型鋼堆垛機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　型鋼堆垛機(jī)是一種用于對(duì)成型鋼材自動(dòng)打捆的設(shè)備。</p><p>　　本文簡(jiǎn)要介紹了型鋼堆垛機(jī)的整體組成部分及其分類，闡述了型鋼堆垛機(jī)的總體設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了型鋼堆垛機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。主要包括型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能分析、控制系統(tǒng)類型的選擇、輸入/輸出設(shè)備的確定、PLC簡(jiǎn)介及設(shè)備選

2、型、PLC的I/O口的分配、PLC控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)、PLC程序編制、系統(tǒng)調(diào)試；還包括壓緊機(jī)構(gòu)液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核。</p><p>　　關(guān)鍵字：型鋼堆垛機(jī)；自動(dòng)控制；PLC；壓緊機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The section steel stacking machine is

3、an equipment for profile steel automatic baling.</p><p>　　This article introduced overall components and sorting of Steel bar stacker, and simply introduced the design of overall stacker for bar shape, and i

4、ntroduced the design of control system of automatic stacker for bar shape and impaction emphasis mechanism in detail. In this paper, there has mainly included the function analysis of control system of automatic stacker

5、for bar shape, the tape selection of control system, the determination of input and output device, the introduction of PLC and the </p><p>　　Keywords:Section steel stacking machine; Automatic control; Progra

6、mmable Logic Controller; Impaction emphasis mechanism</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 概

7、述1</b></p><p>　　1.1 型鋼堆垛機(jī)簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及任務(wù)2</p><p>　　第2章 型鋼堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 型鋼堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)3</p><p>　　2.2 堆垛機(jī)的工藝流程3</p><p

8、>　　2.3 堆垛機(jī)的機(jī)構(gòu)平面位置分布3</p><p>　　2.4 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.5 堆垛機(jī)的總體尺寸5</p><p>　　2.6 堆垛機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇5</p><p>　　2.7 堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.7.1 設(shè)計(jì)的基本要求6&l

9、t;/p><p>　　2.7.2 設(shè)計(jì)的基本思路6</p><p>　　2.8 堆垛機(jī)壓緊機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.8.1 設(shè)計(jì)的基本要求6</p><p>　　2.8.2 設(shè)計(jì)的基本思路6</p><p>　　第3章 型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7</p><p>　　

10、3.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)分析7</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)功能分析及控制要求7</p><p>　　3.1.2 控制系統(tǒng)類型的選擇7</p><p>　　3.1.3 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則9</p><p>　　3.1.4 控制所需輸入/輸出設(shè)備的確定10</p><p>　　3.2 PLC簡(jiǎn)

11、介及設(shè)備選型17</p><p>　　3.2.1 PLC概述17</p><p>　　3.2.2 PLC基本結(jié)構(gòu)及原理22</p><p>　　3.2.3 PLC設(shè)備選型25</p><p>　　3.3 PLC的I/O口的分配28</p><p>　　3.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)29</p>

12、<p>　　3.4.1 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.4.2 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)30</p><p>　　3.5 PLC控制系統(tǒng)程序調(diào)試33</p><p>　　3.5.1 I/O端子測(cè)試33</p><p>　　3.5.2 系統(tǒng)調(diào)試33</p><p>　　第4章 型鋼

13、堆垛機(jī)壓緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算35</p><p>　　4.1 壓緊機(jī)構(gòu)概述35</p><p>　　4.2 壓緊機(jī)構(gòu)平面布置方案設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.3 壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.4 壓緊機(jī)構(gòu)液壓缸的設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.4.1 液壓缸的類型選擇35</p&

14、gt;<p>　　4.4.2 基本參數(shù)設(shè)計(jì)36</p><p>　　4.4.3 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核38</p><p>　　4.4.4 液壓缸的活塞桿的強(qiáng)度校核和彎曲穩(wěn)定性驗(yàn)算40</p><p>　　第5章 經(jīng)濟(jì)性分析42</p><p>　　第6章 結(jié)論43</p><p><b

15、>　　參考文獻(xiàn)44</b></p><p>　　附錄一 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)編程梯形圖45</p><p>　　附錄二 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)編程指令表49</p><p><b>　　致 謝51</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p>

