月期刊咨詢網(wǎng)給大家提供機械類期刊論文服務，本文是一篇自動化論文范文，選自期刊《電力系統(tǒng)自動化》雜志為美國工程索引EI核心期刊， 辦刊宗旨為“立足行業(yè)，鼓勵創(chuàng)新，面向應用，促進電力工業(yè)科技進步”，主要面向電力行業(yè)從事科研、設計、運行、試驗、制造、管理與營銷的專業(yè)技術人員以及 相關專業(yè)的大專院校師生、電力產(chǎn)品用戶等，既具有學術性和前瞻性，又注重實用性和導向性，同時也重視和鼓勵來自科研、生產(chǎn)第一線的經(jīng)驗、改進和革新。
　　摘 要：通過PLC系統(tǒng)來控制油缸往復運動。油缸往復運動是工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，但在傳統(tǒng)的工藝方面，許多企業(yè)還在采用手動的方法，工人完全憑經(jīng)驗進行油缸的往復運動。由于工人的熟練程度和生產(chǎn)經(jīng)驗的差異，再加上疲勞程度和工作態(tài)度的影響，難以保證油缸的穩(wěn)定運行。另外由于各種工作條件影響工人的操作，因此利用自動化控制油缸的往復運動，是改造傳統(tǒng)手動方法的很好的途徑，是十分必要的�？删幊炭刂破�(PLC)具有體積小，抗干擾能力強，組態(tài)靈活等優(yōu)點，在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到非常廣泛的應用。

　　關鍵詞：機械類期刊論文,PLC控制系統(tǒng),設計,研究

　　一、PLC控制系統(tǒng)設計的一般原則

　　構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)時應遵循以下一般原則：

　　(一)滿足被控設備的全部控制要求，包括功能要求、性能要求。

　　(二)在滿足控制系統(tǒng)要求的基礎上，應考慮實用性、經(jīng)濟性、可維護性。

　　(三)控制系統(tǒng)應確保控制設備性能的穩(wěn)定性及工作的安全性、可靠性。

　　(四)控制系統(tǒng)應具有可擴展性，能滿足生產(chǎn)設備的改良和系統(tǒng)的升級。

　　(五)要注意控制系統(tǒng)輸入/輸出設備的標準化原則和多供應商原則，易于采購和替換。 (六)易于操作，符合人機工程學的要求和用戶的操作習慣。

　　二、PLC控制系統(tǒng)設計的基本步驟

　　一般都要按照圖中的基本步驟來進行：

　　(一)首先，根據(jù)系統(tǒng)需完成的控制任務，對被控對象的工藝過程、工作特點、控制系統(tǒng)的控制過程、控制規(guī)律、功能和特性進行詳細分析，歸納出工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖。然后，明確其控制要求和設計要求，明確劃分控制的各個階段及各階段的特點，階段之間的轉(zhuǎn)換條件，最后歸納出各執(zhí)行元件的動作順序表。

　　(二)根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入設備(按鈕、操作開關、限位開關、傳感器等)、輸出設備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設備驅(qū)動的控制對象(電動機、電磁閥等)，確定PLC的I/O點數(shù)。

　　(三)選型。PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，選型一方面是選擇多大容量的PLC，另一方面是選擇什么公司的PLC和外設。

　　(四)進行合理的PLC變量規(guī)劃(I/O點以及所用到的內(nèi)部元件定義)，繪制電氣原理圖。這一步是非常重要的一步。開關量，變量規(guī)劃實際上是把PLC的I/O分配給實際的元器件，給實際的元器件賦予一定的PLC地址， 模擬量，輸入輸出的路數(shù)與實際電路也是一一對應的。在PLC控制系統(tǒng)中， 電氣原理圖中應增加PLC的I/O連接圖。此外，還有一部分“軟件程序”，即梯形圖。

　　(五)PLC控制程序設計。

　　(六)控制柜設計和現(xiàn)場施工。采用PLC控制系統(tǒng)，可以使軟件設計與硬件配備工作平行進行，縮短工程周期。

　　(七)試運行、驗收、交付使用，并編制技術文件。

　　三、PLC控制系統(tǒng)設計步驟

　　(一)根據(jù)控制要求確定軟件硬件分工

　　PLC控制系統(tǒng)設計前首先應分析生產(chǎn)工藝流程，確定被控制對象。被控制對象包括機械傳動系統(tǒng)、電氣傳動系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)、氣動傳動系統(tǒng)等。

