纺织机械PLC控制系统中电磁干扰问题的探讨
封其勃
(江苏天明机械集团有限公司222062)
摘 要 概述了在纺织机械设备PLC控制系统中影响系统运行的干扰类型及来源,并提出抗干扰设计的实施策略。
关键词 PLC控制系统 电磁干扰 干扰源 电源 隔离 接地
1 前言
随着工业自动化控制技术的发展,可编程控制器(PLC)在纺织机械控制中的应用已十分广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到纺织机械设备运行的稳定性,直接影响到纺织企业的安全生产和经济运行。PLC控制系统的抗干扰能力是关系到整个纺织机械设备电气控制系统可靠运行的关键。本文详细探讨了在PLC控制系统中影响PLC运行的干扰类型及来源,并提出抗干扰设计的实施策略。
纺织机械自动化系统所使用的各种类型PLC 中,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场的设备控制柜中,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力,另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。
2 电磁干扰类型
影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样,大都产生在电流或电压剧烈变化的部位,电荷剧烈移动的部位就是干扰源。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声产生的原因,分为放电噪声、浪涌噪声和高频振荡噪声等;按噪声的波形、性质不同,可分为持续噪声、偶发噪声等;按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰,共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
3 电磁干扰的主要来源
3.1 来自空间的辐射干扰
空间辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、以及高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。若PLC系统置于其射频场内,就会受到辐射干扰,其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射,由通信线路感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小特别是频率有关,一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。3.2 来自系统外引线的干扰
来自系统外引线的干扰主要通过电源和信号线引入,通常称为传导干扰,这种干扰在我国工业现场较为严重,主要有下面三类:
3.2.1 来自电源的干扰
实践证明,因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,笔者在某工程调试中遇到过,后更换隔离性能更高的PLC,问题才得到解决。PLC 系统的正常供电电源均由电网供电,由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流,尤其是电网内部的变化、开关操作浪涌、大型电力设备启停、交直流传动装置引起的谐波以及电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。PLC电源通常采用隔离电源,但因其结构及制造工艺等因素使其隔离性能并不理想。实际上,由于分布参数特别是分布电容的存在,绝对隔离是不可能的。
3.2.2 来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往
往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,干扰往往非常严重。由信号引入的干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC 控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏程度相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
3.2.3 来自接地系统混乱的干扰
接地是提高电子设备电磁兼容性(EM C)的有效手段之一,正确的接地既能抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等,接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A、B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层。当发生异常状态如雷击时,地线电流将更大。此外,屏蔽层、接地线和大地可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,干扰信号回路。若系统地与其他接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。
3.3 来自PLC系统内部的干扰
来自PLC系统内部的干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂家对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变,可不必过多考虑,但在选用时要选择具有较多应用实绩或经过较多工业现场考验的PLC系统。
4 PLC控制系统抗电磁干扰设计
为了保证PLC控制系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰,必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施:抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径、提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。
PLC控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品,且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑,并结合具体情况进行综合设计,才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时,应主要注意两个方面。
4.1 设备选型
在选择设备时,首先要选择有较高抗干扰能力的产品,其包括了电磁兼容性,尤其是抗外部干扰能力,如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统;其次还应了解生产厂家给出的抗干扰指标,如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等;另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。
在选择国外进口产品时要注意,我国是采用220V高内阻电网制式,而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大,零点电位漂移大,地电位变化大,工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上,对系统抗干扰性能要求更高。在国外能正常工作的PLC产品在国内工业现场就不一定能可靠运行,这就要在采用国外产品时,按我国的标准(GB/T13926)进行合理选择。
4.2 综合抗干扰设计
