毕业论文(5)

系统。这一点对、大、中型的系统尤为重要。从技术上说，选择PLC系统是按被控系统的规模、方式、控制速度以及其它的特殊要求来决定控制对象，应按下列各项逐一加以考虑。

1.控制系统中被控设备的I/O点数及性质（开关量、模拟量或两者兼有）。 2.各I/O的具体技术要求，如额定电流值、额定电压值等信号量范围。 3.根据所需点数，确定待选用PLC 的规模（大中小型），结构是单元式还是模块式，以及模块配置和扩展单元。

4.是否需要采用专用智能接口模块，以满足特殊的控制要求（如定位、闭环等控制，人机对话等功能）。

5.控制系统是否是分布式，个被控设备再空间的位置分布情况。被设备离主机的最远距离等。

6.控制系统最短的系统响应时间（即由输入量受到至输出端被设备动作的总时间），主要由扫瞄程序时间决定。

7.考虑选择CPU的容量（一般指内存RAM的储存容量）应满足所控的点数N*10：对于小型机，每个字8bit字位），对大型机，每个字16bit）。再模拟量I/O的场合，应取比此数大一倍的容量。另外，还要着重考虑到CPU 的功能，大中型系统要求有较强的指令集。

8.对较大型的系统，若有数十台PLC一起工作，应考率其间的通信方式。 9.对于十分重要的生产过程），应考虑是否需要采用后备系统或DPU系统。 10.编程及监控要求适当编程环境，应考虑是采用继电器控制逻辑的梯形图语言，还是其它表达形式语言来编程，是否要求流程显示控制。

11.在强干扰（电、磁）的场合下，PLC布置的抗干扰要特别小心。除布线方面的考虑外，有时必须采用全屏蔽设计，或用光纤传输系统。

12.其它，如是否采用无线数字传输，系统日后扩展要求等都应考虑。

5.2电气设备概述

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5.2.1PLC的基本组合

通俗的讲，PLC实际上就是一台工业控制计算机，其硬件结构基上与微机相同，但也有其特殊地方。一般分为：输入信号，输入模块，输出信号和执行元件等。 5.2.2电气控制的变压系统部分设计

根据PLC输出端的特点，本系统共需以下四种电压： (1)作为PLC电源的交流220伏 (2)线圈所需电源交流100伏 (3)电磁铁所需电源直流24伏 (4)原点指示灯所需电源交流6.3伏

变压系统的左右两端均采用空气断路器作为短路保护及长期过载保护，其中直流24伏需要安装整流器。

5. 2.3 OMRON,CPM2A系列PLC功能

(1)CPM2A的通道用3数字表示成为通道信号，一个通道有16位，在指明一个位时用5 位数字称为继电器号三位为该在的通道号，后2位为该位在通道中的序号，一个通道中16个位的序号伪00---15，因此位号中后2位为00----15 (2)输入继电器区：有10个通道000---009，其中000，001通道用于CPU单元输入通道，002---009用于CPU单元连接的扩展单元的输入通道；

(3)输出继电器：有10个通道010---019，其中，010，011用于CPU单元连接的扩展单元

(4)特殊辅助继电器：特殊辅助继电器共有24个通道，232---255，SR区和IR区实际上是PLC的同意数据区，SR区的通道在IR区之后的顺序编号，SR区和IR区的区别在于前者供用户使用，而后者由系统使用。

25505：>标志（比较结果大于0N时） 25506：=标志（比较结果等于0N时） 25507：<标志（比较结果小于0N时）

(5)计数器：计数器指令：CNT,可以进行预置4位的BCD码的减法计算，每当计数输入信号CP从OFF变为ON时，计数器的当前值减一。计数器的设定值范围为：0000---9999，必须用BCD码设定。计数器的计数方式为递减计数。

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(6)数据移位指令：数据移位指令为：SFT(10), SFT(10)为移位指令器，移位寄存有三个端子，数据输入端IN,移位脉冲输入端SP和复位端R。当复位端R为OFF时，在移位脉冲SP端由OFF---ON的上升沿时，所定义的开始通道ST到结束通道E 中的所有位移次左移一位，E 通道的最高位溢出丢失，ST 通道的最低位（ 即 第一位）则移移进数据的输入端IN 的数据，开始通道号ST 必须小于或等于结束通道号 E，并且ST 和OE 必须在同一个区域。

5.3 选用和确定I/O设备

根据上述对控制对象的分析，本机床所需的I/O设备及点数见大图： 5.3.1 选择PLC的型号及I/O点数的分析

PLC机型选择的基本原则是，在功能满足的前提下，保证可靠、维护使用方便，以获得最佳的性能价格比。PLC的型号种类很多，在选用PLC时还需考虑以下问题：

(1)选用规模适当的PLC

输入、输出点数是衡量PLC规模大小的重要指标。因此，在选用PLC时，首先要确保有足够的I/O点数，并留有一定的余地，一般考虑10%~15%的备用量。另外，如果只是为了实现单机自动化或机电一体化产品，可选用小型PLC；若控制系统较大，I/O点数较多，被控制设备较分散，则可选用大、中型PLC。 (2)PLC的容量要满足用户要求

PLC用户程序所需内存容量一般与开关量输入输出点数、模拟量输入输出点数以及用户程序的编写质量等有关。

对PLC用户程序存储器容量的估算，有以下经验公式： 存储器总字数=（开关量I/O点数?10）+（模拟量点数?150） 本系统中无模拟量，所以该公式变为：

存储器总字数=(开关量I/O点数?10)=26?10=260 按经验公式所算得的存储器字数还要留有25%的余量，即 存储器总字数为260?（1+0.25）=325 (3)功能要相当、结构要合理

对只要求用于继电器控制功能的系统，控制一台或几台小设备，或者用于对原有

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设备的改造，加强完善其功能等场合，选择一般小型机即可，若被控制对象是开关量和模拟量并存，则要选择有相应功能的PLC。

此外，还要考虑PLC的结构。在单机自动化和一些小型控制系统中易选整体式PLC。

(4)输入/输出模块的选择

选择哪一种功能的输入输出模块和哪一种输出形式，取决于控制系统中输入输出信号的种类、参数要求和技术要求。

输入模块分为直流5V/12V/24V/48V/60V几种；交流115V/220V两种。一般应根据现场设备与模块之间的距离来选择电压的大小。本系统中选用直流24V。 输出模块按方式不同又有继电器输出、晶体管输出和双闸管输出三种。对开关频繁、低功率因数的感性负载，可使用晶闸管输出（交流输出）。继电器输出模块承受过电压和过电流的能力较强，价格比较便宜，但响应速度较慢，在输出变化不是很快、很频繁时，可优先考虑使用。

5.4控制程序设计

因为在手动操作方式下，各种动作都是用按钮控制来实现，其程序可独立与自动操作程序而另行设计。因此，总程序可分为两段独立的部分:手动操作程序和自动操作程序。程序的总结构如图。若选择自动操作方式，将跳过手动程序段而执行自动程序。 (1)手动操作程序的设计

手动操作控制简单，可按照一般继电器控制系统的逻辑设计法来设计。手动操作的梯形图如图所示。 (2)自动操作程序设计

自动操作控制比较复杂，可先绘出控制流程图（功能表图），以表示程序执行的顺序和条件如下图:

自动操作程序的控制原理及工作过程分析如下： (3)编写控制程序的语句表

手动和自动程序设计好后，按总程序结构框图，将两段程序嵌入，就可得到整个系统的应用程序。

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