PLC一些具体应用

1、 PLC的一些具体应用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。（1）宽带PLC组网宽带PLC组网是利用中、低压配电网作通信介质实现信息传输的一种通信技术。可以为配电变压器I监控、远程集中抄表、配用电自动化、需求侧管理、智能家居以及智能小区楼宁提供高速数据传输通道宽带PLC按应用的配电网电压等级可划分为中压PLC和低压PLC0617。中压P1C是利用中压电力线作为通信链路直接接入骨干网

2、为配电网自动化、用户需求侧管理等应用提供传输通道。在中压电缆屏蔽层通信方面其屏蔽层传输模型、高效耦合、自适应调制、智能路由以及安全接入等技术用于配电网的中压电力线宽带通信已有重大突破。低压PLC是利用低压(220 V380 V)电力线作为传输媒介为用户提供Internet接入、家庭局域网、远程抄表、智能家居等应用。国内已成功开发了2 Mbs、14 Mbs、45 Mbs、200 Mbs等不同速率的PLC产品这2种宽带PI。C组网技术，可以联合组网，组建中、低压配电网电力载波宽带网，也可以分别和EPON组网，为智能配电自动化系统提供通信技术支撑。（2）基于PLC的火电厂汽轮机热工保护系统的设计为有

3、效消除传统继电器控制下的汽轮机热工保护系统的安全隐患，本文在火电厂轮机热工保护系统在电厂整个系统中的重要性基础上，结合PLC的诸多优点，以某300WM电厂机组的汽轮机保护系统为例。将PLC背景下的汽轮机热工保护系统的设计和实现进行了分析。1硬件设计汽轮机保护PLC控制系统的硬件构成图如下图所示，PLC采用Omron CSID系列模件。其中32点DO模件两个32点DI模件三个，整个硬件系统使用了一个PLC主机架，为有效提高PLC系统的可靠性和安全性此系统还采用了双CPU冗余热备运行和双电源模件供电的模式。如上图所示，即为300MW机组给水泵小汽机保护系统的硬件构成图。值得注意的是，在此结构下，I

4、0信号即开关量输入、输出信号应进行如下设置，即将开关量输入信号DI为36点，开关量输出信号DO为26点：2软件设计(1)润滑油系统设计采用三取二逻辑，即只要满足两个条件，即将发出跳闸信号，同时联动排烟风机和直流油泵，且产生相应的事故追忆。若润滑油箱油位较低，则禁止投加热器；若交流润滑油泵出口母管油压较低，则联启两泵。同时启动直流油泵。若直流油泵出口油压较低，则联动排烟风机，并发出报警信号。当隔膜阀上部润滑油压较低时，亦采用三取二逻辑，进而确认汽轮机是否已跳闸。(2)汽轮机排气压力设计同样采用3个测点，并采用三取二逻辑，即将报警信号送至DCS，此时会产生汽轮机排汽压力值的中间点，若汽轮机排汽压力

5、发出高超指令，则排汽压力跳闸，同时信号自动锁定。(3)汽轮机机轴振系统设计根据汽轮机轴向位移达跳闸值A、B、C的3个信号，采用三取二逻辑产生汽轮机轴向位移大跳闸信号和汽轮机振动大跳闸信号，同时汽轮机偏心达跳闸值信号将分别产生汽轮机振动达跳闸值跳闸信号和偏心达跳闸值跳闸信号。以上3类信号任何一种信号出现非正常工作状态，即都会导致汽轮机跳闸。(4)集控室信号设计当请求跳闸和电超速任何一个信号指令发出，则都会达成MEH跳闸请求信号，进而使集控室DCS下发的MCS请求跳闸信号，集控室手动停机按钮信号，以及就地手动停机按钮信号均会分别产生跳闸条件。(5)小汽机跳闸逻辑设计汽轮机跳闸逻辑图，如下图所示。

6、以上的12个跳闸条件均为或逻辑关系，即任意一个发生跳闸条件，都会导致汽轮机跳闸。鉴于汽轮机跳闸会导致整个机组跳闸，为便于汽轮机跳闸后对事故进行分析和处理，控制逻辑中对这12个小机跳闸条件进行首出记忆，即将引起汽轮机跳闸的第一原因记录并保持。对此，还可采用具有功能增强的Rs触发器模块，如Keep模块，其不但会对其达到增强效果，而且具有掉电保持功能。、基于PLC的火电厂汽轮机热工保护系统的实现PLC背景下汽轮机热工保护系统的实现可分为硬件初始化，初始化检查，程序下装，以及程序运行4个阶段，具体如下。1硬件初始化硬件初始化可分为以下4步骤，将单机或双机模式开关设定成为DPL双机模式；cPu单元开关的

7、设定应根据实际出发，一般是将左边的CPU运行状态调整到ACT LEFT，右边的调整到ACT RIGHT，即对应调整到ACT上；将CPU USE和NO USE两个开关设置成USE，对应的CPU供电设置成ON；设定双机单元上的通信开关，若选取的是网络类型为ToolBus，则将CX-Programmer连接到运行CPU的RS一232C端n时，将双机模块的COMM开关设定成ON；若选取的是网络类型为SYSMACWAY时，COMM开关没定成OFF。2初始化检查初始化检查可分3步骤完成，即首先检查供电配线和电压是否有异常，若无异常，则给电源模块供电；其次，检查双机单元上的DPL STATUS指示灯颜色，应