　　根據(jù)被控制對象的工作特性，傳動方案的技術指標，確定對PLC控制系統(tǒng)的控制要求，這些要求包括：

　　1.控制的基本方式。控制的基本方式包括行程控制，時間控制、速度控制、電流/電壓控制(信號來自各種傳感器)等。

　　2.需要完成的動作。需要完成的動作包括動作及其順序、動作條件。

　　3.操作方式。包括手動(手動點動，回原點)，自動(單步運行、單周期運行、自動運行)以及必要的保護與報警、聯(lián)鎖與互鎖、現(xiàn)場顯示、故障診斷等

　　4.確定軟件與硬件分工�？刂葡到y(tǒng)的某些功能可以用硬件實現(xiàn)，也可以用軟件實現(xiàn)，可以按照技術方案、經(jīng)濟性、可靠性等指標，選用硬件實現(xiàn)，或者選用軟件實現(xiàn)，或者同時選用。

　　(二)確定用戶的1/O設備

　　1.根據(jù)控制要求，確定輸入設備。輸入設備包括撥碼開關、編碼器、傳感器和主令開關(含按鈕、轉(zhuǎn)換開關、行程開關、限位開關等)。

　　2.根據(jù)控制要求，確定輸出設備。輸出設備包括接觸器、繼電器、電磁閥、信號燈、LED等，以及步進電動機、伺服電動機、變頻電動機控制器等，并了解與輸出設備相連的電動機控制要求。

　　3.根據(jù)用戶的1/O的設備數(shù)量，確定PLC的I/O點數(shù)。

　　(三)硬件設計

　　1.選擇PLC的型號。正確選擇PLC的型號對于保證控制系統(tǒng)的技術性、經(jīng)濟性、可靠性、可擴展性至關重要。據(jù)此，可以選擇合適的PLC系列，并在該系列中選擇合適的型號。 選擇并確定PLC的容量，開關量輸入的點數(shù)，開關量輸出的點數(shù)、輸出方式及其輸出功率;模擬量輸入的點數(shù)，模擬量輸出的點數(shù);選擇并確定電源模塊，特殊功能模塊的種類及數(shù)量。

　　2.建立PLC的I/O地址分配表。分配PLC的I/O點，建立I/O地址分配表。

　　3.繪制I/O設備與PLC的連線圖。繪制出PLC的1/O端子與I/O設備的連線圖�？紤]必要的安全保護措施，如互鎖和聯(lián)鎖保護、過電壓保護、過電流保護、短路保護等。

　　4.電氣系統(tǒng)的設計。電氣系統(tǒng)的設計主要是指設計電氣控制柜的電氣布置圖，電氣安裝圖，操作面板布置圖，接線端于圖等的設計，有時還需要設計控制臺。

　　此外，還要進行配線設計，要求標注對應的PLC模塊編號、模塊端子編號、PLC輸入/輸出點的地址、輸入/輸出設備的接線表，接線板的接線表，穿管電線表。線號排列要清楚，便于查找及現(xiàn)場配線施工。

　　四、軟件設計

　　根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和控制要求，畫出PLC控制系統(tǒng)流程圖或者類似于SFC語言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。表明被控制對象的動作順序，狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。

　　根據(jù)PLC的輸入/輸出點的地址分配表，將流程圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)化成梯形圖。 選擇合適的編程工具將PLC程序送入PLC的程序存儲器里。

　　一般是選擇Windows環(huán)境下的PLC編程軟件，輸入、編輯梯形圖，將其轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部指令并下載到PLC的程序存儲器，進行監(jiān)控、調(diào)試和修改。

　　五、調(diào)試

　　(一)離線模擬調(diào)試。在編程軟件的編程環(huán)境下可以對程序的運行進行監(jiān)控、調(diào)試�？梢杂冒粹o或開關的輸入模擬開關量的輸入進行反復調(diào)試，直到滿足控制要求。有條件的情況下，可以使用離線模擬軟件進行離線調(diào)試。

　　(二)現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試。在配線施工完成以后，就可以結(jié)合現(xiàn)場設備進行現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試�？梢赃\用單步，監(jiān)控，跟蹤等方式調(diào)試。有些與時序相關的問題只能在現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試還可以發(fā)現(xiàn)配線錯誤。反復調(diào)試，排除所發(fā)現(xiàn)的問題，直到滿足控制要求。

　　六、編制控制系統(tǒng)技術文件

　　控制系統(tǒng)技術文件主要是指技術說明書、使用說明書(含操作規(guī)程和安全規(guī)程)、維護說明書、控制系統(tǒng)的電氣原理圖、電氣元件明細表、PLC梯形圖或者PLC指令清單、電氣控制柜的電氣布置圖、電氣安裝圖、操作面板布置圖、接線端子圖以及穿管電線表等。

　　七、控制系統(tǒng)交付使用及用戶技術培訓

　　經(jīng)過調(diào)試合格的PLC控制系統(tǒng)就可以交付用戶使用了。在交付過程中，對用戶進行技術培訓;簡單的系統(tǒng)可不安排技術培訓。

　　其中，步驟1～2是PLC控制系統(tǒng)設計的前期階段。在前期階段完成后，就進入PLC控制系統(tǒng)的實質(zhì)性設計環(huán)節(jié)。

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