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1、摘摘 要要可编程序控制器简称 PLC，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。自 1969 年针对工业自动控制的特点和需要而丌发的第一台 PLC 问世以来，迄今己 30 多年，它的发展虽然包含了前期控制技术的继承和演变，但又不同于顺序控制器和通用的微机控制装置。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电气操作维护人员的技能和习惯，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达方式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程
2、序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很容易。用户买到所需 PLC 后，只需按说明书或提示，做少量的安装接线和用户程序的编制工作，就可灵活而方便地将 PLC 应用于生产实践。而且用户程序的编制、修改和调试不需要具有专门的计算机编程语言知识。这样就破除了“电脑”的神秘感，推动了计算机技术的普遍应用。可编程序控制器 PLC 在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术。PLC 现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CADCAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能，易与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备高速记数与位控等高性能模块等优异性
3、能，同益取代由大量中间继电器、时间继电器、记数继电器等组成的传统的继电一接触控制系统，在机械、化工、石油、冶会、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业德到广泛应用。PLC 的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。关键词关键词：PLC；梯形图；四层电梯；传送带目目 录录一、引言11.1 传送带的介绍.11.2 组态王软件介绍.11.2.1 特点11.2.2 实践11.3 四层电梯.2二、方案设计22.1 车间传送带22.1.1 车间传送带的设计要求.32.1.2 组态王实现32.2 四层电梯42.2.1 设计思想以及功能说明：42.2.2 IO 端子分配62.2.3 四层电梯 P
4、LC 设计步进梯形图6三、变频器（查阅资料）113.1 通用变频器的发展113.2 变频器的选择123.3 变频器的工作原理.133.4 变频器的控制方式.133.5 变频器自学习功能的应用方法.153.6 变频器的功率输出驱动技术动向.16四、心得体会17参考文献18一、引言1.1 传送带的介绍17 世纪中，美国开始应用架空索道传送散状物料；19 世纪中叶，各种现代结构的传送带输送机相继出现。 1868 年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887 年，在美国出现了螺旋传送机；1905 年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906 年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，传送带输送机 受到机械制造
5、、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的传送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。1.2 组态王软件介绍1.2.1 特点组态王具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可
6、视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表1.2.2 实践1、使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：(1)图形界面的设计(2)构造数据库(3)建立动画连接(4)运行和调试2、使用组态王软件开发具有以下几个特点(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复
7、仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的 特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。3.在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面:(1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。1.3 四层电梯目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC 控制和微型计算机控制三种。而 PlC
8、实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作；又由于 PLC 中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是 PLC 系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC 控制是三种控制方式中最具有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。二、方案设计2.1 车间传送带2.1.1 车间传送带的设计要求传送带分三段，由三台电动机分别驱动。