8、为绿色；最后，检查运行CPU单元的ACTIVE指示器是否为绿色，应为绿色。3程序下装即当PLC处于PROGRAM模式时，通过专用编程器中的CX-Programmer软件或计算机将控制软件下装到PLC的CPU单元中。待数据传送至运行中CPU单元后，检查确定双机单元上的DPL STATUS指示器是否为绿色，若绿色，即说明双机系统正在初始化。若两个CPU单元之间传输不同，则会导致双机确认错误，此时DPL STATUS指示器为红色，此时应按下初始化开关，即可排除，若还无法排除，则应考虑是硬件错误导致的传输不一致，进而作出调节。4程序运行程序下装后，即PLC处于PROGRAM模式时，应强制开关各种数字量

9、，并确认相应的输出运行是否正确。若程序正常运行，且汽轮机各种信号有效，则将PLC切换到MONITOR模式，以测试PLC运行，需要注意的是，此时是不能对程序进行强制的。（3） PLC在汽车焊装生产线上的应用研究电气控制系统为生产线上用电装置提供电力，同时操纵着焊装生产线上所有装置的动作，是生产线的大脑。焊装生产线电气控制系统的控制核心是PLC，它完成现场信号的采集，同时输出信号来控制焊装夹具、自动焊枪、搬运装置等，完成焊装生产线所有的控制任务H们。(1)PLC的产生早期工业生产中广泛使用的电气自动控制系统是继电接触器控制系统，随着20世纪工业生产的迅速发展，市场竞争越来越激烈，工业产品更新换代的

10、周期日趋缩短，新产品不断涌现，传统的继电器控锘4系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求，因此，迫切需要一种新的更先进的自动控制装置来取代传统的继电器控制系统。1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，想寻找一种方法，尽可能减少重新设计继电器控制系统和接线的工作量，降低成本，缩短周期，于是设想把计算机功能的完备性、灵活性、通用性好等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制造一种新型的工业控制装置。为此，GM公司提出了10条技术指标在社会上公开招标：编程简单，可在现场修改程序；维护方便，最好是插

11、件式；可靠性高于继电器控制柜；体积小于继电器控制柜；可将数据直接送入管理计算机；在成本上可与继电器控制柜竞争；输入电压可以是交流115V；输出能力为交流115V2A以上，能直接驱动电磁阀；在扩展时，原有系统只要很小变更；用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。这就是著名的GMlO条，这实际上为未来的PLC勾画出了一个基本的轮廓1969年美国数字设备公司(DEC)根据招标的要求，研制出了世界上第一台PLC，并在GM公司汽车生产线上首次应用成功。当时人们把它称为可编程逻辑控制器，简称PLC，只是用它来取代继电器控制，仅具备逻辑控制、定时、计数等功能。随着电子技术和计算机技术的发展，20世纪70年代中

12、期出现了微型计算机，微机技术被应用到PLC中，使得PLC不仅具有逻辑控制的功能，而且还增加了运算、数据传送和处理等功能，成为具有计算机功能的工业控制装置。1980年美国电气制造商协会(NEMA)正式将其命名为可编程控制器(Programmable Controller，PC)。现在人们普遍称可编程控制器为PLC而不是PC是为了避免与广泛使用的个人计算机的简称PC相混淆。国际电工委员会(mc)于1982年11月和1985年1月颁布了可编程控制器标准第一稿和第二稿，对可编程控制器作了如下的定义：“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的存储器，用来在其内部

13、存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，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，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入腧出接口，并且具有较强的驱动能力。可编程控制器产品并不是针对某一具体工业应用，其灵活、标准的配置能够适应工业上的各种控制。在实际应用时，其硬件可根据需要选用配置，其软件则需要根据控制要求进行设计。(2)PLC的发展趋势目前，为了适应大中小型企业的不同需要，进一步扩大PLC在工业自动化领域的应用范

14、围，PLc正朝着以下几个方向发展：向高速度、大存储容量方向发展；向多品种方向发展和提高可靠性；产品更加规范化、标准化；发展分散型智能型IO系统，发展与现场总线兼容的IO系统；加强联网和通信的能力i控制的开放和模块化的体系结构：(3) 可编程控制器的主要应用领域PLC在工业自动化领域起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。实践证明，+30以上的工业控制可以使用PLC来完成。在日本，由8个以上中间继电器组成的控制系统都已采用PLC如果按应用类型来划分，PLC的应用大致分为如下几个领域；开关量逻辑控制：模拟量控制；运动控制；监控系统：

15、分布控制系统等。PLC在汽车生产控制领域，具有广阔的前景，无论是大型生产线还是自动化生产设备，由于PLC控制系统的采用，使得控制系统更加灵活、可靠，大大提高生产效率和生产质量。PLC的基本工作原理与编程在汽车焊装生产线的控制系统中，PLC占有核心地位。在延边现通汽车责任有限公司的CONTY微型客车焊装生产线上，笔者采用的是松下FPl和FP2系列PLC作为主控单元，完成了三段底板自动组焊、自动合装焊接、自动合装补焊等工位的控制任务。下面针对松下FP系列PLC进行探讨PLC的工作原理与基本编程方法。PLC的结构与工作原理可编程控制器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