主要考虑来自系统外部的几种抑制措施,内容包括:对PLC系统及外引线进行屏蔽,以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行隔离、滤波,特别是动力电缆应分层布置,以防通过外引线引入传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置,完善接地系统。另外,还必须利用软件手段,进一步提高系统的安全可靠性。
5 主要抗干扰措施
5.1 采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰
在PLC控制系统中,电源占有极其重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在对于PLC系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好的电源,而对于变送器供电电源以及和PLC系统有直接电气连接的
仪表供电电源,并没受到足够的重视。虽然采取了一定的隔离措施,但普遍还不够,主要是使用的隔离变压器分布参数大,抑制干扰能力差,经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少PLC 系统的干扰。常用的方法是既使用滤波器,同时又使用隔离变压器。连接方法如图1所示。但必须注意,使用时应把滤波器接入电源,然后再使用隔
离变压器。
图1 连接方法
此外,为保证电网馈电不中断,可采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,而且U PS 还具有较强的干扰隔离性能,是一种PLC 控制系统的理想电源。5.2 正确选择电缆的类型和实施敷设
为了减少动力电缆尤其是变频装置馈电电缆的辐射电磁干扰,选择合适类型的电缆很重要。笔者在某工程中采用了铜带铠装屏蔽电力电缆,降低了动力线产生的电磁干扰,该工程投产后取得了满意的效果。为防止或减少外部配线的干扰,实施外部配线时采取下列措施是非常有效的。
5.2.1 交流输入输出信号与直流输入输出信号分别使用各自的电缆。
5.2.2 在30m 以上的长距离配线时,输入信号线输出信号线分别使用各自的电缆。
5.2.3 集成电路或晶体管设备的输入、输出信号线,必须使用屏蔽电缆,屏蔽电缆的处理如图2所示,输入、输出侧悬空,而在控制器侧接地。5.2.4 控制器的接地线与电源线或动力线分开。5.2.5 输入、输出信号线与高电压、大电流的动力线分开配线。
5.2.6 远距离配线有干扰或敷设电缆有困难,费用较大时,采用远程I/O
的控制系统有利。
图2 屏蔽电缆的处理方法5.3 硬件滤波及软件抗干扰措施
信号在接入控制器前,在信号线与地间并接电容,以减少共模干扰;在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。
由于电磁干扰的复杂性,要根本消除干扰影响是不可能的,因此在PLC 控制系统的软件设计和组态时,还应在软件方面进行抗干扰处理,进一步提高系统的可靠性。常用的一些提高软件结构可靠性的措施包括:数字滤波和工频整形采样,可有效消除周期性干扰;定时校正参考点电位,并采用动态零点,可防止电位漂移;采用信息冗余技术,设计相应的软件标志位;采用间接跳转,设置软件保护等。5.4 正确选择接地点,完善接地系统
接地的目的通常有两个,一是为了安全,二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC 控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。系统接地有浮地、直接接地和电容接地三种方式。对PLC 控制系统而言,它属高速低电平控制装置,应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响,装置之间的信号交换频率一般都低于1MH z,所以PLC 控制系统接地线通常采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC 系统适于并联一点接地方式,各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大,应采用串联一点接地方式,用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点,然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm 2的铜导线,总母线使用截面大于60mm 2的铜排。接地极的接地电阻要小于2 ,接地极最好埋在距建筑物10~15m 处,而且PLC 系统接地点必须与强电设备接地点相距10m 以上。
信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在PLC 侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地。多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理,选择适当的接地处单点接地。
控制系统的接地一般有3种方法,如图3
所示。
图3 控制系统的3种接地方法
微电脑控制曝光机
何 新
(天津三环纺织印染公司 300241)
摘 要 印染行业普遍使用喷蜡制网,掌握好其后的曝光工艺环节,对质量有重要的影响。操作中经常调整曝光次数来改变曝光量。曝光时间合适的网容易冲洗,定影后留下的部分结实牢固。原来使用的进口ST ORK曝光机电气老化,经常出故障,造成废品。为了提高产品质量,提高生产效率,设计使用单片机控制曝光机电路,能自动按顺序完成曝光工序。本文结合电路设计,软件的结构,分析了整机的工作过程。
关键词 曝光机 单片机 串行显示 中断
1 引言
当今,以计算机为中心完成各种复杂运动的自动控制,实现机电一体化,成为发展趋势。可编程控制器(PLC)应用技术日益成熟,越来越多地应用在纺织印染领域。但是,对于一些相对较小的自动控制系统,用单片机来完成更加灵活,而且经济实用。本机选用的ATM EL公司89系列单片机,与Intel 公司M CS-51系列兼容。特点是内部含Flash存储器。在系统开发过程中,可以十分方便的对程序进行修改,这样可以保证用户的系统设计达到最优。为加强抗干扰性能,输入输出接口都加光电隔离。电源侧加入滤波器,滤除由电源造成的干扰。实际证明这样做是行之有效的。软件中也采取抗干扰措施,提高了可靠性。
本企业使用的STORK曝光机是上世纪80年代进口设备,由于电气的老化,故障率高,经常出废品,另外有些特殊的部件损坏后还要依赖进口。为了保证正常生产,必须对进口设备改造。通过对工艺条件的分析,从几个方面对设备提出要求:为了满足使用不同感光材料,适应外界环境温度变化的影响等因素,需要不同曝光量,要随时可调整曝光次数,要具有一定的抗干扰能力,适应工业环境。具备手动和自动两种操作方式。经过反复实验,精简电路硬件,去掉拨码开关,用LED数码管显示曝光次数,设定次数,充分发挥微型计算机逻辑运算功能,体现出智能化特点。例如,开机时灯箱小车如果由于某种原因停在中间位置,按启动键后,系统不打开灯罩,主轴不转,而是自动向左运行至左端点停止,再次按启动时才完成一次曝光过程。避免了误操作。通过开发软件,增加了许多实用的功能。例如曝光完成后,停机,发出声光报警,提醒在暗室里的操作者。
2 电气系统的组成
选用AT89C2051单片机。其主要性能如下:
内含2KB的Flash存储器;128字节片内RAM;15条可编程I/O线;2个16位定时器/计数
6 结束语
纺织机械设备PLC控制系统的干扰是一个十分复杂的问题,并且一般纺织企业的现场电磁环境都很恶劣,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症下药的方法,才能够使PLC 控制系统正常工作,保证纺织企业工业设备安全高效运行。
参考文献
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[M].北京:机械工业出版社,2000.
