2509 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì)

2509 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì),電磁離合器,性能,機(jī)能,測(cè)試,控制,節(jié)制,部分,部份,設(shè)計(jì) xxxxxx畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì) 學(xué) 院： xxxxxx 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： xxxxxx 姓 名： xxxxxx 指導(dǎo)教師： xxxxxx 完成日期： 2012 年 5 月 28 日 xxxxxx 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)論文（設(shè)計(jì)）題目： 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào)： xxxxxx 姓名： xxxxxx 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求1.內(nèi)容簡(jiǎn)介： 基于 PLC 的電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì) 2.基本要求： （1）翻譯一篇不少于 3000 字的外文文獻(xiàn)（2）畫(huà)出有 CPU 接線圖 （3）各程序圖要求清晰明了 （4）畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，要求不少于 1.5 萬(wàn)字 2、重點(diǎn)研究的問(wèn)題主要研究的問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面： 1.從實(shí)際出發(fā)了解電磁離合器轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的工作流程。 2.參考工作流程，確定控制方案及要用到的元器件。 3.了解各元器件的功能和工作原理，完成相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)以及元器件的接線。 4.編寫控制程序并對(duì)其進(jìn)行模擬仿真分析結(jié)果。 三、進(jìn)度安排序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間1 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料 二月初到二月底 2 通過(guò)閱讀文獻(xiàn)資料完成開(kāi)題報(bào)告 三月上旬至三月中旬3 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和外文文獻(xiàn)翻譯 三月下旬至四月中旬4 完成設(shè)計(jì)圖的繪制和相關(guān)的仿真分析 四月下旬至五月上旬5 寫出初稿 五月上旬6 修改，寫出第二稿 五月中旬7 寫出正式稿，定稿 五月下旬8 答辯 五月底四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)⑴王永華.現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社， 2008 ⑵方大千.變頻器、軟起動(dòng)器及 PLC 實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].人民郵電出版社，2007. ⑶劉瑞華.S7 系列 PLC 與變頻器綜合應(yīng)用技術(shù)[M].中國(guó)電力出版社，2009. ⑷鄭鳳翼.圖解西門子 S7-200 系列 PLC 入門[M].電子工業(yè)出版社，2009. ⑸任國(guó)熊、任致程.特種變頻器實(shí)用手冊(cè)[M].中國(guó)電力出版社，2006. ⑹吳宗澤、羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].高等教育出版社，2006. ⑺熊詩(shī)波、黃長(zhǎng)藝.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006. ⑻殷洪義、吳建華.PLC原理與實(shí)踐[M].清華大學(xué)出版社，2008. ⑼陳忠平、周少華．西門子S7-200系列PLC自學(xué)手冊(cè)[M].人民郵電出版社，2008. ⑽鄭鳳翼、金沙.圖解西門子S7-200系列PLC應(yīng)用88例[M].電子工業(yè)出版社，2009. ⑾湖南湘儀動(dòng)力測(cè)試儀器有限公司.JC系列轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器使用說(shuō)明書(shū). ⑿西門子(中國(guó))有限公司.MICROMASTER440 通用型變頻器使用大全. ⒀李華棟.基于數(shù)字信號(hào)控制器的磁電式相位差轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的研究[J].重慶大學(xué) 碩士學(xué)位論文，2006. ⒁羅穩(wěn)剛.電梯PLC控制設(shè)計(jì)[J].成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校，2007. xxxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表學(xué)號(hào) xxxxxx 姓名 吳 滔 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。綜合評(píng)價(jià)評(píng)閱人： 年 月 日 xxxxxx畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn)學(xué)號(hào)： xxxxxx 姓名： 吳 滔 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 70 頁(yè) 圖 表 1 張論文（設(shè)計(jì)）題目： 電磁離合器性能測(cè)試臺(tái)控制部分設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要： 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)已在電機(jī)、汽車、船舶運(yùn)輸、柴油機(jī)、化工機(jī)械、石油工業(yè)、冶金等多方面獲得了廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、型式鑒定和節(jié)能、安全與優(yōu)化控制等工作中所必不可少的內(nèi)容。因此，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)情況，也就表征了一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)和科學(xué)研究的現(xiàn)代化水平。本文介紹了可編程控制器的特點(diǎn)及工作原理，詳細(xì)闡述了變頻器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器以及一些電器元件的特點(diǎn)。同時(shí)描述了西門子 S7-200 系列 PLC 在本系統(tǒng)中的應(yīng)用，確定了以西門子 S7-200PLC 為核心的控制系統(tǒng)，完成了對(duì)電磁離合器轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的集中控制。 