16、的一种新型工业自动控制装置。经过30多年的发展，在工业生产中获得了极其广泛的应用。目前，可编程控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最广泛的控制装置之一，居工业生产自动化三大支柱(可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。PLC的结构世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业计算机，其硬件结构都大体相同。主要由中央处理器(cPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出接口、电源及编程设备几大部分构成。PLC的硬件结构框图如图31所示中央处理器(CPU)是PLC的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统

17、内部各部分工作等任务；存储器是用来存放系统程序、用户程序及数据的单元；输入输出接口是CPU与现场IO设备或其它外设的桥梁，输入接口用于采集工作现场信号，输出接口用于输出信号控制现场执行部件；电源包括为PLC各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后者一般为电池；编程器是PLC最重要的外围设备，也是PLC不可缺少的一部分。它不仅可以写入用户程序，还可以对用户程序进行检查、修改和调试，以及在线监视PLC的工作状态。它通过接口与CPU联系，完成人机对话PLC控制系统(I)PLC控制系统的组成以PLC为控制核心单元的控制系统称为PLC控制系统。图32为PLC控制系统的组成框图。(2)控

18、制系统各组成部分的作用控制器(PLC)控制器是控制系统的核心，它将逻辑运算、算术运算、顺序控制、定时、计数等控制功能以一系列指令形式存放在存储器中，然后根据检测到的输入条件按存储的程序，通过输出部件对生产过程进行控制。编程器对PLC进行编程、发出命令和监视PLC的工作状态等目前常用的编程器有手持编程器、便携式图形编程器和微型计算机等。信号输入部件接收系统的运行条件，并将这些条件传送给PLC。输出执行部件在PLC输出驱动下控制设备的运行。输出执行部件是PLC的直接控制对象。PLC的特点(1)可靠性高可连续工作30多年不出故障。(2)编程方便一般采用梯形图编程，梯形图与继电器控制线路原理图非常接近

19、，容易掌握。(3)对环境要求低可在较大的温度、湿度变化范围内工作，抗震、抗冲击的性能好，对电源电压的稳定性要求较低，抗电磁干扰能力强。(4)与其他装置配置连接方便与其他装置配置的连接都是直接的。(5)功能强、价格低(6)系统设计、安装、调试工作量少(7)体积小、能耗低PLC的工作原理对PLC来说，用户程序是通过编程器键入，并存储于用户存储器。顺序执行用户程序是PLC的基本工作方式，每一时刻只能执行一个指令，由于PLC有足够快的执行速度，以使外部结果从客观上看似乎是同时执行的。PLC工作过程周期需要三个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。对用户程序的循环执行过程称为扫描，这种工作方式

20、称为扫描工作方式。PLC程序执行过程如图33所示。(1)输入采样阶段PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读入所有输入端子的状态剧断(0N幻FF)，并将此状态存入输入镜象寄存器。接着转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使外部输入信号的状态变化，输入镜象寄存器的状态也不会改变，这些变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被读入。(2)程序执行阶段PLC在程序执行阶段顺序对每条指令进行扫描。先从输入镜象寄存器中读入所有输入端子的状态。若程序中规定要读入某输出状态，则也在此时，从元件镜象寄存器读入，然后进行逻辑运算，由输出指令将运算结果存入元件镜象寄存器。这就是说，对于每个元件来说，元件镜象寄存器中所寄

21、存的内容，会随着程序的执行过程而变化。(3)输出刷新阶段在所有指令执行完毕后即执行程序结束指令时，元件镜象寄存器中所有输出继电器的通断(ONOFF)状态，在输出刷新阶段转存到输出锁存电路，因而元件镜象寄存器亦称为输出镜象寄存器。输出锁存电路的状态，由上一个刷新阶段输出镜象寄存器的状态来确定。输出锁存电路的状态，决定了PLC输出继电器线圈的状态，这才是PLC的实际输出。PLC重复执行上述三个阶段构成的工作周期亦称为扫描周期。扫描周期因PLC机型而异，一般执行1000条指令约20ms。·PLC工作完一个工作周期后，在第二个工作周期输入采样阶段进行输入刷新，因而输入镜象寄存器的数据，由上一

22、个刷新时间PLC输入端子的通断状态决定。PLC的编程语言PLC具有丰富的编程语言，如：顺序功能图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本，以及与计算机兼容的高级语言，如：BASIC语言、c语言及汇编语言等。还有一些型号的PLC有专用的高级语言。各种语言都有各自的特点，一般说来，功能越强，语言就越高级，但掌握这种语言就越困难。对于绝大多数从事电气安装或维修的技术工人及电气设计人员来说，最常用到的编程语言是梯形图和指令表。(1)顺序功能图(SFC) 这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序，顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法。步、转换和动作是顺序功能图的三种主要元件。顺序功能图