PLC课程设计报告题目：基于PLC的机械手控制系统及组态设计 二级学院：电气与电子工程学院 班级： 14电气实验班 姓名：李浩文 学号： 组员： 指导老师： 成绩： 日期： 2017年4月
基于PLC的机械手控制系统及组态设计 摘要 随着21世纪的发展，技术科技的不断完善，人们对于机械手的控制系统运用越来越成熟，机械自动化逐步代替了人工操作，这意味着将解放人类劳动力，一些简单重复的动作将会有机器代替运作，并且在某些场所，例如高温高压，有毒气体以及威胁到人类生命安全的环境。为了适应社会需求的变化，人类不断实践和探索，机械手应运而生，相应的各种难题迎刃而解。 本设计主要介绍了国内外机械手研究现状及可编程控制器S7-200 PLC的研究发展趋势，基于PLC编程可知，组态王可以实现与S7-200编程器相结合，组建简单的仿真界面，通过仿真软件可以清晰的了解到机械手的操作，包括上移、下移、左移、右移。实验表明，由S7-200PLC和Kingview6.55构成的控制系统人机界面简单、易于操作、经济实用、可靠性高、稳定性高。 关键词：S7-200PLC；组态王Kingview6.55；机械手
目录 1绪论 (1) 1.1研究该课题的重要性 (1) 1.2国内外机械手研究现状 (1) 1.3该课题研究的内容 (2) 2组态王Kingview 6.55和可编程控制器的介绍 (3) 2.1组态王Kingview 6.55的介绍 (3) 2.1.1组态王的历史 (3) 2.1.2组态王的结构 (3) 2.1.3组态王的基本配置 (5) 2.1.4组态王软件产生的背景 (8) 2.1.5组态软件的发展方向 (8) 2.2可编程控制器的介绍 (10) 2.2.1可编程控制器的概述 (10) 2.2.2可编程控制器的历史 (10) 2.2.3 PLC的基本结构 (11) 2.2.4 PLC的工作原理 (12) 2.2.5 PLC的基本配置 (12) 3机械手控制系统的设计 (15) 3.1机械手控制方式的选择 (15) 3.1.1机械手控制方式的分类 (15) 3.1.2 PLC与IPC和DCS的比较 (15) 3.2 PLC的控制电路程序设计 (16) 3.2.1 PLC的I/O分配表 (16) 3.2.2编程指令的选择 (17) 3.2.4 机械手的动作实现过程 (19) 3.2.5 PLC控制机械手的模拟工作图 (19) 3.2.6 PLC梯形图设计 (21) 3.3 PLC程序的调试 (30) 3.3.1 PLC控制的安装与布线 (30) 3.3.2机械手控制程序的调试 (31) 4组态王Kingview 6.55在机械手控制系统中的应用 (32) 4.1工程的建立与结构变量的定义 (32) 4.1.1工程的建立 (32) 4.1.2建立结构变量的步骤 (33) 4.1.3设备与组态王的连接 (35) 4.2动画的连接 (38)
PROFIBUS和PROFINET中采用PROFIdrive的运动控制Walter M?ller-Nehring，PI PROFIdrive技术工作组组长，德国西门子公司工业部驱动 技术分公司 摘要 PROFIdrive是驱动技术的标准行规，该技术取决于PROFIBUS及PROFINET通信系统。使用一种开放式的“应用行规”（例如，这是一种利用通信系统的经试验和测试的方法），采用集成且直接的方式，连接来自不同制造商的驱动器及控制器。由于PROFIdrive已包含在国际标准IEC61800-7中，因此，该行规获得国际上的认可，并且其投资也将得到广泛的长期保护。 PROFIdrive能够在机器或系统的生命周期（关于规划，安装，运行，维护，以及扩充或更新）过程中实现相当数量的成本缩减，这是该行规的基础。PROFIdrive应用行规能够满足与PROFIBUS和PROFINET通信系统联合使用的驱动技术的特殊要求，并且提供有关通信性能的最佳的可测量性。无论是对设备和系统制造商，还是集成商及最终用户，它都创造了多重效益。 PROFIdrive行规是如何产生的 说到该行规的产生，那还要追溯到1991年，当时，工作重点正是PROFIBUS技术。2002年，随着该行规 3.1版的推出，标志着PROFIBUS DPV2扩展性功能的推出。2005年，PROFIdrive行规被扩展到覆盖PROFINET，作为下层通信系统。直到2006年才正式推出版本4.1，也就是当前的版本。 实际上，IEC 61800-7已经对PROFIdrive进行了标准化，并且通过各种国际机构（如OMAC）进行介绍，这就意味着，确保它将来会成为国际上公认的一种标准。 市场上展现出越来越多使用提供集成安全技术的驱动器的趋势。这说明不再需要额外的监控设备，从而带来了减少配线并节省空间的优势。从这一观点来看，PROFIdrive和PROFIsafe彼此成为完美的补充。这两种行规共同创造了一种统一的标准技术，该技术可以通过同一总线，用于控制安全功能和标准驱动功能。 原理 本质上，PROFIdrive自动控制技术方案是基于集成“运动控制”功能性及PLC顺序逻辑性的概念。通过贯穿在驱动器（如电动机电流或速度控制）和控制器（如位置控制或路径插补）上的分布来最优化应用进程。该通信系统利用专用服务（如时钟同步和基于行规的从站到从站通信），提供分布式进程之间的链接。 图1：PROFIdrive体系结构 该行规的主要部分（图1中的上半部分）描述了有别于通信系统的功能，并确保了采用PROFIBUS DP和PROFINET IO连续运行，而不会改变所需的应用。这意味着该驱动技术以分享同样应用视图的完整系统与可升级的通信性能相连接，范围从基本的现场总线到系统范围Ethernet网络，并且无需任何改变就形成为自动化系统。 基本模型定义 设备 PROFIdrive基本模型定义了一个运动控制自动化系统（图2），它包含多个“设备”及其相互关系（应用接口，参数访问等），但没有考虑所使用的通信系统。
设计题目基于PLC的机械手控制系统设计 摘要 【摘要】 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