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ)答辯小組組長(zhǎng)： 年 月 日 答辯委員會(huì)意見(jiàn)答辯委員會(huì)主任： 年 月 日目 錄第 1 章緒 論 .................................................................................................................11.1 電磁離合器概述 ...............................................................................................11.2 課題背景及意義 ...............................................................................................11.3 國(guó)內(nèi)外基本研究情況 .......................................................................................11.3.1 轉(zhuǎn)矩測(cè)量的國(guó)內(nèi)外發(fā)展 現(xiàn)狀 ................................................................11.3.2 PLC 控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā) 展現(xiàn)狀 ........................................................21.4 課題的主要研究?jī)?nèi)容 .......................................................................................2第 2 章 PLC 可編程 序控 制器 ............................................................................32.1 PLC 的起源 和發(fā)展 ..........................................................................................32.2 PLC 控制系統(tǒng)與其他工業(yè)控制系 統(tǒng)的比較 ..................................................52.2.1 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較 ............................................52.2.2 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的比較 ....................................................52.2.3 PLC 控制系統(tǒng)與集散型控制系統(tǒng)的 比較 ............................................72.3 PLC 控制系統(tǒng)的組成 .......................................................................................72.3.1 硬件的組成 ............................................................................................72.3.2 軟件的組 成 ..........................................................................................102.4 PLC 控制系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢(shì) .............................................................................13第三章 元器件選 型 ..............................................................................................153.1 PLC 選型 ........................................................................................................153.1.1 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 ............................................................153.1.2 存儲(chǔ)器容量的估算 ..............................................................................153.1.3 控制功能 的選擇 ..................................................................................16 3.1.4 機(jī)型的選擇 ..........................................................................................173.1.5 CPU226 及 EM235 介 紹 ......................................................................193.2 I/O 地址分配與擴(kuò)展 I/O 的地址分配 ...........................................................193.2.1 本機(jī)最大 I/O 配置 ..............................................................................193.2.2 I/O 點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展 和編址 .........................................................................203.2.3 本設(shè)計(jì) I/O 地址 分配表 .......................................................................213.3 變頻器選型 .....................................................................................................213.3.1 變頻器介紹 ..........................................................................................213.3.2 變頻器的 調(diào)速 ......................................................................................223.3.3 變頻器選型原則 ..................................................................................223.3.4 MM440 變頻器介 紹 .............................................................................253.3.5 MM440 特點(diǎn) ........................................................................................253.3.6 MM440 控制端子介 紹 ........................................................................273.4 傳感器選 型 ....................................................................................................293.4.1 傳感器簡(jiǎn)介 ..........................................................................................293.4.2 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器工作原 理 ..................................................................303.4.3 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器選型依 據(jù) ..................................................................313.5 