16、<p>　　1.1 型鋼堆垛機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　型鋼堆垛機(jī)是一種用于對(duì)成型鋼材自動(dòng)打捆的設(shè)備。其安裝在矯直設(shè)備和定尺剪切設(shè)備之后。型鋼自動(dòng)打捆生產(chǎn)線是由機(jī)械部分（包括單傳輥道、撥鋼機(jī)構(gòu)、移鋼機(jī)構(gòu)、分組機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、平移堆垛機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)及垛臺(tái)單傳輥道等10個(gè)子機(jī)構(gòu)）、液壓控制系統(tǒng)、PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。</p><p>　　型鋼堆垛機(jī)大體

17、組成可分為以下幾大部分：原動(dòng)部分、驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行部分、控制部分以及輔助系統(tǒng)、照明設(shè)施、電鈴報(bào)警等。它的主要優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制，從而提高堆垛機(jī)的堆垛效率，這也是鋼材堆垛打捆發(fā)展的趨勢(shì)。它不僅克服了過(guò)去人工堆垛的生產(chǎn)效率低、打捆質(zhì)量差、成本高、工作環(huán)境危險(xiǎn)等缺點(diǎn)，更重要的是解決了型鋼堆垛打捆對(duì)整個(gè)軋鋼生產(chǎn)線發(fā)展的阻礙，很大程度上提高鋼材生產(chǎn)線的效率。</p><p>　　目前，世界上堆垛機(jī)的發(fā)展已經(jīng)很

18、成熟了；已發(fā)展形成了各種類型的小型車間用的標(biāo)準(zhǔn)堆垛機(jī)主要有兩大類：磁性和非磁性堆垛機(jī)。</p><p>　　第一類是磁性堆垛機(jī)。軋件由裝有可調(diào)磁性的翻轉(zhuǎn)臂和輸送小車進(jìn)行一車堆垛，并且層與層之間是面對(duì)面或背對(duì)背交替放置的。該系統(tǒng)主要運(yùn)用于中型型鋼堆垛，全部由計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作。從矯直機(jī)和冷剪（停剪或冷飛剪）出來(lái)的型鋼層通過(guò)翻轉(zhuǎn)臂從輸出輥道上移送到堆垛機(jī)前的輸送機(jī)上，翻轉(zhuǎn)臂上裝有可調(diào)磁性的磁頭，對(duì)鋼材層進(jìn)行制動(dòng)和定位。輸

19、送機(jī)一般較長(zhǎng)，目的是使鋼材有較長(zhǎng)的滯留時(shí)間；同時(shí)也給該堆垛機(jī)的操作帶來(lái)更高的靈活性。由于其上沒(méi)有齊頭輥道和專用擋板，故需要所有鋼材層在運(yùn)輸中齊頭。</p><p>　　磁性堆垛機(jī)還有一個(gè)緊急運(yùn)輸系統(tǒng)，它可以在停產(chǎn)時(shí)或軋件不滿足矯直公差要求時(shí)將型鋼收集在一個(gè)專用的料筐內(nèi)。抬高擋板可以將后面跟來(lái)的料層分開(kāi)，形成預(yù)定數(shù)量的鋼材層，這些料層被磁性運(yùn)輸車托起或被磁性翻磚臂拾取。磁性堆垛機(jī)把鋼材堆垛后，由平立輥道輸送到打捆區(qū)

20、，平立輥道的寬度是可調(diào)的，以避免料垛散落。</p><p>　　另一類是非磁性堆垛機(jī)。軋制由兩套液壓-機(jī)械機(jī)構(gòu)控制的機(jī)械手進(jìn)層層堆垛，其動(dòng)作類似于人手?？蓨A持并移送鋼材，將鋼材層面對(duì)面或背對(duì)背的進(jìn)行堆放，主要適用于中小斷面型鋼，可避免料層中鋼材在堆垛臂失磁時(shí)散落，形成不正確的料捆成形狀。</p><p>　　非磁性堆垛機(jī)堆垛鋼材時(shí)，矯直后的鋼材從堆垛前輥入輥道上被移向并收集在裝有專用鏈條的

21、緩沖區(qū)。其專用鏈條用于避免單根鋼材在運(yùn)輸中重疊；其升降擋板與一個(gè)易更換的梳料裝置相結(jié)合，可奇數(shù)、偶數(shù)交替而精確地選擇每單層的數(shù)量。已成型的料層由直線運(yùn)動(dòng)的升降臂或通過(guò)夾持系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)料層來(lái)實(shí)現(xiàn)料層面對(duì)面或背對(duì)背交替堆放于步進(jìn)下降的運(yùn)輸架上形成料垛。非磁性堆垛機(jī)即純機(jī)械堆垛機(jī)的顯著特點(diǎn)就是無(wú)故障的處理雙層型鋼的能力，故其機(jī)械效率可提高一倍。</p><p>　　1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及任務(wù)</p><