ABSTRACT Manipulator hand and arm can imitate the certain movements function, according to fixed program to grab, transporting or operating tool for automatic operation of the device. It can replace the hard labor in order to realize people the mechanization of manufacturing and automation, can in harmful environment operation to protect the personal safety and so widely used. The type of manipulator, according to drive mode can be divided into hydraulic, pneumatic, electric and mechanical manipulator; According to applicable range can be divided into robots for and general manipulator two; According to the trajectory control mode can be divided into position control and continuous track control robots. The design of the manipulator and add plane rotation type and structure, the action of the manipulator by pneumatic cylinder driving, pneumatic cylinder of the corresponding electromagnetic valve to control, electromagnetic valve controlled by PLC. Drive the implementation of the component finish, can very convenient embedded in all kinds of industrial production line. Manipulator used PLC control, and has high reliability, change program flexible, and other advantages, whether for time control or travel control or mixed control, can be set to realize through PLC program. According to the order of the manipulator action can modify the program, so that more of the manipulator strong generality. Keywords: manipulator electromagnetic valve PLC
《电器控制与PLC技术》习题集 设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路
3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止 4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序
5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动
6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出 梯形图程序
7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求： 1）能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整； 3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护 8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求： 1）能自动实现前进—后退—停止到原位； 2）工作台前进到达终点后停一下再后退； 3）工作台在前进中可以立即后退到原位；
4）有终端保护 9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M1启动后，M2才能启动； 2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整 试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序
SIMOTION D Winder 包应用介绍 于长波 摘要：SIMOTION提供了一个可以应用于大部分开卷曲功能的应用包，其中包含了多种控制方式，多种卷径计算方法以及力锥度、断带检测等功能。但全面的同时带来了应用结构复杂、参数众多等问题。本文根据以往的调试经验对Winder包的应用进行一下应用介绍，分为卷曲的基本原理、控制方式、程序结构、应用步骤四个部分。 关键词：SIMOTION 开卷曲 1 .开卷曲的基本原理 开卷曲的控制要求可以概括为通过控制电机的转矩来控制材料上的力，使力不变或按照一定的曲线减小（即力锥度）。从电机转矩到材料力，这之间存在以下影响因素。 首先就是卷径，这是开卷曲控制最重要的一个参数，对其要求就是“稳”和“准”。卷径计算可以大致分为速比法、厚度累积法和外部测量法。
速比法是检测同一时刻下卷轴的转速和材料的线速度，两者相除即得到直径，这种方法实 时性好，但稳定性欠佳。在此基础上衍生出积分法和位置计算法，两者就是将一定时间卷 轴的角度位移与材料的位移相除，然后按一定的斜坡输出。区别在于积分法是用速度的积 分得到角度位移和材料位移，而位置计算法是直接取轴的位置值做计算。这种方法稳定性好，实时性与直径计算的更新周期有关。 厚度累积法是根据卷轴的圈数和材料的厚度计算的一种方法，即卷轴每转一圈直径增加2 倍的材料厚度，然后按照一定的斜坡输出。这种方法稳定性非常好，但准确性与材料厚度 的准确性有很大关系，这里所说的材料厚度并不是指材料本身的实际厚度，而是材料的实 际厚度加上材料之间缝隙的厚度，即与松紧度有关。 外部测量法就是用传感器直接测量卷轴的实际直径，可分为接触式和非接触式，常见的接 触式传感器有编码器和位移传感器，非接触测量传感器有激光、微波等。由于测量数值与 实际的直径可能是非线性的，所以要对测量值做非线性处理。 其次是对转矩的补偿，主要是加减速补偿和摩擦补偿。