23、用来描述开关量控制系统的功能，根据它可以很容易地画出顺序控制梯形图程序。图34为顺序功能图。(2)梯形图(LAD) 梯形图是最直观、最简单的一种编程语言。由于一般的电气技术工人对继电控制线路较熟悉，而梯形图就是从继电控制线路变化而来的，再学习梯形图编程语言就很简单了。梯形图编程语言特别适用于开关逻辑控制。梯形图由触点、线圈和应用指令组成。触点代表逻辑输入条件，如外部的输入信号和内部参与逻辑运算的条件等。线圈一般代表逻辑输出结果。它既可以是输出软继电器的线圈，也可以是PLC内部辅助软继电器或定时器、计数器的线圈等。例；图35a是一个具有自锁功能的继电控制电路，图35b是与其对应的梯形图程序图35

24、b中，Xl、X2、X3、Y1，可称为逻辑元素或编程元素，每个软继电器线圈及所连各逻辑元素构成一个逻辑梯级或称梯级，每个逻辑梯级内可安排若干个逻辑行连到一个软继电器线圈上左右侧分别有一条竖直母线(有时省略了右侧的母线)。(3)功能块图(FBD) 这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言。该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框被“导线”连接在一起，信号自左向右运动。图36b为西门子PLC功能块图与语句表，它与图36a梯形图的控制逻辑相同。(4)指令表PLC的指令是一种与微机的汇编语言中的指令相似的助

25、记符表达式，由指令组成的程序叫做指令表程序。指令表与梯形图有着完全的对应关系，两者之间可以相互转换。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在程序设计时一般使用梯形图语言。当用手持编程器键入梯形图程序时，必须将梯形图程序转换为指令表程序，因为手持编程器不具备梯形图程序编辑功能。在用户程序存储器中，指令按序号顺序排列。如果用便携式图形编程器或微型计算机进行编程，既可以用梯形图又可以用指令表，而且梯形图与指令表可以相互自动转换，程序写入PLC时，只需按“Download”(下载)即可。当然，PLC专用编程软件是篮备的。(5)结构文本结构文本是一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，它能完

26、成复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑松下FP系列PLC的编程元件(1)输入继电器(X】输入继电器是PLC接受外都输入信号的窗口。PLC通过光电耦合器，将外部信号的状态读入并存储在输入镜象寄存器中。输入端可以外接常开触点或常闭触点，也可以接多个触点组成的串并联电路或电子传感器(如接近开关)。在梯形图中，可以多次使用输入继电器的常开触点和常闭触点。松下FP系列PLC的输入继电器的元件号为十六进制。PLC在每一个周期开始时读取输入信号，输入信号的通、断持续时间应大于PLC的扫描周期。如果不满足这一条件，可能会丢失输入信号H33。(2)输出继电器(Y) 输出继电器是PLC向外部负载发送信号的窗口

27、。输出继电器用来将PLC的输出信号通过输出电路硬件驱动外部负载。输出继电器的线圈在程序设计时只能使用一次，不可重复使用。但触点可以多次使用输出继电器的线圈“通电”后，继电器型输出模块中对应的硬件输出继电器的常开触点闭合，使外部负载工作。硬件输出继电器只有一个常开触点，接在PLC的输出端子上松下FP系列PLC的输出继电器的元件号为十六迸制。(3)辅助继电器(R)PLC内有很多辅助继电器。它们是用软件实现的。辅助继电器的线圈，可以由PLC内部各软继电器的触点驱动，它们不能象输入继电器那样接收外部的输入信号，也不能象输出继电器那样直接驱动外部负载，而是一种内部的状态标志，起到相当于继电器控制系统中的

28、中间继电器的作用。松下FP系列PLC的辅助继电器分为通用辅助继电器和特殊辅助继电器，其元件号为十六进制。(4)定时器(T)PLC内有几百个定时器，其功能相当于继电控制系统中的时间继电器。定时器是根据时钟脉冲的累积计时的。时钟脉冲有lms、10ms、lOOms和1s四种，当所计时间到达设定值时，其输出触点动作。(5)计数器(C) 计数器在程序中用作计数控制。松下FP系列PLC的计数器是16位减计数器，都有两个输入，一个用于计数，一个用于复位。(6)数据寄存器(DT】数据寄存器是存储数值数据的软组件，用DT表示。数据寄存器可以存储16位=进制数或称一个字。要想存储32位二进制数据(双字)，必须同时

29、用两个序号连续的数据寄存器进行数据存储。例如用DT0和DTI存储双字，DT0存放低16位，DTl存放高16位。字或双字的最高位为符号位，O表示为正数，1表示为负数。数据寄存器数值的读出与写入一般采用应用指令完成，并可以利用显示模块及编程器直接读出与写入松下FP系列PLC的基本指令基本顺序指令基本顺序指令反映了继电器控制线路各元件的基本连接关系，用于执行以位为单位的逻辑操作。基本顺序指令主要包括：ST、ST、OT、AN、AN、OR、OR、ANS、ORS、PSHS、RD$、POPS，DF、DF、SET、RST、KP、NOP等指令。基本顺序指令与梯形图的对应关系如图37所示。各条指令极其功能如表31