9、传送带和传感器的安装位置如图所示。传感器 1传感器 2传感器 3第 1 段第 2 段第 3 段车间传送示意图传感器可以检测物品的存在。该传送带动作如下：第 3 段传送带一直运转。第 2 段传送带运转由 3 号传感器启动，由 2 号传感器停止。第 1 段传送带由 2 号传感器启动，由一号传感器停止。一个工作循环是：启动 3 段传送带，物品被 3 号传感器检测，启动传送带 2，物品被 2 号传感器检测，启动 1 段传送带，同时延时 2 秒后停止电机 2，在物品 1 被 1 号传感器检测到 2 秒后，将电机 1 停止，随后进入下一个循环，等待 3 号传感器检测物品。2.1.2 组态王实现图 1、设计
10、界面图 2、运行中2.2 四层电梯2.2.1 设计思想以及功能说明：图（三）电梯控制模型示意图本电梯设计采用 PLC 构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，指示灯 Q2.2，反转为下降指示灯 Q2.1。一层有上升呼叫按钮 I0.3，二层有上升呼叫按钮 I0.2 以及下降呼叫按钮 I0.4，三层有上升呼叫按钮 I0.1 以及下降呼叫按钮 I0.5，四层有下降呼叫按钮 I0.0。一至四层有到位行程开关 I1.1I1.4。一层至四层外部有指示灯，用数码管显示楼层，分别为 Q0.0Q0.6，运行要求：（1）电梯上行：当电梯停于 1 楼 1F 或 2F、3F
11、 时，4F 呼叫，则上行到 4 楼，碰行程开关后停止。当电梯停于 1F 或 2F 时，3F 呼叫，则上行到 3F，碰行程开关后停止。当电梯停于 1F 时，2F 呼叫，则上行到 2F，碰行程开关后停止。当电梯停于 1F 时，2F、3F 同时呼叫，则上行到 2F 后，停 5 秒种，继续上行到 3F 后停止。当电梯停于 1F 时，3F、4F 同时呼叫，则上行到 3F 后，停 5 秒后，继续上行到 4F 后停止。当电梯停于 1F 时，2F、4F 同时呼叫，则上行到 2F 后，停 5 秒后，继续上行到 4F 后停止。当电梯停于 1F 时，2F、3F、4F 同时呼叫，则上行到 2F 后，停 5秒后，继续上
12、行到 3F 后，停 5 秒后，继续上行到 4F 后停止。当电梯停于 2F 时，3F、4F 同时呼叫，则上行到 3F 后，停 5 秒后，继续上行到 4F 后停止。（2）电梯下行当电梯停于 4F 或 3F、2F 时，1F 呼叫，则下行到 1F，碰行程开关后停止。当电梯停于 4F 或 3F 时，2F 呼叫，则下行到 2F，碰行程开关后停止。当电梯停于 4F 时，3F 呼叫，则下行到 3F，碰行程开关后停止。当电梯停于 4F 时，3F、2F 同时呼叫，则下行到 3F 后，停 5 秒种，继续下行到 2F 后停止。当电梯停于 4F 时，3F、1F 同时呼叫，则下行到 3F 后，停 5 秒后，继续下行到 1
13、F 后停止。当电梯停于 4F 时，2F、1F 同时呼叫，则下行到 2F 后，停 5 秒后，继续下行到 1F 后停止。当电梯停于 4F 时，3F、2F、1F 同时呼叫，则下行到 3F 后，停 5秒后，继续下行到 2F 后，停 5 秒后，继续下行到 1F 后停止。当电梯停于 3F 时，2F、1F 同时呼叫，则下行到 2F 后，停 5 秒后，继续下行到 1F 后停止。（3）各楼层运行时间应在 15 秒以内，否则认为有故障。（4）电梯停于某一层时，数码管应显示该层的楼层数。（5）电梯上、下行时，相应的标志灯应亮。（6）启动时，当电梯没有停在任何楼层，可自动向上或向下停靠。（7）有逆向呼叫时，先到达最顶
14、层或最底层，然后响应。例：电梯响应 3 层电梯，电梯上行，若上行过程中，1 楼又有人呼叫，电梯先上升到最高层，然后再下行。2.2.2 IO 端子分配2.2.3 四层电梯 PLC 设计步进梯形图输入输出主机实验模块注释主机实验模块注释X1LAY1一楼行程开关Y1DJA电机上行X2LAY2二楼行程开关Y0DJB电机下行X3LAY3三楼行程开关COM124VX4LAY4四楼行程开关X112DN一层上呼Y6AX123DN二层上呼Y7BX124DN二层下呼Y10CX131UP三层上呼Y11DX132UP三层下呼Y2EX143UP四层下呼Y13FCOM224VY14G数码管段码COM324VLED COM
15、GNDCOMCOMGND三、变频器（查阅资料）3.1 通用变频器的发展上个世纪 80 年代初，通用变频器实现了商品化。在近 20 年的时间内经历了由模拟控制到全数字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 两个大发展过程。A、容量不断扩大80 年代初采用的 BJT 的 PWM 变频器实现了通用化。到了 90 年代初，BJT 通用变频器的容量达到了 b00KVA,400KVA 以下的已经系列化。前几年主开关器件开始采用 IGBT，仅三、四年的时一间，IGBT 变频器的单机容量己达 1800KVA，随着 IGBT 容量的扩大，通用变频器的容量也将随之扩大。B、结构的小型化变频器主电路中功率电路的模块
16、化，控制电路采用大规模集成电路(LSI)和全数字控制技术，结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施，促进了变频电源装置的小型化。另外，一种混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技术，把功率电桥、驱动电路、检测电路、保护电路等封装在一起，构成了一种“智能电力模块”(Intelligent Module,IPM)这种器件属于绝缘金属基底结构，所以防电磁干扰能力强，保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小，因而保护迅速且可靠，传感信号也十分迅速。C、多功能和智能化、电力电子器件和控制技术的不断进步，使变频器向多功能化和高性能化方向发展。特别是微机的应用，为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。人们总结了交流调速电气传动控制的大量实践经验，并不断融入软件功能。日益丰富的软件功能使通用变频器的多功能化和高性能化为用户提供了一种可能，即可以把原有生产机械的工艺水平“升级” ，达到以往无法达到的境界，使其变成一种具有高度软件控制功能的新机种。8 位、16 位及 32 位 CPU 奠定了通用变频器全数字控制的基础。32 位数字信号处理器(Dig