加减速补偿指的是当材料在加速或 减速时电机要提供额外的转矩对卷轴进行加减速，其大小与开卷曲机械系统的转动惯量和 加减速度有关；其方向与工作方式（是开卷还是收卷）和出料方向（材料是在卷轴的上方 还是下方）有关。机械系统的转动惯量包括电机的转动惯量、减速机的转动惯量、卷轴的 转动惯量和材料的转动惯量，除了材料的转动惯量外其他对象的转动惯量在工作过程中是 不变的，我们可以称为固定的转动惯量。材料的转动惯量取决于材料的密度、宽度和直径，由于在工作过程中直径是一直变化的，所以这部分转动惯量可以称为变化的转动惯量。另 外材料的密度也不是指材料本身的密度，也要考虑材料之间的缝隙。 最后是摩擦补偿，指的是机械系统的摩擦，摩擦转矩与转速有关，一般会随转速的升高而 加大，其方向与电机的实际转动方向相同。 此外，有些时候需要考虑材料在开卷曲时由于形变而需要的额外转矩，如一些比较厚的金 属板等。（Simotion Winder 包没有提供相关的补偿，需要在设定力上自己做补偿） 2. Simotion Winder 包提供的开卷曲控制方式 Simotion Winder 包提供的控制方式大体可分为三类：间接力控制、力闭环控制和恒速控制。其中力闭环控制按力反馈的不同可分为力传感器闭环控制和跳舞辊闭环控制，同时按
内容摘要 系统的自动控制部分主要由硬件部分和软件部分组成。硬件部分主要是由步进电机、传感器、继电器等硬件来完成本单元的动作。 软件部分主要运用了CAD、PLC和组态王等软件工具。在这次设计中利用PLC 编程来完成机械手单元整个动作。其中对单元操作进行了分步：如，绘制硬件连线、整个单元的流程图、用CAD软件绘制平面图、用组态王来描述机械手动作的整个过程。本单元只是现场总线的其中一部分，但是它完全体现出了现场总线的优点。 第一章是概述，第二章是在这次设计中所用到的工具软件，第四、五章就是本次设计的重点。通过这次设计，让我更深入的了解了自己所学专业。 由于时间仓促、水平有限，其中有许多不足之处在所难免，敬请老师批评指正，给予多多指导。 关键词：可编程控制器PLC; 机械手; 工作原理
目录 第一章绪论 (2) 1.1 研究意义现状分析及其意义 (2) 1.2 机械手的发展趋势.优点及其应用 (3) 第二章系统设计中的应用软件 (6) 2.1 PLC软件 (6) 2.2 CAD软件 (7) 2.3 组态王软件 (7) 第三章硬件部分 (10) 第四章软件部分 (16) 第五章组态部分 (18) 第六章结论 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24)
第一章绪论 可编程序控制器(PLC)已在工业生产过程的自动控制中得到了广泛的应用。它是以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置,它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点;气动技术也是实现工业自动化的重要手段,并且已广泛地应用于各工业部门,在机械产品自动化、工业自动化及企业技术改造方面占有重要的地位。气压传动的介质来自于空气,环境污染小,工程容易实现。机械手在工业自动化生产中得到了很好的利用,它可减少人的重复操作,并且它还可以完成人无法完成的操作,从而大大地提高工业生产效率。 人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。 到目前为止，工业机器人是最成熟，应用最广泛的一类机器人，世界总量目前已经销售110万台，这是1999年的统计，但这110万台在已经进行装备使用的是75万台，这个量也是不小的。总体情况看，日本在工业机器人这一块，是首位的，成为机器人的王国，美国发展也很迅速，目前在新安装的台数方面，已经超过了日本，中国刚开始进入产业化的阶段，已经研制出多种工业机器人样机，而有小批量在生产中使用，这也是整个在日本、美国以及我们国家在工业机器人情况的一些比较。 1.1 研究意义现状分析及其意义 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
电控及PLC课程设计 任务书 电气工程及其自动化专业 盐城工学院电气工程学院
课程设计总体要求安排 一.教学目的与任务 电气控制与PLC是一门实践性要求较高的课程，学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外，必须通过一定实验室环境内的课题训练，实际动手设计和调试应用程序，进一步加深和强化课程理论知识应用。 课程设计要求根据电气控制设备的工艺要求，运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及PLC的基础知识，以及电气控制系统设计的基本方法、步骤，查找有关资料，设计电气控制线路，选择电器元件，整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。 鉴于本课程设计的重要性，要求每一位参加设计的同学必须做到态度端正积极，发挥自己的主动性，在课程设计过程中严谨认真的独立完成自己的课题设计，不得出现抄袭他人设计的现象，一经发现，该生课程设计成绩以不及格论处。 二.主要内容 1）PLC的认识与使用： PLC的外观、电源、输入/输出端口、COM端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器； 2）基本操作练习： 启动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线； 3）编程与仿真软件的学习与使用； 4）应用程序的设计与调试运行及演示。 三.基本要求 本课程设计共设10个应用设计题，每个学生选作1题，独立完成。 在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。 为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： 1）在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 2）在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。
毕业设计（论文） 题目: 机械手的PLC控制 专业: 机电一体化 班级: 学号: 姓名: 指导老师: 成都电子机械高等专科学校 xxxx年x月