扭矩 儀 .............................................................................................................33第四章 控制系統(tǒng)程序 設(shè)計(jì) ................................................................................344.1 程序設(shè)計(jì)說(shuō)明 .................................................................................................344.2 轉(zhuǎn)矩調(diào)零程序設(shè)計(jì) ........................................................................................344.3 測(cè)量系統(tǒng)控制程序設(shè) 計(jì) .................................................................................364.3.1 測(cè)量系統(tǒng)工作流程 ...............................................................................364.3.2 模擬量控制編程方法 ...........................................................................364.3.3 轉(zhuǎn)矩傳感器電機(jī)控 制 ...........................................................................374.3.4 測(cè)量過(guò)程控制 程序 ...............................................................................384.4 故障報(bào)警 電路設(shè)計(jì) ........................................................................................39第五章設(shè)計(jì) 總結(jié) .....................................................................................................435.1 本設(shè)計(jì)研究結(jié) 論 .............................................................................................435.2 設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題和展望 .................................................................................43致謝 ............................................................................................................................44參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................45附錄Ⅰ 程序語(yǔ) 句 ...................................................................................................46附錄Ⅱ CPU226 接 線圖 .......................................................................................49 附錄Ⅲ 外文文獻(xiàn)翻譯 .........................................................................................50附錄Ⅳ 外文文獻(xiàn)原 文 ..........................................................................................58摘要隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)已在電機(jī)、汽車、船舶運(yùn)輸、柴油機(jī)、化工機(jī)械、石油工業(yè)、冶金等多方面獲得了廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、型式鑒定和節(jié)能、安全與優(yōu)化控制等工作中所必不可少的內(nèi)容。因此，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的研制和生產(chǎn)情況，也就表征了一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)和科學(xué)研究的現(xiàn)代化水平。本文介紹了可編程控制器的特點(diǎn)及工作原理，詳細(xì)闡述了變頻器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器以及一些電器元件的特點(diǎn)。同時(shí)描述了西門子S7-200系列PLC在本系統(tǒng)中的應(yīng)用，確定了以西門子S7-200PLC為核心的控制系統(tǒng)，完成了對(duì)電磁離合器轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的集中控制。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量，PLC，電磁離合器 ABSTRACTAlong with the progress in science and technology and the development of productive forces，torque and rotational speed measurement technology is widelyapplied in motor,automobile，marine transportation,diesel engine,chemical machinery,petroleum industry,metallurgy,etc．The torque and rotational speed measurement is necessary for mechanical products’development and research，test and analysis，quality test,pattern appraisal and energy conservation,security and optimized control.Therefore,the development and production of torque and rotational speed measuremant system also represent the modem level of a country’s basic industry and the scientific research．This paper provides an overview of featuers and working principle of the Programmable Logic Controller, elaborated the features of iverter, sensor and other electrical componets. Also describes the Siemens S7-200 series PLC in this system, established Siemens S7-200PLC as the core control system, completed the centralized control of electromagnetic clutch torque measurement system.Keywords: Torque and tational speed measurement,PLC，Electromagnetic clutch1第 1 章緒論1.1 電磁離合器概述電磁離合器主要應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，可在主動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，使從動(dòng)部分與主動(dòng)部分結(jié)合或分離。