30、所示。基本功能指令基本功能指令包括定时器指令、计数器指令和寄存器移位指令三类。定时器和计数器的功能相当于继电接触器控制系统中的时间继电器和计数器，而寄存器移位则是PLC特有的。基本功能指令如表32所示基本控制指令基本控制指令用来决定程序的执行顺序和流程。主要包括¨钔：(1)MC和MCR指令(主控和主控结束指令)；(2)JP和LBL指令(跳转和标号指令)；(3)LOOP和LBL指令(循环和标号指令)；(4)ED和CNDE指令(结束和条件结束指令)；O)SSTP、NSTP、NSTL、CSTP和STPE指令(步进控制指令)；(6)CALL、SUB和RET指令(子程序指令)；(DICTL、I

31、NT和IRET指令(中断指令)。比较指令比较指令的操作数可以是两个相互比较的存储单元的数据。比较指令分为单字16位)比较和双字(32位)比较，两个操作数可以是wxwY、WR、SV、EV、DT、IX、和常数。比较指令主要包括：(1)ST-、ST()、ST)、ST)一、ST(、ST忙单字比较指令；(2)AN=、AN(>、AN>、AN)=、AN<、AN(；单字比较指令；(3)OR=、OR(>、OR>、OR)=、OR(、OR(=单字比较指令：(4)sTD=、STD()、STD>、STD)=、STD(、STD(=双字比较指令；(5)AND=、AND<)、AND)

32、、AND)=、AND(、AND<=双字比较指令：(6)ORD=、ORD()、ORD)、ORD)=、ORD(、ORD(=双字比较指令CONTY微型客车焊装生产线PLO控制系统设计COI'叮TY微型客车是由延边现通汽车有限责任公司生产制造的。其焊装生产线由大连奥托技术有限公司设计制造。其控制核心部件为松夏FP系列PLC，笔者有幸承担了整条生产线PLC控制系统的设计及安装调试工作。整条生产线主要分为3大工位：(D-段底板自动组焊工位：(2)自动合装焊接工位；(3)自动合装补焊工位。三段底板自动组焊工位完成c。2叮TY微型客车底板的组焊任务；自动合装焊接工位完成侧围与底板的合装组焊任务；

33、自动合装补焊工位完成自动台装焊装工位无法完成的焊接任务，对车体某些部位进行补焊。图41为三段底板自动组焊工位图片图42为自动合装焊接工位图片，图43为自动合装补焊工位图片图图41三段底板自动纽焊工位图片F培41 Thc picture ofthrparts soleplatc combination welding position图42自动合装焊接工位图片Fig42 The picture ofcombination welding position图43自动合装补焊工位图片Fig43 The picture ofcombination welding added positiotx要想完成

34、PLC控制系统设计，必须了解设计的步骤。一般来说，PLC控制系统设计的步骤主要包括如下几个方面：(1)首先要了解设备的生产工艺，以及控制要求，有时要画出控制系统的工作循环图、流程图、功能图或时序图。只有完全掌握了设备的功能要求，才能有的放矢，完成PLc控制系统的设计u卯G)根据设备对控制的要求，安置各种输入元件的输入点位置以及输出执行部件的输出点位置。将这些输入信号及输出信号在PLC上分配一个确定编号，一般要列出现场信号与PLC输入输出点编号对照表。(3)根据现场信号与PLC输入输出点编号对照表完成PLC控制系统硬件设计。硬件设计主要包括电气原理图、电器元件位置图与电气安装接线图等。有时还要完

35、成控制面板的设计、电气控制柜的设计、标准件和外购件清单列写等。(4)根据控制要求设计梯形图。梯形图设计时，一般要加一些标注。目的是为了阅读及调试时容易理解。这些标注要与现场信号与PLC输入输出点编号对照表的元件注释相同。(5)如果用手持编程器进行程序输入，要将梯形图转换成指令语句表。如果用便携式图形编程器或计算机进行编程及程序输入，PLC编程软件可以自动进行程序的各种形式转换，不需入为进行梯形图到指令语句表阿转换CONTY微型客车焊装生产线控制要求三段底板自动组焊工位控制要求三段底板自动组焊工位主要由长短轴转换、焊装夹具，自动焊枪等机构构成。长短轴转换由气缸的进退带动机械机构完成，长短轴转换功

36、能是为车型交换设定的；焊装夹具包括长短轴共用夹具、长短轴专用夹具、提步板夹具和单元5夹具，由气缸控制夹紧与松开：自动焊枪有两把，分别为焊枪l和焊枪2，分别完成两个焊点的焊接任务。控制要求：(】)可以完成长短轴转换操作；(2)可以完成夹具的夹紧与松开操作；(3)可以完成自动焊枪的手动、单循环和自动操作；(4)具有系统自动保护功能；(5)具有各种必要的显示功能。自动合装焊装工位控翩要求自动合装焊装工位主要由长短轴转换、焊装夹具、自动焊枪、定位销、左右合装等机构构成。长短轴转换由气缸的进退带动机械机构完成：焊装夹具包括：左侧围多点焊装夹具、右侧围多点焊装夹具、底板多点焊装夹具、前后围多点焊装夹具等，