22、;p>　　本次設(shè)計(jì)的堆垛機(jī)屬于第一類磁性堆垛機(jī)。通過(guò)在移鋼機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上安裝堆垛電磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn)槽鋼的交替堆放。堆垛方式是槽鋼：6根/層，共4層，如圖1-1所示，每層分為正反兩排（角鋼是每層5根，共6層，每層也分為正反兩排，一排槽口向下3根，另一排槽口向上2根，如圖1-2所示）。由于槽鋼和角鋼的結(jié)構(gòu)不同要在不改變堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)條件下實(shí)現(xiàn)不同鋼的堆垛就需要在PLC程序上加以變化，這也是PLC自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)；這里主要根據(jù)槽鋼堆垛進(jìn)行PLC控

23、制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和編程。</p><p>　　圖1-1 槽鋼堆垛方式</p><p>　　圖1-2 角鋼堆垛方式</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)及其壓緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：型鋼（槽鋼20號(hào)）長(zhǎng)度為8～10m；單傳輥道輥邊速度1.88 m/s；平移堆垛機(jī)構(gòu)動(dòng)作周期33 s；翻轉(zhuǎn)堆垛機(jī)構(gòu)動(dòng)作周期11s，液

24、壓系統(tǒng)額定工作壓力：10MPa。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1、堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)。包括堆垛機(jī)總體尺寸的確定，堆垛機(jī)各機(jī)構(gòu)平面布置位置的確定，傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇；</p><p>　　2、堆垛機(jī)電氣控制系統(tǒng)。包括堆垛機(jī)電氣控制系統(tǒng)的功能分析、選型設(shè)計(jì)和PLC編程；</p><p>　　3

25、、堆垛機(jī)壓緊機(jī)構(gòu)。包括壓緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核。</p><p>　　第2章 型鋼堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　型鋼堆垛機(jī)的總體設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員在根據(jù)工廠所需要的成型鋼材堆垛設(shè)備，對(duì)堆垛機(jī)作出的初步的、總體的設(shè)計(jì)。堆垛機(jī)總體設(shè)計(jì)主要包括：確定型鋼堆垛機(jī)的工藝流程、型鋼堆垛機(jī)平面示意圖的初步確定、主要機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、總體尺寸的確定、堆垛機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的確定和自動(dòng)控制系統(tǒng)的基

26、本設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.1 型鋼堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　(1) 堆垛機(jī)堆垛的型鋼為：20#槽鋼，根據(jù)，查得：</p><p>　　其線密度為，定尺長(zhǎng)度范圍為8～10m；</p><p>　　(2) 堆垛速度約為4分鐘／捆； </p><p>　　(3) 班垛能力為450～470噸/班；</

27、p><p>　　(4) 堆垛成捆的型鋼做到一頭齊，符合國(guó)家堆垛包括標(biāo)準(zhǔn)GB2101－89。</p><p>　　2.2 堆垛機(jī)的工藝流程</p><p>　　軋制好的鋼材經(jīng)單傳輥道輸送到型鋼堆垛機(jī)上，再由撥鋼機(jī)構(gòu)將鋼材撥到移鋼機(jī)構(gòu)的鏈條上，然后由移鋼機(jī)構(gòu)將鋼材輸送到定位機(jī)構(gòu)，中途有分組機(jī)構(gòu)將鋼材分為3根一組，分好組的鋼材到定位機(jī)構(gòu)后被精確的定位后，再由平移機(jī)構(gòu)送至垛臺(tái)上

28、，下一組分好組的鋼材被定位機(jī)構(gòu)定位后，經(jīng)由翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)送至垛臺(tái)上，垛臺(tái)上的鋼材排成了形如圖1-1所示的排放形式。然后垛臺(tái)下降相應(yīng)的高度，使下一輪堆垛的鋼材和這一次的高度相等。經(jīng)過(guò)4次循環(huán)后，垛臺(tái)上的鋼材就排成了6根/層，共4層的形狀。然后由壓緊機(jī)構(gòu)把鋼材壓緊，到此堆垛過(guò)程結(jié)束，再由垛臺(tái)輸送輥道將堆垛好的鋼材輸送出去。此后，型鋼堆垛機(jī)按這個(gè)順序再進(jìn)行下一輪的堆垛。</p><p>　　2.3 堆垛機(jī)的機(jī)構(gòu)平面位置分