它有著高速響應(yīng)、耐久性強(qiáng)、組裝維護(hù)容易，使用簡(jiǎn)單、動(dòng)作確實(shí)等特點(diǎn)。電磁離合器的動(dòng)作是通過(guò)電磁線圈驅(qū)動(dòng)離合盤吸合與分開(kāi)。電 磁 離 合 器 可 分 為 ： 干 式 單 片 電 磁 離 合 器 ， 干 式 多 片 電 磁 離 合 器 ，濕 式 多 片 電 磁 離 合 器 ， 磁 粉 離 合 器 ， 轉(zhuǎn) 差 式 電 磁 離 合 器 等 。1.2 課題背景及意義轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、型式鑒定和節(jié)能、安全與優(yōu)化控制等工作中所必不可少的內(nèi)容。通過(guò)測(cè)量機(jī)械設(shè)備的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，可以分析研究零件、機(jī)構(gòu)的受力狀況和某些物理現(xiàn)象的機(jī)理。因此，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量及分析是保證各種生產(chǎn)及輔助設(shè)備安全正常運(yùn)行、節(jié)省能源、提高系統(tǒng)效率的重要手段。轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測(cè)對(duì)減少非計(jì)劃?rùn)z修時(shí)間，快速分析產(chǎn)生事故及故障的原因，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益都有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)已在電機(jī)、汽車、船舶運(yùn)輸、交通、柴油機(jī)、化工機(jī)械、石油、冶金等多方面獲得了廣泛的應(yīng)用。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)下，許多機(jī)械新產(chǎn)品既要向更大功率、更高速度、更高效率的方向發(fā)展，又要向更小的設(shè)計(jì)裕度方向加速發(fā)展，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量能為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的設(shè)計(jì)提供科學(xué)數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量應(yīng)用在自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，可為自適應(yīng)控制系統(tǒng)提供控制信號(hào)；轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量是檢驗(yàn)各類動(dòng)力機(jī)械功率輸出是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的必要手段；對(duì)于一些大型的、關(guān)鍵的、無(wú)儲(chǔ)備的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)，由于他們的意外停車或故障將造成極大的危害，而轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量可對(duì)這些設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行狀2態(tài)監(jiān)測(cè)和故障識(shí)別，做到提前預(yù)警，避免危害。此外，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量在作為節(jié)能指示器，多主機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力平衡指示器等方面都有著廣泛應(yīng)用。隨著轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量的廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)也提出了越來(lái)越高的要求：由靜態(tài)測(cè)試轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)；由間接測(cè)量轉(zhuǎn)向直接測(cè)量；由單功能轉(zhuǎn)向多功能，包括自補(bǔ)償、自修正、自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲(chǔ)和記憶；要求系統(tǒng)微型化、數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化；要求轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的檢測(cè)與動(dòng)力裝置的控制相結(jié)合，達(dá)到轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸出功率的優(yōu)化配置。 1.3 國(guó)內(nèi)外基本研究情況1.3.1 轉(zhuǎn)矩測(cè)量的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，按原理可分為：傳遞類(扭軸類或轉(zhuǎn)矩計(jì)類)，平衡力類(支反力類或測(cè)功機(jī)類)，能量轉(zhuǎn)換類(間接測(cè)量法)等三類。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)工作中，大多數(shù)都采用傳遞類轉(zhuǎn)矩測(cè)量法。轉(zhuǎn)矩測(cè)量技術(shù)主要包括兩方面：一是傳感器，二是測(cè)量系統(tǒng)?，F(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的傳遞類轉(zhuǎn)矩測(cè)量手段是采用傳感器測(cè)量。國(guó)外轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)總體說(shuō)來(lái)發(fā)展較早，技術(shù)水平也較為先進(jìn)。但近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)經(jīng)過(guò)廣大科研技術(shù)人員的不斷努力，也取得了迅速的發(fā)展。1.3.2 PLC 控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀自從第一臺(tái) PLC 出現(xiàn)以后，日本、德國(guó)、法國(guó)等也相繼開(kāi)始研制 PLC，并得到了迅速的發(fā)展。目前，世界上有 200 多家 PLC 廠商，400 多品種的 PLC 產(chǎn)品，按地域可分成美國(guó)、歐洲、和日本等三個(gè)流派產(chǎn)品，各流派 PLC 產(chǎn)品都各具特色，如日本主要發(fā)展中小型 PLC，其小型 PLC 性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格便宜，在世界市場(chǎng)上占用重要地位。著名的 PLC 生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)的 A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日本的三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）公司、歐姆龍（OMRON）公司，德國(guó)的 AEG 公司、西門子（Siemens）公司，法國(guó)的TE（Telemecanique）公司等。我國(guó)的 PLC 研制、生產(chǎn)和應(yīng)用也發(fā)展很快，尤其在應(yīng)用方面更為突出。在20 世紀(jì) 70 年代末和 80 年代初，我國(guó)隨國(guó)外成套設(shè)備、專用設(shè)備引進(jìn)了不少國(guó)外的 PLC。