37、由气缸控制夹紧与松开：自动焊枪有18把，分别为焊枪l18，分别完成5个焊点的自动焊接任务。控制要求：(1)可以完成长短轴转换操作；(2)可以完成夹具的夹紧与松开操作；(3)可以完成左右台装机构推进操作；(4)可以完成自动焊枪的手动、单循环和自动操作；(5)具有系统自动保护功能：(6)具有各种必要的显示功能。自动合装补焊工位控制要求自动合装补焊工位主要由长短轴转换、焊装夹具、自动焊枪等机构构成。长短轴转换由气缸的进退带动机械机构完成；焊装夹具由气缸控制夹紧与松开；自动焊枪有5把，分别为焊枪l一5，焊枪l、2完成4个焊点自动焊接任务，焊枪3-5完成3个焊点的自动焊接任务。其中焊枪5为了避免干涉，需

38、要2次前进才能到达焊点位置控制要求：(1)可以完成长短轴转换操作；(2)可以完成夹具的夹紧与松开操作；(3)可以完成自动焊枪的手动、单循环和自动操作；(4)具有系统自动保护功能；(5)具有各种必要的显示功能。CONTY微型客车焊装生产线控制面板设计根据生产线各工位的控制要求，设计出了各工位的控制面板，达到生产需求。图44为CONl吖微型客车焊装生产线控制面板现场图片。1三段底扳自动组焊工位三段底板自动组焊工位完成CONTY微型客车底板的组焊任务。采用松下PLC-FPl进行自动控制，由块操作面板进行控制操作。(1) 操作方法设计出的三段底板自动组焊工位的操作面板如图45所示搡作面板分为三个区域：

39、工作区域、焊枪手动区域和选择区域。选择区域本区域设立3个选择开关：长短轴切换，手动自动、枪1、2选择。当手动，自动选择开关打在手动位置时，为手动状态。利用本区域的枪l，2选择开关选择枪1或枪2，利用焊枪手动按钮区域的按钮便可对枪1或枪2进行单个动作手动操作了。利用本区域的长短轴切换选择开关，选择长轴或短轴。这样工作区域的长、短轴专用按钮便可对长轴夹具或短轴夹具进行区别控制操作了。当手动，自动选择开关打在自动位置时，为自动状态。自动状态下，焊枪手动按钮区域的按钮无效。焊枪手动按钮区域此区域的按钮只有当选择区域的手动自动选择开关打在手动位置时有效。利用选择区域的枪l、2选择开关选择枪1或枪2。设备

40、右侧焊枪为枪1，左侧为枪2。选择完后，利用此区域的按钮便可对枪l或枪2进行前进、后退、上升、下降、加压、卸压、焊接、单循环等手动操作了。手动单点焊接必须在加压之后才可进行，并且焊接控制箱电源必须打开。工作区域当选择区域的手动自动选择开关打在手动位置时，此区域的按钮相当于对夹具的手动操作，自动焊启动无效。当选择区域的手动自动选择开关打在自动位置时，此区域按钮为自动工作状态。(2)进行自动焊接的具体操作步骤将选择区域的手动自动选择开关打在自动位置上；根据所要焊接的车型是长轴距或短轴距，将选择区域的长短轴切换选择开关打在长或短位置上；将车底板及提步板放到设备上后，按动工作区域的长、短轴共用夹紧按钮、

41、长、短轴专用夹紧按钮、提步板夹紧按钮、单元5夹紧按钮，将车底板全都夹紧。若夹持有误，可利用松开按钮松开夹具，再行夹持。夹具全部夹紧后，按动自动焊启动按钮，便可进行自动焊接了。自动焊接启动的条件是：焊枪必须在原位、所有夹具必须在夹紧状态下。自动焊接过程中，夹具松开按钮无效。即不可松开。若焊接过程有误，可按动急停按钮，停止焊接。自动焊接完成后，按动工作区域的所有夹具松开按钮，打开夹具，将焊接好的底板吊走，完成整个底板的焊接工作。本设备焊接控制箱只有一台，焊枪1、2均由此控制箱控制。由于两只焊枪的焊接位置板厚完全相同，焊接规范亦相同。焊接规范为0l。自动合装焊接工位自动合装焊接工位完成侧围与底板的合

42、装组焊任务，采用松下PLC-FP2进行自动控制，操作面板共分为兰部分：底板操作部分；左侧夹具操作部分；右侧夹具操作部分。每部分面板均设立许多按钮，对设备的每部分完成不同的动作控制。面板分别见图46、图47和图48。操作方法：将控制柜的电源打开，可按动控制柜的绿色按钮，柜内的主令开关便闭合；想要断电，可按动控制柜的红色按钮，主令开关便会断开。接通电源后，便可对设备进行操作了。长、短轴切换此功能完成车型转换任务。将3个面板的长、短轴切换旋钮均打在长轴上，这时，设备3部分的长、短轴汽缸便会在长轴位置上，如将3个旋钮均打在短轴位置上，这时，设备3部分的长、短轴汽缸便会在短轴位置上。(1)手动操作手动操

43、作是用来调试设备的。将底板操作面板的手动自动选择开关打在手动位置上。便是手动状态，手动指示灯点亮，按动不同的按钮，便可对不同部分进行手动操作。左侧夹具操作面板按动面板的按钮，可完成左侧相应夹具的夹持、松开动作，以及左侧合拢、退回、锁紧等。右侧夹具操作面板与左侧基本相同，只是对应于右侧夹具。底板操作面板在此面板上设有一数码开关，用于枪号选择，将之选在不同数字上。便可对相应枪迸行手动操作。如：一次前进、一次后退、二次前进，二次后退、上升、下降、加压、卸压等。在此面板上还设有一个试验焊接开关，设在试验位置上，不可进行焊接，只是试验动作，设在焊接位置，便可进行手动焊接试验了。(焊接时，焊接控制箱电源必