29、布</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求、堆垛機(jī)的工藝流程和其他同類設(shè)備的使用情況，初步確定型鋼堆垛機(jī)的機(jī)構(gòu)平面位置分布，如圖2-1所示。</p><p>　　撥鋼機(jī)構(gòu)是將電動(dòng)機(jī)布置在一端，而移鋼機(jī)構(gòu)是將電動(dòng)機(jī)布置在兩根輸出軸的聯(lián)接一端，大體上在堆垛機(jī)的中間。撥鋼過(guò)程中撥抓只需克服單根槽鋼與滾筒之間的滑動(dòng)摩擦，因此載荷較小需要傳遞的最大扭矩也較小，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)其他結(jié)構(gòu)的布置情況將電動(dòng)機(jī)布置在傳

30、動(dòng)軸的一端。移鋼機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，由于傳動(dòng)距離較大(約6.4m)并且載荷較撥鋼大的多，軸較長(zhǎng)，最大扭矩較大，因此將電動(dòng)機(jī)布置在兩根軸的中間，這樣單根軸所承受的最大扭矩要小得多。</p><p>　　根據(jù)型鋼堆垛機(jī)的機(jī)構(gòu)平面位置分布，可確定型鋼自動(dòng)堆垛的生產(chǎn)線的設(shè)備及其功能要求如下：</p><p>　?。?）幾組輸送輥道；輸送輥道選用單傳輥道，當(dāng)非連續(xù)的少數(shù)電機(jī)故障時(shí)，不影響其他電機(jī)的使用。&

31、lt;/p><p>　?。?）撥鋼機(jī)構(gòu)；撥鋼機(jī)選用鏈條撥爪拽引，鏈條（平速片）速度0.34米/秒。</p><p>　?。?）移鋼機(jī)構(gòu)；把合格產(chǎn)品送到分組、定位、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圖2-1 堆垛機(jī)機(jī)構(gòu)平面位置分布圖</p><p>　?。?）分組機(jī)構(gòu)；保證鋼材以三根或兩根的形式可靠分組。</p><p>　　

32、（5）定位機(jī)構(gòu)；使鋼材能停留在指定位置接受平移堆垛或者翻轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）平移堆垛機(jī)構(gòu)；翻轉(zhuǎn)堆垛機(jī)構(gòu)；通過(guò)交替運(yùn)行堆垛分好組的型鋼。</p><p>　?。?）垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)；保證垛臺(tái)與床面平齊。</p><p>　?。?）鋼垛壓緊機(jī)構(gòu)；使堆垛排列緊密、整齊，便于輸送。</p><p>　?。?）堆垛輸送運(yùn)輸輥道；輸送運(yùn)輸輥道選用

33、單傳輥道，當(dāng)非連續(xù)的少數(shù)電機(jī)故障時(shí)，不影響其他電機(jī)的使用。</p><p>　　2.4 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)上述工藝過(guò)程和圖2-1可知，該設(shè)備主要由以下機(jī)構(gòu)組成：?jiǎn)蝹鬏伒?、撥鋼機(jī)構(gòu)、移鋼機(jī)構(gòu)、分組機(jī)構(gòu)（槽鋼分組機(jī)構(gòu)）、定位機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)及垛臺(tái)單傳輥道。</p><p>　　單傳輥道部分由電機(jī)、行星齒輪減速器、單

34、傳輥道等組成；撥鋼機(jī)構(gòu)部分由電機(jī)、齒輪減速器、鏈條（含撥爪）、鏈輪等組成；移鋼機(jī)構(gòu)同撥鋼機(jī)構(gòu)類似，也是由電機(jī)、齒輪減速器、鏈條、鏈輪等組成；分組機(jī)構(gòu)是由液壓缸、四連桿機(jī)構(gòu)等組成；定位機(jī)構(gòu)同分組機(jī)構(gòu)類似，也是是由液壓缸、四連桿機(jī)構(gòu)等組成；平移機(jī)構(gòu)由液壓缸、液壓馬達(dá)、升降梁、電磁鐵等組成；翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓缸、軸、齒輪、電磁鐵等組成；垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)是由液壓缸、控制垛臺(tái)、固定滑軌等組成；壓緊機(jī)構(gòu)是由液壓缸、推頭、底座等組成；垛臺(tái)單傳輥道也是由電機(jī)、