此后，在傳統(tǒng)設(shè)備改造和新設(shè)備設(shè)計(jì)中，PLC 的應(yīng)用逐年增多，并取3得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，PLC 在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平起到了巨大的作用。目前，我國(guó)不少科研單位和工廠在研制和生產(chǎn)PLC，如遼寧無(wú)線電二廠、無(wú)錫華光電子公司、上海香島電機(jī)制造公司、廈門A-B 公司等。1.4 課題的主要研究?jī)?nèi)容本次設(shè)計(jì)的大體內(nèi)容是運(yùn)用PLC配合變頻器和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)控制電磁離合器轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)。要完成以上要求，本論文具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：⑴從實(shí)際出發(fā)，了解電磁離合器轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的工作流程。⑵參考工作流程，確定控制方案及要用到的元器件。⑶了解各元器件的功能和工作原理，完成相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)以及元器件的接線。⑷編寫控制程序，并對(duì)其進(jìn)行模擬仿真分析結(jié)果。第 2 章 PLC 可編程序控制器2.1 PLC 的起源和發(fā)展在可編程控制器誕生之前，繼電器控制系統(tǒng)已廣泛的用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，繼電器控制系統(tǒng)通?？梢钥闯捎奢斎腚娐?，控制電路，輸出電路和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)這 4 個(gè)部分組成的。其中輸入電路也是由按鈕，行程開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)，傳感器等構(gòu)成。用以向系統(tǒng)送入控制信號(hào)。輸出電路部分是由接觸器，電磁閥等執(zhí)行元件構(gòu)成，用以控制各種被控制對(duì)象，如電動(dòng)機(jī)，電爐，閥門等。繼電器控制電路部分是控制系統(tǒng)的核心部分。它通過(guò)導(dǎo)線將各個(gè)分立的繼電器，電子元器件連接起來(lái)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施控制；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是指被控制的對(duì)象（如電動(dòng)機(jī)等）或生產(chǎn)過(guò)程。繼電器控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中曾起著不可替代的重要作用，隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，繼電器控制系統(tǒng)已越來(lái)越難以適應(yīng)，因?yàn)槔^電器控制電路通常是針對(duì)著某一固定的動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝而設(shè)計(jì)的。它的控制功能也僅僅只局限于邏輯控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)等這樣一些簡(jiǎn)單的控制，一旦動(dòng)作順序或生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就必須進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，布線，裝配，和調(diào)試。顯然，這樣的控制系統(tǒng)完全無(wú)法滿足日新月異且競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。這就迫使人們要放棄原來(lái)已占統(tǒng)治地位的繼電器控制系統(tǒng)，研制可以替代繼電器控制系統(tǒng)的新型的工業(yè)控制系統(tǒng)。出于上述考慮，美國(guó)通用汽車公司（GM）于 1968 年提出了公開(kāi)招標(biāo)研制新型的工業(yè)控制器的設(shè)想，第二年，即 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）就研4制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器。在這一時(shí)期，可編程序控制器雖然采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但實(shí)際上只能完成順序控制，僅有邏輯運(yùn)算，定時(shí)，計(jì)數(shù)等順序控制功能。所以人們將可遍程序控制器稱之為 PCL（Programmable Logical Controller） ，即可編程序邏輯控制器。20 世紀(jì) 70 年代末 80 年代初，微處理器技術(shù)日趨成熟，使可編程序控制器的處理速度大大提高，增加了許多特殊，如浮點(diǎn)運(yùn)算，函數(shù)運(yùn)算，查表等。這樣可編程序控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。因此，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì) NEMA（National Electrical Manufacturers Association）將之正式命名為 PC（Programmable Controller） 。值得注意的是，因?yàn)閭€(gè)人計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱也是 PC（Personal Computer） ，有時(shí)為了避免混淆，人們習(xí)慣上仍將可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC（盡管這是早期的名稱） 。本書(shū)采用 PLC 的稱呼。20 世紀(jì)80 年代后，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32 位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化可編程序控制器得到了驚人的發(fā)展，使之在概念上，設(shè)計(jì)上，性能價(jià)格比等方面有了重大突破?？删幊绦蚓哂辛烁咚儆?jì)數(shù)，中斷技術(shù)，PID控制等功能，同時(shí)聯(lián)網(wǎng)通信功能也得到了加強(qiáng)，這些都使得可編程序控制器的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。為了使這一新型的工業(yè)控制裝置的生產(chǎn)和發(fā)展規(guī)范化。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）制定了 PLC 的標(biāo)準(zhǔn)，并給出了它的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過(guò)數(shù)字式，模擬式的輸入與輸出，控制各類的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。 ”綜上所述，PLC 是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。這種裝置具有體積小，功能強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，靈活通用，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，得到了用戶的公認(rèn)和好評(píng)。他經(jīng)過(guò)短短的幾十年發(fā)展后，現(xiàn)在已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC，機(jī)器人和CAD/CAM）之一，被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械，冶金，化工交通，電力等領(lǐng)域中。