摘要 机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC 主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。 关键词：机械手 PLC 变频器交流电机
Abstract Manipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric have AC motor, inverter, sensor, and other electronic device components. The device covers a programmable control technology, position control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving horizontal, the vertical axis transducer, control manipulator axis horizontal and vertical positioning precision, micro-switches position signal transmission will host PLC; location close to the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be up in space objects, movements flexible, diverse, can replace the artificial heat and dangerous operation conducted operations, According to the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters. Key Words: Manipulator PLC Inverter AC motor
前言 随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。 本文将通过西门子PLC控制机械手，PLC是可编程控制器（Programmable Logic Controller）的简称，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC，在步进电机驱动下，完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制，并对非正常情况实行自动报警和自动保护，实现企业的机电一体化，提高企业的生产效率。
2016年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛 ITEM3运动控制赛项样题 一、赛项介绍 运动控制赛项主要面向自动化、机电一体化、装备制造等专业方向的参赛选手，着重于参赛选手运动控制系统方面能力的培养。本赛项通过实际使用运动控制设备完成规定控制任务并结合现场答辩的方式，来着重考察参赛选手对运动控制系统理论知识的掌握程度和灵活运用的能力，以及对于典型运动控制系统实际调试的熟练程度。 本赛项所采用的运动控制器为实际生产中广泛采用的西门子SIMA TIC 315T控制器，驱动部分则采用了通用性强、性能出众的SINAMICS S120系列驱动产品。这两者的结合使用，可轻松满足运动控制系统对响应速度、定位精度、同步精度等方面内容的要求。 本赛项分为初赛和决赛两个环节。其中，初赛环节采用完成不同规定任务的方式进行比赛，该环节着重考查参赛选手运动控制系统的基本调试能力。决赛环节控制对象为一经过抽象后的实际生产设备，控制方案需要参赛选手根据控制要求自行设计，该环节要求选手不仅仅具备驱动器的调试能力，还需要具备一定的方案设计和控制程序编写能力。决赛环节还设置了笔试环节和方案答辩环节，在这两个环节中，会对参赛选手的运动及控制理论基础知识及其系统分析和程序设计的思路进行考查，从而更好的反映出参赛选手的综合素质。 二、运动控制系统描述 1. 设备组成 运动控制系统主要由电气箱(运动控制器、控制单元、整流单元、电机模块、变压器、手操盒等)与被控对象(伺服电机、减速箱、同心圆盘对象包、物料卷绕对象包)组成。 2. 设备清单 2.1 控制系统设备清单：
2.2调试软件及硬件： STEP 7 V5.5可编程控制器调试软件 S7-Technology V4.2 T系列可编程控制器调试软件 STARTER运动控制器调试软件 WinCC Advacnced v13或更高版本人机界面组态软件 调试用计算机、通讯电缆与测量仪器 2.3 对象模型清单： 带刻度圆盘大、小各一个 圆盘用同步带两根 铝质安装背板 物料卷绕对象包 3. 对象模型描述 对象模型- 同心圆盘 共一大一小两个圆盘，各由一部电机驱动。盘面带有刻度指示。大、小圆盘均由伺服电机驱动。
河南工业职业技术学院 毕业设计 题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师
前言 随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。
目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献
2. PLC电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。 电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
摘要 PLC是一种通用的自动控制装置其主要是以计算机技术为技术核心，它具有很强的抗干扰能力，高可靠性，直观而简单的编程，适应性强，完善的功能，接口功能强等一系列优点。因此在各行各业中得到了广泛的应用。铣床的传动装置主要是以各种电动机为动力其重要的是实现生产过程自动化的技术装置。在电气系统中是主干部分，也在国民经济中占到主导的低位得到广泛的应用。在我国早起的大多数铣床都是采用传统的继电器控制，而其接触器触点受机械运动的影响，触点的寿命会受到很大的影响，故障率也很高，可靠性远不及PLC控制。为此，提出了用PLC来对我们铣床进行电气控制，铣床我们主要是对我们工业应用中广泛的X62W万能的铣床进行控制，系统的介绍利用PLC对这种铣床进行控制的方法和方案。其中主要进行功能的分析，原理图的设计，梯形图的设计与编写进行调试，提高铣床的性能，提升经济效益及产品质量。 关键词：X62W铣床；电气控制；PLC；梯形图 目录 第一章绪论 0 1.1课题研究的目的和意义 0 1.2自动铣床的发展及现状 0 1.3 铣床简单介绍 (1) 1.3.1 铣床的选型 (1) 1.3.2 X62W万能铣床的特点 (2) 第二章可编程序控制器(PLC)简介 (2) 2.1 PLC工作原理 (2) 2.2 PLC的编程语言--梯形图 (2) 2.3 可编程序控制器PLC的优点 (3) 2.4 PLC选型标准 (3) 第三章 X62W万能铣床的硬件设计 (4) 3.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求 (4) 3.2 X62W万能铣床元件选型 (4) 3.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式 (5)
