单元,如模拟量单元、位置控制单元等,使其功能得以扩展。这种模块式PLC的特点是配置灵活,可根据需要选配不同规模的系统,而且装配方便,便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来,构成叠装式的PLC。

按功能分,可分为低档、中档、高档三类。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能;还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能;主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外,还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能;有些还可增设中断控制、PID控制等功能,适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能外,还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等;高档PLC机具有更强的通信联网功能,可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统,实现工厂自动化[6]3。

PLC目前的主要品牌主要有:美国AB,ABB,松下,西门子,汇川,三菱,欧

姆龙,台达,富士,施耐德,信捷,和利时等。下面我们以本文所选取的西门子的S7系列PLC来具体介绍一下。

2.5 西门子S7系列PLC

S7系列PLC产品可分为微型PLC(如S7-200),小规模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。本文选取的是S7-200系列的微型PLC。

S7-200 PLC是超小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。

2.5.1S7-200系列的发展历史

从CPU模块的功能来看,SIMATIC S7-200系列小型可编程序控制器发展至今,大致经历了两代:

第一代产品其CPU模块为CPU 21X,主机都可进行扩展,它具有四种不同结构配置的CPU单元:CPU 212,CPU 214,CPU 215和CPU 216,对第一代PLC 产品现在基本不使用了,所以这里不再作具体介绍;

第二代产品其CPU模块为CPU 22X,是在21世纪初投放市场的,速度快,具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元:CPU 221,CPU 222,CPU224,CPU224XP和CPU 226,除CPU 221之外,其他都可加扩展模块。

2.5.2系统的基本构成及型号

系统主要是由硬件:基本单元、扩展单元、特殊功能模块、相关设备。和工业软件(是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类

构成。)构成的。

S7-200家族由五个不同的CPU型号组成。不同型号主要通过以下特性来区分:集成的输入和输出点数量、程序和数据存储量、可扩展性。CPU 224XP拥有附加的集成模拟输入/输出。此外CPU 224XP以及CPU 226还附带第二个通讯连接点。CPU 222最多可以连接两个模块,CPU 224、224XP和226可以连接七个模块,CPU221是不可扩展的[7]。

2.5.3S7-200的供电电压及其地址分配

S7-200家族5种CPU都有2种类型,即DC/DC/DC和AC/DC/Relay,2种类型供电电压分别为直流20.4V至28.8V和交流85V至264V。直流供电CPU 集成数字量输出为晶体管类型,交流供电CPU集成数字量输出为继电器输出,集成数字量输入都为24V电压[8]。

1、数字量输入地址都是以8位为1组。若一个模块I/O不是8的整数,余下的不会分配给下一模块。I0.0,I0.1,......,I1.0,......;

2、模拟量以16位存储,所以要从偶数号字节开始。如AIW0, AIW2, AIW4......;AQW0,AQW2,AQW4,......。

2.5.4PLC硬件选型以及需注意的问题

1、输入电源电压:国内PLC的输入电源电压一般分为两种:直流24V和交流220V。究竟是24VDC还是220VAC,要根据供电系统电压来选择,一般来说,不建议直接从动力电源直接取电,最好用隔离变压器把动力电源和控制电源隔离开来,同时做好滤波等抗干扰措施。

注意:在我们开始给PLC上电时,应该看清楚PLC的输入电源电压范围,以免把PLC烧掉。

2、输入输出点数:所谓的输入输出点数指的是整个控制系统需要用到的PLC的输入点个数和输出点个数一般来说,当然是预先设计好整体系统方案,然后算出所有的输入输出点个数,如果是第一次设计的方案,建议预留点数。

注意:常用的西门子PLC输入电信号为低压信号,切记,不要输入交流高压信号,如果外部信号为高压信号的,应该通过中间继电器转换,或者转换成低压信号后再接入PLC的输入端子。

3、输出触点类型:是继电器输出类型还是晶体管输出类型。根据所控制的执行机构电源电压及功率来决定输出触点类型。

1)继电器类型输出的PLC优点是:是可以通过相对大的电流(约为2A左右,具体请查西门子手册)。通过电流的电压可以至250VAC也可以是24VDC以下。缺点是:输出触点响应时间相对较慢,约为10ms。在有需要高速脉冲输出控制(如需要控制步进或伺服系统时)时不能选用继电器输出类型的PLC;

2)晶体管类型输出的PLC优点是:输出触点响应时间快,约为0.1ms以下,经常应用在需要高速输出响应的系统里。缺点是:只能通过30VDC以下的电压,通过电流小(约为0.75A左右)[9]。

注意:如果系统里有需要用到高速脉冲输出控制步进电机或伺服系统时,一定要选择晶体管输出类型。

本文中我们选取的PLC是西门子S7-200系列的CPU芯片为226的PLC,由于其输出点数不满足我的系统改造的要求因此增加了3块EM 222型的数字输出模块。

总之,原先桥式起重机的调速控制系统多由继电器、接触器构成,这给设备维护带来极大的不便且效率较低,通过使用PLC,用户可获得高性能、高可靠性带来的高质量和低成本。系统的性能更加可靠,故障率极低。

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