以 PLC 作為控制器的 PLC 控制系統(tǒng)是從根本上改變了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的工業(yè)原理和方式。繼電器控制系統(tǒng)是控制功能是通過(guò)采用硬件接線的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而 PLC 控制系統(tǒng)的控制功能是通過(guò)存儲(chǔ)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不僅可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量控制，還可以進(jìn)行模擬量控制，順序控制。另外，它的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能也遠(yuǎn)比繼電器控制系統(tǒng)強(qiáng)很多，一般可以為用戶提供幾十個(gè)甚至上百個(gè)定時(shí)器，計(jì)數(shù)器。隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代 PLC 控制系統(tǒng)已遠(yuǎn)不是幾5十年前的那個(gè)樣子，PLC 的控制從早期的單機(jī)控制發(fā)展到多機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了工廠自動(dòng)化。盡管現(xiàn)在的 PLC 控制系統(tǒng)已發(fā)生了很大的變化，但是從自動(dòng)控制的角度來(lái)看，PLC 控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上仍有相似之處?，F(xiàn)在以集中型的 PLC 控制系統(tǒng)為例說(shuō)明集中型 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上有那些相同和不同之處，這對(duì)初學(xué)者理解 PLC 控制系統(tǒng)的工作原理是有幫助的。集中型 PLC 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。將兩種系統(tǒng)相比，就會(huì)發(fā)現(xiàn) PCL 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)輸入，輸出部分基本相同，輸入電路也是由按鈕，開(kāi)關(guān)，傳感器所構(gòu)成：輸出電路也好似由接觸器，執(zhí)行器，電磁閥等構(gòu)成的。不同的是繼電器控制系統(tǒng)在控制線路被PLC 中的程序代替，這樣一旦生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，就只需要修改程序就可以了。正是上述原因，PLC 控制系統(tǒng)除了可以完成傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)所具有的全部功能外，還可以實(shí)現(xiàn)模擬量控制，開(kāi)環(huán)或閉環(huán)過(guò)程控制，甚至多級(jí)分布式控制。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，PLC 的成本在降低，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)被PLC 控制系統(tǒng)代替已是發(fā)展的必然趨勢(shì)。2.2 PLC 控制系統(tǒng)與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較2.2.1 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的比較比較項(xiàng)目 繼電器控制系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn) 由許多繼電器，采用接線的方式來(lái)完成控制功能各種控制功能是通過(guò)編制的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程變更的適應(yīng)性適應(yīng)性差。需要重新設(shè)計(jì)，改變繼電器和接線適應(yīng)性強(qiáng)，只需對(duì)程序進(jìn)行修改控制速度 低?？繖C(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn) 極快?？课⑻幚砥鬟M(jìn)行處理計(jì)數(shù)及其他特殊功能 一般沒(méi)有 有安裝，施工 連線多，施工繁 安裝容易，施工方便可靠性 差，觸點(diǎn)多，故障多 高，因元器件采用了篩選和老化等可靠性措施壽命 短 長(zhǎng)可擴(kuò)展性 困難 容易維護(hù) 工作量大，故障不易查找 有自診能力，維護(hù)工作量小表 2-1 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)比較表6結(jié)論：由于 PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此，在今后的控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)被 PLC 控制系統(tǒng)所代替是大勢(shì)所趨。2.2.2 PLC 控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的比較20 世紀(jì) 60 年代，由于小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，有人曾試圖用小型計(jì)算機(jī)來(lái)取代當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的繼電器控制系統(tǒng)，結(jié)果未獲成功，取而代之的卻是 PLC 的出現(xiàn)。通過(guò)計(jì)算機(jī)與 PLC 本身的工作目的，原理和方式上都存在著較大的差異，其結(jié)果比較見(jiàn)下表。比較項(xiàng)目 通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng)工作目的 科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)管理等 工業(yè)自動(dòng)控制工作環(huán)境 對(duì)工作環(huán)境要求比較高 對(duì)環(huán)境要求低，可在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作工作方式 中斷處理方式 循環(huán)掃描方式系統(tǒng)軟件 需配備功能較強(qiáng)的系統(tǒng)的軟件 一般只需要簡(jiǎn)單的監(jiān)控程序采用的特殊措施掉電保護(hù)等一般性措施 采用多種抗干擾措施，自診斷，斷電保護(hù)，可在線維修編程語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言，高級(jí)語(yǔ)言 梯形圖，助記符語(yǔ)言，SFC 標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言對(duì)操縱人員的要求需專門培訓(xùn)，并具有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)一般技術(shù)人員，稍加培訓(xùn)即可操作使用對(duì)內(nèi)存的要求 容量大 容量小價(jià)格 價(jià)格高 價(jià)格較低其他 若用于控制，一般需自行設(shè)計(jì) 機(jī)種多，模塊種類多，易于集成系統(tǒng)表 2-2 PLC 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比較表結(jié)論：一般情況下，在工業(yè)自動(dòng)化工程中采用 PLC 可靠，方便，易于維護(hù)。進(jìn)入 20 世紀(jì) 70 年代，采用微處理器的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)出現(xiàn)了。它與 PLC7共同推動(dòng)著傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)改造。