35、行星齒輪減速器、單傳輥道等組成。</p><p>　　2.5 堆垛機(jī)的總體尺寸</p><p>　　由現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)要求和同類設(shè)備的安裝使用情況，可以初步確定堆垛機(jī)的總體尺寸約為： 。</p><p>　　2.6 堆垛機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求、堆垛機(jī)的工藝流程和其他同類設(shè)備的使用情況，各機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式選擇如下：</

36、p><p>　　由單傳輥道、撥鋼機(jī)構(gòu)和移鋼機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)特性，該三部分均選取三相交流異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。由于單傳輥道與撥鋼機(jī)構(gòu)的交錯(cuò)布置且傳動(dòng)距離較長(zhǎng)（約6m），其選擇分布式驅(qū)動(dòng)，而撥鋼機(jī)構(gòu)和移鋼機(jī)構(gòu)之間平行布置并且驅(qū)動(dòng)功率不太大，撥鋼機(jī)構(gòu)需要頻繁啟動(dòng)，因此選擇分別集中驅(qū)動(dòng)。而分組、定位、平移和垛臺(tái)升降及壓緊動(dòng)作較簡(jiǎn)單（多為直線運(yùn)動(dòng)），且載荷不太大，這里選擇液壓驅(qū)動(dòng)。用液壓缸的伸縮來(lái)完成分組、定位、翻轉(zhuǎn)和垛臺(tái)升

37、降及壓緊，用液壓馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)平移。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)為軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它的動(dòng)力系統(tǒng)的主要要求為低速可調(diào)，交流電動(dòng)機(jī)不能滿足要求，直流電動(dòng)機(jī)雖然有低速可調(diào)的性能，但是直流電動(dòng)機(jī)價(jià)錢昂貴，也不能選取，液壓傳動(dòng)的鮮明特點(diǎn)就是低速可調(diào)，所以我們最后選液壓傳動(dòng)作為翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源。</p><p>　　各種元件，可根據(jù)需要方便、靈活地來(lái)布置，不需要復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　綜上所述：分組機(jī)構(gòu)、定

38、位機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)均采用液壓驅(qū)動(dòng)；單傳輥道、撥鋼機(jī)構(gòu)、移鋼機(jī)構(gòu)及垛臺(tái)單傳輥道均采用電機(jī)拖動(dòng)。</p><p>　　2.7 堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)</p><p>　　型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)是型鋼堆垛機(jī)完成自動(dòng)堆垛的核心控制部分。其主要用于實(shí)現(xiàn)型鋼堆垛機(jī)對(duì)軋制好的型鋼自動(dòng)堆垛過(guò)程的控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作、自動(dòng)堆垛，節(jié)省人力。</p><p&g

39、t;　　2.7.1 設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)需滿足自型鋼從單傳輥道傳來(lái)，經(jīng)撥鋼機(jī)構(gòu)撥鋼，移鋼機(jī)構(gòu)移鋼，分組機(jī)構(gòu)分組，定位機(jī)構(gòu)定位，平移堆垛機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)堆垛，壓緊機(jī)構(gòu)壓緊，最后單傳輥道輸出，這一整套工作的自動(dòng)控制、自動(dòng)運(yùn)行；其自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求工作安全、可靠、穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，編程易學(xué)，調(diào)試簡(jiǎn)單，維修方便。</p><p>　　2.7.2 設(shè)計(jì)的基本思路

40、</p><p>　　根據(jù)型鋼堆垛機(jī)功能分析、各個(gè)部分機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程，確定控制控制系統(tǒng)流程圖，確定所需輸入輸出設(shè)備，然后選擇控制系統(tǒng)類型，再進(jìn)行控制類型的選型設(shè)計(jì)，I/O口分配，最后編寫控制程序。</p><p>　　2.8 堆垛機(jī)壓緊機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)</p><p>　　壓緊機(jī)構(gòu)是型鋼堆垛機(jī)正常工作的一個(gè)必不可少的部分。壓緊機(jī)構(gòu)主要是將堆垛好的型鋼（槽鋼每層6根，共

41、4層）進(jìn)行橫向壓緊，以便最后成垛輸出。它的基本組成有：推頭、液壓缸、底座等。</p><p>　　2.8.1 設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　壓緊機(jī)構(gòu)液壓缸提供的推力應(yīng)大于24根槽鋼和垛臺(tái)單傳輥道間的最大靜摩擦力；液壓缸要能產(chǎn)生出機(jī)構(gòu)所需要的力，并滿足相應(yīng)的強(qiáng)度條件；壓緊機(jī)構(gòu)整體須安裝簡(jiǎn)單，操作易行，維修方便。</p><p>　　2.8.2 設(shè)計(jì)的基本思路 &