44、须打开，焊接变压器不能打在OFF位置上)打在焊接位置，按动焊接按钮，相应的枪便可焊接了(焊接必须在加压后方可进行)。面板上设有单循环按钮，如果试验，焊接开关，打在试验位置，按动此按钮后。由枪号选择数码开关选定的枪，便可进行单循环动作了。如果打在焊接位置，焊枪便可完成焊接单循环动作。(2)自动操作将自动，手动选择开关，打在自动位置，便是自动状态。这时自动指示灯点亮。如果试验，焊接选择开关打在试验位置，仍为自动状态下焊枪全自动动作试验。按动焊枪自动启动按钮，所有焊枪便会自动循环动作起来(前提条件是，所有焊枪必须都在原位)。这一状态是真正的工作状态。将自动手动旋钮打在自动位置上：将试验，焊接旋钮打在

45、焊接位置上；将车底板放上之后，按动底板操作面板上的：l单元左侧夹紧按钮、l单元右侧夹紧按钮、销子推进按钮、长轴专用夹紧按钮(长、短轴切换旋钮打在长轴时)，完成底板夹具夹紧工作。将车左侧围放上后，分别按动左侧操作面板的：左侧单元1次夹紧l、左侧单元1次夹紧2、左侧单元1次夹紧3、左侧单元1次夹紧4、左侧单元2次夹紧l、左侧单元2次夹紧2、左侧单元4次夹紧、左侧3次夹紧、左侧单元PB夹紧按钮后，左侧夹具全部夹紧将车右侧围放上后，分别按动右侧操作面板的右侧单元1次夹紧l、右侧单元1次夹紧2、右侧单元1次夹紧3、右侧单元1次夹紧4、右侧单元1次夹紧5、右侧单元2次夹紧1、右侧单元2次夹紧2、右侧3次夹

46、紧按钮，完成右侧夹具夹紧工作。夹具全部夹紧后，便可进行合拢工作了。按动左侧操作面板上的左合拢按钮，左合拢汽缸前进，到前位后，停止前进。若要调整前进位置，可调整前位行程开关。按动左合拢锁紧按钮，将之锁紧。按动右侧操作面板上的右合拢按钮，右合拢汽缸前进，到前位后，停止前进。若要调整前进位置，可调整前位行程开关。按动右合拢锁紧按钮，将之锁紧。合拢到位后，便可将车的前、后围放上。放上车的前、后围后，便可夹紧它们了。按动底板操作面板上的3单元夹紧l、3单元夹紧2按钮，夹紧底板与前、后围结合部位；按动左侧操作面板上的左侧单元3次夹紧1、左侧单元3次夹紧2按钮，夹紧左侧围与前围结合部位；按动右侧操作面板上的

47、右侧单元4次夹紧1、右侧单元4次夹紧2按钮，夹紧右侧围与前围的结合部位。以上操作完成后，表明整个车的夹具都已夹紧，便可自动焊接了。按动自动焊接启动按钮，启动焊枪的自动焊接工作。自动焊接过程中，夹具松开按钮失去作用，预防误操作打开夹具。自动焊接完成后，依次打开夹具后，按动左、右侧合拢锁开按钮，按动左、右合拢退回按钮，退回左、右合拢壁，完成整个自动焊接过程。焊枪焊接规范如表41所示。自动合装补焊工位本设备完成自动合装焊装工位无法完成的焊接任务，对车体某些部位进行补焊。采用松夏PLCFPl进行自动控制，由一块操作面板进行控制操作。(1)操作方法本设备的操作面板如图49所示面板共分为四个区域：工作区域

48、、枪l、2、3、4手动区域、焊枪5手动区域和选择区域。1)选择区域此区域设有l-4枪号选择数码开关，手动自动选择开关，长短轴切换选择开关长短轴切换开关此开关选择在短位置上时，长短轴汽缸推进，为短轴距车型。选择在长位置上时，长短轴汽缸回退，为长轴距车型。手动自动选择开关当此开关选择在手动位置时，为手动状态，此时，枪l、2、3、4手动区域及焊枪5手动按钮区域有效。利用1-4枪号选择数码开关，选择枪1-4，这样枪l、2、3、4手动区域的按钮便可对相应的枪进行上升、下降、选点前进、选点后退、加压、卸压、焊接、单循环等操作；利用焊枪5手动按钮区域的按钮便可对枪5进行前进l、后退l、前进2、后退2、选点上

49、升、选点下降、加压、卸压、焊接、单循环等操作。工作区域的夹具夹紧、松开按钮可对夹具进行手动操作，焊接自动启动按钮无效。当此开关选择在自动位置时，手动区域的按钮全部无效，工作区域的按钮有效。1-4枪号选择数码开关此开关在手动状态下用于枪1、2、3、4的选择，选中哪个枪，枪l、2、3、4手动区域的按钮便对哪个枪进行操作。2)枪1、2、3、4手动区域及焊枪5手动按钮区域这两个区域的按钮都是在手动状态下有效，完成5把枪的手动单个动作操作。3)-F作区域此区域的按钮为真正工作时所要用到的按钮。(2)全自动焊接操作步骤利用长短轴切换选择开关选择长短轴车型；将手动自动选择开关打在自动位置上；将车体放到设备上