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間是實(shí)踐，人們又發(fā)現(xiàn)，PLC 與一般的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，PLC 還是有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其原因是 PLC 專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，在 PLC 中采用了如下的硬件和軟件措施：⑴ 光電耦合隔離和 R-C 濾波器，有效地防止了干擾信號(hào)的進(jìn)入。⑵ 內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾。⑶ 采用優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。具有良好的自診斷功能可對(duì) CPU 等內(nèi)部電路進(jìn)行檢測(cè)，一旦出錯(cuò)，立即報(bào)警。⑷ 對(duì)程序及有關(guān)數(shù)據(jù)有電池供電進(jìn)行后備，一旦斷電或運(yùn)行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會(huì)丟失。⑸ 對(duì)采用的器件都進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選和簡(jiǎn)化，排除了因器件問(wèn)題而造成的故障。⑹ 采用了冗余技術(shù)進(jìn)行一步增強(qiáng)了可靠性。對(duì)某些大型 PLC 還采用了雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或三 CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)。⑺ 隨著構(gòu)成 PLC 的元器件性能的提高， PLC 的可靠性也在相應(yīng)的提高。一般 PLC 的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)到幾萬(wàn)小時(shí)以上。某些 PLC 的生產(chǎn)廠家甚至宣布，今后生產(chǎn) PLC 不再標(biāo)明可靠性這一指標(biāo)，因?yàn)閷?duì) PCL 來(lái)講這一指標(biāo)已毫無(wú)意義了。經(jīng)過(guò)大量時(shí)間人們發(fā)現(xiàn) PLC 系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障大是由于PLC 的外部開(kāi)關(guān)，傳感器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的，而不是 PLC 本身發(fā)生的。⑻ 另外，PLC 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂易維護(hù)，更適合于工程技術(shù)人員。因此，PLC 在工業(yè)控制方面獲得了極大成功，成為工業(yè)控制中的主流。但是必須指出的是：計(jì)算機(jī)在信息處理方面還是優(yōu)于 PLC，所以在一些自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，常常將兩者結(jié)合起來(lái)，PLC 做下位機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，計(jì)算機(jī)做上位機(jī)信息處理。計(jì)算機(jī)與 PLC 之間通過(guò)通信線路實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換和交換。這樣相輔相成，構(gòu)成一個(gè)功能較強(qiáng)的完整的控制系統(tǒng)。2.2.3 PLC 控制系統(tǒng)與集散型控制系統(tǒng)的比較由前所述可知，PLC 是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。而集散型控制系統(tǒng) DCS（Distribution Control System）是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的分布式控制系統(tǒng)，它在模擬量處理，回路調(diào)節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。而 PLC 隨微電技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)論在功能上，速度上，智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都用很大的提高。并開(kāi)始與小型計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了以 PLC 為重要部件的分布式控制系統(tǒng)。隨著 PLC 網(wǎng)絡(luò)通信功能不斷增強(qiáng)，PLC與 PLC 及計(jì)算機(jī)的互聯(lián)，可以形成大規(guī)模的控制系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)高速公路上（Data Highway）掛接在線通用計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線組態(tài)，編程和下裝，進(jìn)行在8線監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，這樣就已具備了集散控制系統(tǒng)的形態(tài)，加上 PLC 的價(jià)格和可靠性優(yōu)勢(shì)，使之可以與傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)相互競(jìng)爭(zhēng)。2.3 PLC 控制系統(tǒng)的組成PLC 控制系統(tǒng)像一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個(gè)部分組成的，硬件是指 PLC 本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理 PLC 的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語(yǔ)言和程序支持工具軟件。圖 2-1 典型 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成圖2.3.1 硬件的組成PLC 控制系統(tǒng)的硬件是由是由輸入/輸出（I/O）電路及外圍設(shè)備等組成的。系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。下面對(duì)構(gòu)成控制系統(tǒng)的主要部分簡(jiǎn)要介紹。 （1）主控模塊除了早期生產(chǎn)的整體式 PLC（PLC 的各個(gè)部件都在同一機(jī)殼內(nèi)）外，目前市場(chǎng)多數(shù)的 PLC 都已采用模塊化的結(jié)構(gòu)（PLC 的各個(gè)部件獨(dú)立封裝，稱之為模塊） 。在 PLC 中各個(gè)模塊均通過(guò)系統(tǒng)總線相互連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中最核心的模塊是主控模塊（也稱 CPU） ，它包括：CPU，存儲(chǔ)器，通信接口等部分。①CPU：CPU 是 PLC 的控制中樞，它由控制器和運(yùn)算器組成。其中，控制器是用來(lái)統(tǒng)一指揮和控制 PLC 工作的部件。運(yùn)算器則是進(jìn)行邏輯，算術(shù)等運(yùn)算部件。PLC 在 CPU 的控制下使整個(gè)機(jī)器有條不紊的協(xié)調(diào)工作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的控制。CPU 的具體作用如下：執(zhí)行接受，存儲(chǔ)用戶程序的操作指令。9用以掃描方式來(lái)自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序。完成數(shù)據(jù)和信息的處理，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部控制信號(hào)，完成用戶指令規(guī)定的各種操作。響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器，打印機(jī)）的請(qǐng)求。PLC 中所采用的 CPU 隨機(jī)型的不同而不同，通常有 3 種：通用微處理器（如 8086，80286，80386 等） ，單片機(jī)芯片，位片式處理器。