42、lt;/p><p>　　根據(jù)液壓缸所要求的力來(lái)計(jì)算液壓缸的具體尺寸，從而選出液壓缸的型號(hào)，并對(duì)液壓缸的活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算和強(qiáng)度校核。</p><p>　　第3章 型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 自動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)分析</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)功能分析及控制要求</p><p>　　型

43、鋼堆垛機(jī)是一種用于對(duì)成型鋼材自動(dòng)打捆的設(shè)備。型鋼自動(dòng)打捆生產(chǎn)線由機(jī)械部分（包括單傳輥道、撥鋼機(jī)構(gòu)、移鋼機(jī)構(gòu)、分組機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、平移堆垛機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)及垛臺(tái)單傳輥道等10個(gè)子機(jī)構(gòu)）、液壓系統(tǒng)、電氣PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。</p><p>　　型鋼堆垛機(jī)工作過(guò)程如下：</p><p>　　軋制好的鋼材經(jīng)單傳輥道輸送到型鋼堆垛機(jī)單傳輥道，再由撥鋼機(jī)構(gòu)將鋼材撥到移鋼機(jī)構(gòu)

44、的鏈條上，然后由移鋼機(jī)構(gòu)將鋼材輸送到定位機(jī)構(gòu)，中途有分組機(jī)構(gòu)將鋼材分為3根一組（槽鋼），分好組的鋼材到定位機(jī)構(gòu)后被精確的定位后，再由平移堆垛機(jī)構(gòu)送至垛臺(tái)上，下一組分好組的鋼材被定位機(jī)構(gòu)定位后傳至翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，經(jīng)由翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn) 送至垛臺(tái)上，垛臺(tái)上的鋼材排成了形如圖1-1所示的排放形式；然后垛臺(tái)下降相應(yīng)的高度，使下一輪堆垛的鋼材和這一次的高度相等。經(jīng)過(guò)4次循環(huán)后，垛臺(tái)上的鋼材就排成了6根/層，共4層的形狀；然后由壓緊機(jī)構(gòu)把鋼材橫向壓緊，到此堆垛

45、過(guò)程結(jié)束，再由垛臺(tái)輸送輥道將堆垛好的鋼材輸送出去。之后型鋼堆垛機(jī)按這個(gè)順序再進(jìn)行下一輪的堆垛。</p><p>　　本次所設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)單傳輥道是否有鋼，自動(dòng)控制輥道電機(jī)的運(yùn)行、停止，撥鋼電機(jī)的起停，移鋼電機(jī)的間歇?jiǎng)幼?，分組機(jī)構(gòu)的升、降時(shí)間，定位機(jī)構(gòu)的升、降時(shí)間，平移堆垛機(jī)構(gòu)的升、降、移動(dòng)時(shí)間及其速度快慢，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)、返回時(shí)間，平移堆垛機(jī)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電磁鐵得失電時(shí)間，垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)升、降，壓緊

46、機(jī)構(gòu)的壓緊及回位，垛臺(tái)單傳輥道的輸送，以及其中部分機(jī)構(gòu)工作指示燈控制等一整套的工作過(guò)程。除此之外，本次設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)沒(méi)有其他特殊控制要求。</p><p>　　3.1.2 控制系統(tǒng)類型的選擇</p><p>　　從滿足型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性、擴(kuò)展性、可靠性、穩(wěn)定性方面考慮，目前常見(jiàn)的機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要有單片機(jī)控制、PLC控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)集中控制以及繼電器控制等類型。</

47、p><p>　　隨著集成芯片技術(shù)的不斷提高，特別是高檔8位、16位單片機(jī)的普及，由單片計(jì)算機(jī)及其外圍芯片構(gòu)成了單片機(jī)控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是單片機(jī)本身小巧、功耗低，實(shí)時(shí)控制功能強(qiáng)，但是其軟、硬件的開(kāi)發(fā)必須借助于開(kāi)發(fā)工具，系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy，不具有自開(kāi)發(fā)能力。</p><p>　　工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有較強(qiáng)的軟、硬件支持，可利用通用計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源來(lái)支持自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，具有自開(kāi)發(fā)能力，有較強(qiáng)的可