第一章绪论 1. 1 PLC简介 可编程控制器简称PLC(Progrsmmable Logic Controller, PLC),它是以微处理器为基础服务夫人通用工业控制装置。国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输出和输入，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。它的程序是可以控制不同的对象。具有更大的灵活性，再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，它可以方便地应用在各种场合，PLC釆用了典型的计算机结构，主要是山微处理器(CPU)、存储器(RAM/R0M)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。 中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 PLC的主要特点，可靠性高、抗干扰能力强功能完善、应用领域广编程简单，易学易用系统安装简单、体积小、价格低可编程控制器的应用领域PLC在钢铁、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的应用也越来越广泛，主要有以下儿个方面的控制，开关量的逻辑、控制模拟量控制、运动控制过程控制、数据处理通信及联网。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着现代社会计算机技术的提高，网络通讯技术的不断发展，它也将和其他的工业控制计算
皮带运输机电气控制系统设计
任务书 姓名：专业： 设计课题：皮带运输机电气控制系统设计 设计条件及要求： 设计条件:（1）起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序 为： （2）停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为： （3）紧急停止：紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、YV全部同时停止。 （4）故障停止：运转中，当M1过载时，应使PD-1、PD-2、YV 同时停止。当M2过载时，应使PD-2、YV同时停止；PD—1在PD-2停止后延迟10s后停止。 （5）M1和M2电机功率都是5.5KW。 设计要求: 1、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力；2、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点；3、熟练掌握基本逻辑指令的应用；4、绘制系统的主电路图、继电接触器控制线路图（一张）； 5、编写设计说明书（一份）。 设计时间：自20**年**月**日至20**年**月**日 设计指导人（签字）：_________________________ 教研室主任（签字）：_________________________ 年月日
前言 (4) 一、机床电气控制技术课程设计的目的 (5) 二、设计的内容与步骤 (5) （一）设计的基本原则 (5) （二）设计的内容 (6) 三、系统传动方式的确定 (6) （1）往复运动工作机构传动方式的确定 (7) （2）传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适 (8) （3）电动机起动方式的确定 (8) （4）电气系统的保护 (8) 四电气控制方案的确定 (13) （一）电气逻辑控制装置的选择 (13) （二）控制方式的选择 (14) （三）系统动作要求 (15) （四）确定I/O点数及PLC的选型 (16) 设计总结 (25) 感谢信 (26) 参考文献 (27)
基于PLC的机器人电气控制系统的设计 摘要：随着电气自动化技术的日益成熟，其已逐步渗透入各行各业，并以机械化、可编程、误差小等优势大大提高了工作效率，促进了相关行业的发展。自20世纪70年代起，相关学者借助着计算机的独特优势研究电气工程技术，使其朝着自动化、智能化的方向发展。如今电气自动控制技术日益完善，改变了相关人员的工作方式，减少资源消耗并提高了工作效率。但随着工业产品及生产设备日新月异，诸多传统电气设备在设计方面存在着不足，我国自动化控制水平一定程度上低于欧美国家，不仅难以满足当今产品的质量需求，更影响了电气设备的正常使用。于是本文根据实际生产情况中对不同运行参数要求存在差异，而选择不同的监控方式并分析其各自存在的优缺点;另外对系统硬件、输入/输出电路进行设计，提出一种妥善的电气自动化设计，并与传统存在的自动控制系统进行对比分析。 关键词：PLC的机器人；电气控制；系统的设计 引言 机器人在专用机床及自动化生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设计中的机器人采用关节式结构，它模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹和要求，实现抓取、搬运和装配，动作由液压驱动，并由电磁阀控制，动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。PLC以其可靠性高，抗干扰能力强，编程简单，使用方便可靠等特点，在机械制造业得到了广泛的应用。选用三菱公司的FX2N—32MR可编程序控制器对机器人的电气控制系统进行设计，提高了自动化程度和可靠度，效果良好。 1PLC技术简介 PLC技术是随着微机技术发展而出现的产物,该技术充分利用了微处理器技术的优点,弥补了传统控制技术中的功耗高、可靠性低等缺陷不足。