50、，按动工作区域的夹具夹紧按钮，夹紧车体。若夹持有误，按动松开按钮，松开夹具，排除错误后，再次夹紧。夹具夹紧后，按动焊接自动启动按钮，进行自动焊接。自动焊接过程中，夹具松开按钮失效。自动焊接结柬后，按动夹具松开按钮，松开夹具，将车体吊走，完成整个自动焊接过程。00NTY微型客车焊装生产线PLC控制系统设计现在以三段底板自动组焊工位为例，按照PLC控制系统设计的步骤进行设计。控制要求分析根据控制要求已经设计出了操作面板，面板上的按钮信号需要输入到PLC，同时一些指示灯需要PLC的输出点进行控制。图410为三段底板自动组焊工位气动系统原理图，图中的所有电磁阀均由PLC的输出信号进行控制。(1)输入信

51、号输入信号包括：Tc报警信号、TC保持结束信号、枪l后部行开、枪l前部行开，枪1下部行开、枪1上部行开、枪2后部行开、枪2前部行开、枪2下部行开、枪2上部行开、压力开关、自动手动(I0)、长，短轴选择(1o)、枪12选择(I0)、长短轴共用夹紧按钮、长短轴共用松开按钮、提步板夹紧按钮、单元5松开按钮、提步板松开按钮、单元5夹紧按钮、长短轴专用夹紧按钮、长短轴专用松开按钮、自动焊接启动按钮、暂停按钮，恢复按钮、焊枪手动前进按钮、焊枪手动后退按钮、焊枪手动上升按钮、焊枪手动下降按钮、焊枪手动加压按钮、焊枪手动卸压按钮、焊枪手动焊接按钮、焊枪单循环按钮。(2)输出信号输出信号包括：枪1前进电磁阀、枪

52、l后退电磁阀、枪l上升电磁阀、枪l下降电磁阀、枪l加压电磁阀、枪2前进电磁阀、枪2后退电磁阀、枪2上升电磁阀、枪2下降电磁阀、枪2加压电磁阀、短轴专用夹紧电磁阀、短轴专用松开电磁阀、长轴专用夹紧电磁阀、长轴专用松开电磁阀、气源故障指示、手动指示、自动指示、长短轴共用夹紧电磁阀、长短轴共用松开电磁周、提步板夹紧电磁阀、提步板松开电磁阀、单元5夹紧电磁阀、单元5松开电磁阀、焊接规范l、焊接规范2、TC故障指示、夹具夹紧指示。PLC控制系统硬件设计(1)电气原理图设计电气原理图是根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式，利用图形符号和项目代号来表示电路各电气元件中导电部件和接线端子的联接关

53、系及工作原理的图纸。电气原理图并不按电器元件实际布置来绘制，而是根据它在电路中所起的作用画在不同的都位上n们。根据控制系统的要求和对照表输入输出点的安排，可以画出电气原理图。三段底板组焊工位的电气原理图设计如图411所示。(2)电器元件位置图电器位置图是用来表明电气原理图中各电气设备、元器件的实际安装位置的图纸，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。图中各电器代号应与有关电路图和电器清单上所有元器件代号相同“耵。电器设备、元器件的布置应注意以下几方面：体积大和较重的电器设备、元器件应安装在电器安装板的下方，而发热元器件应安装在电器安装板的上面。强电、弱电应分开，弱电应加屏蔽，以防止外

54、界干扰。需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。电器元件布置不宣过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利于布线和故障维修。现场电器元件位置图如图412所示，控制柜内部电器元件位置图如图413所示。根据控制要求设计梯形图梯形图按照控制要求共设计为6部分，分别为夹具控制、夹具夹紧检测、焊枪手动控制、焊枪单循环控制、焊枪全自动控制和输出点控制。(1)夹具控制在有气压情况下，没有暂停信号并且没有焊枪故障报警条件下，通过按钮和选择开关可以分别控制长短轴共用、长短轴专用、提步板、单

55、元5等夹具的夹持与松开控制。(2)夹具夹紧检测将各夹具已夹紧信号相与，结果为1表示夹具已全都夹紧，可以进行下一步操作，如焊枪自动焊接等。如果没有全部夹紧，不可进行自动焊接等工作。(3)焊枪手动控制手动控制主要应用于设备调试。在有气压情况下，没有暂停信号并且没有焊枪故障报警条件下，将手动自动转换开关打在手动位置上，便可对焊枪进行手动操作了。焊枪选择开关打在焊枪1位置上，控制的就为焊枪1，打在焊枪2位置上，控制的就是焊枪2焊枪手动控制，可以对焊枪进行前进、后退、上升、下降、加压，焊接等控制。(4)焊枪单循环控制焊枪单循环控制可以完成一只焊枪的整个焊接过程调试。具备了焊枪动作的所有条件的情况下，通过焊枪单循环启