48、視能力和數(shù)據(jù)處理能力，更適合于計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)應(yīng)用。</p><p>　　繼電器控制是采用硬邏輯的方式，一個(gè)繼電器線圈的通斷將會(huì)同時(shí)影響該繼電器的所有常開(kāi)常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，同觸點(diǎn)在控制線路的位置無(wú)關(guān)。雖然繼電器控制不需要很強(qiáng)的軟、硬件支持且價(jià)格相對(duì)便宜，但其性能不穩(wěn)定精度不高，不具備自動(dòng)控制所期望達(dá)到的功能。</p><p>　　PLC是一種新型的具有極高可靠性的通用工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。它以

49、微處理器為核心，有機(jī)地將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體。其主要特點(diǎn)如下：</p><p><b>　　1、高可靠性</b></p><p>　　所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離，防止外部高壓的竄入。各輸入端均采用R-C濾波器，有效的抑制了高頻抗干擾信號(hào)。PLC電路中還設(shè)置了“看門狗”電路，能把因干擾

50、而飛走的程序拉回來(lái)。它采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源，具有良好的自診斷功能。大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或由三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步提高。</p><p>　　2、豐富的I/O接口模塊</p><p>　　PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流、開(kāi)關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的元件或設(shè)備（如：按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)

51、關(guān)、傳感器及變頻器、電磁線圈、控制閥等）直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。</p><p><b>　　3、采用模塊化結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各

52、模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行，故其維修方便。</p><p><b>　　4、編程簡(jiǎn)單、易學(xué)</b></p><p>　　PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解

53、和掌握。</p><p>　　5、安裝簡(jiǎn)單，維修方便</p><p>　　PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。</p><p>　　另外，用PLC完成一項(xiàng)控制工程時(shí)，由于其硬、軟件齊全，設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行，故PL

54、C設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短。</p><p>　　鑒于PLC相比于其他幾種控制類型的諸多優(yōu)勢(shì)，結(jié)合型鋼堆垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選擇可編程序控制器(PLC)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1.3 可編程序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則</p><p>　　1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象

55、（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　(1) 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制對(duì)象。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并于機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。</p><p>　　(2) 在滿足控制系統(tǒng)要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、

56、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。</p><p>　　(3) 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。</p><p>　　(4) 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝和改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。</p><p>　　2、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括：&

57、lt;/p><p>　　(1) 用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）。</p><p>　　(2) PLC類型的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起到重要的作用。選擇PLC，應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的

58、選擇等。</p><p>　　(3) 分配I/O點(diǎn)，繪制I/O連接圖。</p><p>　　(4) 設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語(yǔ)句表（即程序清單）和控制系統(tǒng)流程圖?？刂葡到y(tǒng)程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作安全、可靠的關(guān)鍵。因此，控制程序餓的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。</p><p>　　(5) 必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)。</p&

59、gt;<p>　　(6) 編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件；</p><p>　　3、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟</p><p>　　(1) 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過(guò)程分析控制要求；</p><p>　　(2) 根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；</p><p>　　(3) 選擇PLC系統(tǒng)；</p>

60、<p>　　(4) 分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O連接圖；</p><p>　　(5) 進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工；</p><p>　　4、編寫梯形圖的注意事項(xiàng)</p><p>　　(1) 輸入/輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、定時(shí)器、記數(shù)器等元件的觸點(diǎn)可以多次使用，無(wú)需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來(lái)減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)；</p>

61、<p>　　(2) 梯形圖每一行都是從左母線開(kāi)始，線圈終止于右母線。觸點(diǎn)不能放在線圈的右邊。除步進(jìn)程序外，任何線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高級(jí)指令等不能直接與左母線相連。如果需要任何時(shí)候都被執(zhí)行的程序段，可以通過(guò)特殊內(nèi)部常閉繼電器或一個(gè)沒(méi)有使用的內(nèi)部繼電器的常閉觸點(diǎn)來(lái)連接；</p><p>　　(3) 在程序中，不允許同一編號(hào)的線圈兩次輸出；</p><p>　　(4) 不允許出現(xiàn)橋式

62、電路。程序的編寫順序應(yīng)按自上而下、從左止右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)為“左大右小，上大下小”；</p><p><b>　　5、程序設(shè)計(jì)的步驟</b></p><p>　　(1) 對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明各個(gè)動(dòng)作的順序和條件。</p><p>　　(2) 設(shè)計(jì)梯形圖。這程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比