PLC技术由美国科研人员在20世纪60年代提出,技术应用简单,无需进行采用专业的计算机语言进行编程,通过简单的继电器梯形图指令即可实现操作。PLC技术是一种可编程逻辑控制器,将其应用在电气自动化控制系统中,简化了控制程序,降低了自动化控制的能源消耗,提高了自动化控制的灵敏度,经过这些年的发展,PLC技术也越来越成熟,应用的领域也在不断扩大,提高了工业生产中的自动化控制水平,推动了社会经济的发展。 2PLC设计原则 PLC系统作为一个整体的设计，必须要符合有关设计原则，只有这样，才能真正提高设计效率，并有效减少运行错误。也就是说，一个良好的设计效果是很重要的。首先，在实际设计中，必须要尊重安全原则，提升系统可靠性，确保系统的正常运行。其次，在保证系统良好性能的基础上，尊重最低成本原则，提高制造企业的经济效益。 3PLC技术的优势 ①编程方便，操作简单。PLC技术编程采用简单的梯形图、逻辑图等基础编程语言，在程序编译和修改中不需要太过复杂的信息技术知识，为操作人员提供了便利。在程序修改调试中可以随时进行程序增减，容易操控，方便应用。②功能性强，性价比高。随着科技的发展，我国PLC技术也在进一步提高。一台小型的PLC中就可以囊括成百上千个编程元件，麻雀虽小五脏俱全，PLC完全可以实
西门子运动控制在轮胎行业的应用与发展研究 发表时间：2019-01-03T17:01:46.627Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：韩雨浩[导读] 摘要：社会经济的快速发展，人们生活水平不断得到提高，与人们生活息息相关的工业领域也在不断进行改革和创新，西门子运动控制技术作为这场变革的推动者和领导者，以其自身的高科技技术、产品以及在轮胎行业的广泛应用服务于全世界人民。 天津赛象科技股份有限公司天津 300113 摘要：社会经济的快速发展，人们生活水平不断得到提高，与人们生活息息相关的工业领域也在不断进行改革和创新，西门子运动控制技术作为这场变革的推动者和领导者，以其自身的高科技技术、产品以及在轮胎行业的广泛应用服务于全世界人民。高效、节能、便捷是我们一直追求的目标，西门子运动控制在轮胎行业的应用很好的体现了这一目标。本文了主要论述了西门子运动控制的特点、轮胎行业的发展现状，以及西门子运动控制在轮胎行业的应用与发展，促使西门子运动控制技术更好的服务于轮胎行业，同时也促进工业领域的不断发展。 关键词：西门子运动控制技术；轮胎行业现状；应用与发展 一、概述 随着人们生活质量水平的提高，对汽车的需求量也不断增大，从而带动轮胎行业的快速发展，近几年我国轮胎行业的规模持续扩展。与此同时西门子运动控制技术作为世界领先水平的控制技术，以及全球最大的轮胎设备控制技术的领导者，使其在轮胎行业的市场内处于不败地位，西门子以其最优质和最先进的技术水平服务于轮胎行业，促进轮胎行业更好的发展，不断满足人们的需求。西门子运动控制在轮胎行业中的应用主要体现在轮胎成型机上，而全钢丝载重子午线轮胎就依靠于轮胎成型机的作用，西门子运动控制技术很好的完成了对轮胎成型机的应用。 二、轮胎行业现状 我国对轮胎的需求量不断增加，轮胎行业的发展规模不断扩大，中国在轮胎行业中占据越来越重要的地位，并逐步发展成轮胎制造行业的大国。轮胎行业对制造轮胎的各种规划和标准也已经建立完整的工业体系，这对轮胎的创新和改革有重要的积极促进作用。人们对汽车的需求量不断增加，带动了轮胎销量的增加，进而促进轮胎行业的快速发展。目前我国使用的轮胎质量已经达到了世界领先水平，轮胎的安全性、可靠性和环保性也获得了使用者的高度认可。 三、西门子运动控制技术的概括 YL25C全液压轮胎压路机控制系统要对压路机的动力系统、行走系统和洒水系统提供相应的控制及保护，恒转速、恒速行走，按一定斜坡值要求起步和停车，确保系统的高效安全运转，具备一定远程监控的功能扩展平台。西门子运动控制动力系统对启动马达、油门步进电机及断油电磁铁进行控制，实时监控发动机机转速、机油压力及冷却水温度。启动控制：在启动条件满足时（行走泵斜盘归零位），启动点火开关，由蓄电池为启动马达及断油电磁铁供电，当系统检测到发动机转速达到预置值时，断开启动马达电源。转速控制：传统的发动机转速调节是利用机械软轴直接施力于节气门来调速，其缺陷是发动机怠速不稳，导致燃油不完全燃烧，其次，调速的快慢也受限于操作员的经验。行走系统在国内同类产品首创全液压驱动，速度快、行驶平稳，可达18Km/h，满足快速转场的要求；双操作手柄电控无级调速，实现机电液一体化控制，调速及换向便捷，制动迅速，大大提高操作舒适性和安全性，对轮胎的安全性、可靠性及环保性都有重要作用。 四、西门子运动控制在轮胎行业中的应用 西门子运动控制技术在轮胎行业中的作用越来越重要，而全钢丝载重子午线轮胎就是西门子运动控制技术最好的应用成果，全钢丝载重子午线轮胎具有安全、环保、高速和耐磨的性能，深受使用者的欢迎。近几年轮胎行业以全钢丝载重子午线轮胎作为制造生产的重点，促进了轮胎行业市场的繁荣。轮胎成型机是制造全钢丝载重子午线轮胎的重要设备，而轮胎成型机主要是运用西门子运动控制技术而制造的用于制造轮胎的设备，西门子运动控制技术在轮胎行业起着十分重要的作用。另外在现代各类建筑基础、路面和路基的压实中，轮胎压路机具有不可代替的优越性，其充气轮胎除有垂直压实力外，还有水平压实力，这些力的作用加上胶轮弹性所产生的一种“揉搓作用”结果就产生了极好的压实效果。同时，轮胎间的相互重叠能产生平整、致密的表面质量，都体现出西门子运动控制技术在轮胎行业中的应用。 总结： 通过对西门子运动控制在轮胎行业中的应用与发展的论述，我们了解到西门子运动控制技术对轮胎产业发展的重要性。西门子运动控制技术作为轮胎制造业的先进技术，为轮胎制造过程提供了技术帮助，其安全性、可靠性都深受制造者的欢迎。随着人们对汽车的需求不断增加，轮胎产业市场也得到了发展，制造轮胎的重要设备成型机就是由西门子运动控制技术制造的，其先进性和优越性都是很多轮胎设备不能达到的，这对轮胎产业的发展也起到了很好的促进作用，因此轮胎制造者要重视推广西门子运动控制技术在轮胎行业中的影响，为社会经济和产业发展增添动力。 参考文献： [1]轮胎成型机自动供料技术与装置的开发[D]。谭剑。青岛科技大学 2017 [5]西门子AS产品应用于北京恒驰半钢子午胎成型机[J]。橡塑技术与装备。2013（09） [4]浅谈现代化轮胎工厂的工程设计发展趋势[J]。李智，蔡俊松。橡塑技术与装备。2015（11） [7]我国轮胎行业分析[J]。李巧玲。中小企业管理与科技（上旬刊）。2014（08）