一般來(lái)說(shuō)，小型PLC 大采用 8 位微處理器或單片機(jī)作為 CPU，如 Intel8086，Inter96 系列單片機(jī)，具有集成度高，運(yùn)算速度快，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。如日本歐姆龍公司生產(chǎn)的OMRONC200H 型 PLC 采用的是 Motorola 公司生產(chǎn)的 MC68B09 的 CPU 芯片。這是一種增強(qiáng)型 8 位微處理器。對(duì)大型 PLC，大多采用高速位片式微處理器，它具有靈活性強(qiáng)，速度快，效率高的優(yōu)點(diǎn)。目前，一些廠家生產(chǎn)的 PLC 中，還采用了冗余技術(shù)，即采用雙 CPU 或三CPU 工作，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)可靠性。采用冗余技術(shù)可使 PLC 的平均無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)以上。②存儲(chǔ)器：PLC 系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序，用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：采用 PROM 或 EPROM 芯片存儲(chǔ)器。它是由生產(chǎn)廠家直接存放的，永久存儲(chǔ)的程序和指令，稱為監(jiān)控程序。監(jiān)控程序和 PLC 的硬件組成與專用部件的特性有關(guān)，用戶不能隨意訪問(wèn)和修改這部分存儲(chǔ)器的程序。存儲(chǔ)器區(qū)：工作數(shù)據(jù)是 PLC 運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常變化的，需要隨機(jī)存取的一些數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)一般不需要長(zhǎng)久保存，因此采用隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)包括輸入，輸出數(shù)據(jù)映象區(qū)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器預(yù)置和當(dāng)前數(shù)值的數(shù)據(jù)。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：用于存放用戶經(jīng)編程器或計(jì)算機(jī)輸入的應(yīng)用程序。一般采用 EPROM 或 EEPROM 存儲(chǔ)器，用戶可檫寫重新編程。用戶程序存儲(chǔ)器的容量一般就代表 PLC 的標(biāo)稱容量。通常，小型機(jī)小于 8KB，中型機(jī)小于 50KB，而大型機(jī)可以在 50KB 以上。③通信接口：主控模塊通常有一個(gè)或一個(gè)以上的通信接口（簡(jiǎn)稱通信口） ，用以與計(jì)算機(jī)，編程器相連，實(shí)現(xiàn)編程，調(diào)試，運(yùn)行，監(jiān)視等功能。 （2）輸入/輸出模塊 PLC 的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò) I/O 模塊實(shí)現(xiàn)的。生產(chǎn)過(guò)程有許多控制變量，如溫度，壓力，液位，速度，電壓，開(kāi)關(guān)量，繼電器狀態(tài)等，因此，需要有相應(yīng)的 I/O 模塊作為 CPU 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁。且這些模塊應(yīng)具有較好的抗干擾能力。目前，生產(chǎn)廠家已開(kāi)發(fā)出各種10型號(hào)的模塊供用戶選擇。對(duì)于輸入/輸出模塊有：數(shù)字量輸入 /輸出模塊，開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊，模擬量輸入/輸出模塊，交流信號(hào)輸入/輸出模塊，220V 交流輸入/輸出模塊。還有智能模塊，它本身帶 CPU，存儲(chǔ)器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨(dú)立完成各種運(yùn)算。智能模塊的種類很多，如高速計(jì)數(shù)模塊，PID 調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊，閥門控制模塊，智能存儲(chǔ)模塊和智能 I/O 模塊。（3）電源模塊該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供 CPU 存儲(chǔ)器所需的直流電源，是整個(gè) PLC 系統(tǒng)的能源供給中心。它的好壞直接影響到 PLC 的功能和可靠性。目前，大多數(shù)PLC 采用高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，與普通電源相比，PLC 的電源工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力也強(qiáng)。有些機(jī)器的電源除了供內(nèi)部電路使用外，還向外提供24VDC 的穩(wěn)壓電源，用于外部傳感器的需要，這樣就避免了因外部電源不合格而引起的外部故障。I/O 電路PLC 的基本功能就是控制，它采集被控對(duì)象的各種信號(hào)。經(jīng)過(guò) PLC 處理后，通過(guò)執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)控制。輸入電路就是被控對(duì)象（需要進(jìn)行控制的機(jī)器，設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程）進(jìn)行檢測(cè)，采集，轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺(tái)上的按鈕，開(kāi)關(guān)等也可以向 PLC 送控制指令。輸出電路的功能就是接受 PLC 輸出的控制信號(hào)，對(duì)被控對(duì)象執(zhí)行控制任務(wù)。PLC 外圍設(shè)備PLC 的外圍設(shè)備很多，但基本功能不外乎對(duì)信息和數(shù)據(jù)的處理。常用的有編程器，可編程終端，打印機(jī)，條碼讀入機(jī)等等。編程器 PLC 的重要外圍設(shè)備之一，它可以將用戶編寫的程序送到 PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器。因此，它的主要任務(wù)是輸入程序，調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程?？删幊探K端是具有 I/O 功能的 PLC 人機(jī)界面產(chǎn)品。人可以通過(guò)觸摸屏幕將信息輸入 PLC 中同樣可編程終端也可以將 PLC 的輸入數(shù)據(jù)和信息顯示在屏幕上。112.3.2 軟件的組成PLC 控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。（1）PLC 系統(tǒng)軟件與工作過(guò)程PLC 系統(tǒng)軟件是 PLC 工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下，PLC 對(duì)用戶程序進(jìn)行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的始又開(kāi)始新的一輪掃描。PLC 的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。12圖 2-2 PLC 內(nèi)部工作示意圖值得注意的是在繼電器控制系統(tǒng)中，一個(gè)繼電器的線圈被接通或斷開(kāi)，繼電器的所用觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)）都會(huì)立即動(dòng)作。但在 PLC 中，由于采用的是循環(huán)掃描的工作方式，所用只有掃描到”線圈”的觸點(diǎn)時(shí)，才會(huì)動(dòng)作，沒(méi)有掃描到時(shí)，觸點(diǎn)就不會(huì)動(dòng)。并且 PLC 掃描一次用戶程序的時(shí)間即掃描周期與擁護(hù)程序的長(zhǎng)短和掃描速度有關(guān)，一般為 1ms 至幾十毫秒?，F(xiàn)以 OMRONP型機(jī)為例來(lái)說(shuō)明 PLC 掃描的工作過(guò)程，如上圖在沒(méi)有掃描之前，PLC 首先應(yīng)保證自身的完好性。接通電源之后，為消除各元件狀態(tài)的隨機(jī)性，進(jìn)