63、較困難的一步。</p><p>　　(3) 根據(jù)梯形圖編制程序清單。</p><p>　　(4) 用編程器將程序輸入到PLC的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查輸入的程序是否正確。</p><p>　　(5) 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。</p><p>　　(6) 待控制臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。若未滿足要求，再重新修改程序或檢

64、查接線，直到滿足為止。</p><p>　　(7) 編寫技術(shù)文件。</p><p><b>　　(8) 交付使用。</b></p><p>　　3.1.4 控制所需輸入/輸出設(shè)備的確定 </p><p>　　根據(jù)型鋼堆垛機(jī)的系統(tǒng)功能分析及控制要求，為確定控制所需輸入/輸出設(shè)備，對(duì)型鋼堆垛機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程分析如下：&l

65、t;/p><p>　　1、單傳輥道的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　單傳滾道電機(jī)初始狀態(tài)為停止?fàn)顟B(tài)。單傳輥道電機(jī)的啟動(dòng)由控制系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)啟動(dòng)，鋼材經(jīng)過(guò)傳送輥道時(shí)，通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)出第一根鋼材到達(dá)單傳輥道，單傳輥道電機(jī)得到檢測(cè)裝置發(fā)出的信號(hào)開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行，之后單傳輥道電機(jī)保持繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)單傳輥道傳送的鋼材為24根，即槽鋼堆垛一捆已經(jīng)完成時(shí)，若之后一段時(shí)間之內(nèi)檢測(cè)裝置沒(méi)有檢測(cè)出有鋼材信號(hào)，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)

66、；若在此一段時(shí)間內(nèi)，有鋼材輸送信號(hào)，則電機(jī)保持繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　2、撥鋼機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　撥鋼機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)是停止?fàn)顟B(tài)。電機(jī)的啟動(dòng)由單傳輥道擋板處的檢測(cè)裝置檢測(cè)鋼材是否到達(dá)單傳輥道限位擋板來(lái)控制，當(dāng)鋼材到達(dá)限位擋板后，撥鋼電機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，撥鋼電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，鋼材到達(dá)移鋼機(jī)構(gòu)鏈條上，撥鋼電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，一次撥鋼過(guò)程完成，之后等待下一次撥鋼。</p>

67、<p>　　3、移鋼機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　移鋼機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)為停止?fàn)顟B(tài)。電機(jī)的啟動(dòng)由撥鋼機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中的檢測(cè)裝置檢測(cè)鋼材是否快要到達(dá)移鋼機(jī)構(gòu)鏈條來(lái)控制；撥鋼電機(jī)收到檢測(cè)裝置的信號(hào)后，撥鋼電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，當(dāng)撥鋼電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，如果單傳輥道沒(méi)有輸送鋼材，則移鋼機(jī)構(gòu)電機(jī)處的制動(dòng)器制動(dòng)，移鋼機(jī)構(gòu)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；如果單傳輥道在繼續(xù)輸送鋼材，則移鋼機(jī)構(gòu)處的電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)移動(dòng)鋼材。</p&

68、gt;<p>　　4、分組機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　分組機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)為①狀態(tài)。移鋼機(jī)構(gòu)將鋼材輸送到分組機(jī)構(gòu)處時(shí)，此時(shí)分組機(jī)構(gòu)的分組擋板已經(jīng)升起，分組擋板三上的擋塊阻止了鋼材的前行，當(dāng)?shù)竭_(dá)分組擋板的鋼材為三根時(shí)，分組機(jī)構(gòu)液壓缸進(jìn)油，活塞桿伸長(zhǎng)，分組擋板三下降、擋板一和二升起，至②狀態(tài)；分組后的三根鋼材隨移鋼鏈條前進(jìn)，經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)定位擋板；當(dāng)活塞桿伸長(zhǎng)到極限位置后，液壓缸開(kāi)始回油，活塞桿縮

69、短，使分組擋板三升起、擋板一和二下降，繼續(xù)下一次的分組。</p><p>　　5、定位機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　定位機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)為①狀態(tài)。當(dāng)奇數(shù)次（自堆垛機(jī)開(kāi)始運(yùn)行算起，第一、三、五……次）分組后的三根鋼材經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)定位擋板后，平移堆垛機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)行，下降吸鋼，完成平移堆垛；當(dāng)偶數(shù)次（自堆垛機(jī)開(kāi)始運(yùn)行算起，第二、四、六……次）分組后的三根鋼材經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)定位擋板時(shí)，定位機(jī)構(gòu)

70、液壓缸回油，活塞桿縮短，定位擋板下降，之后這三根鋼材隨移鋼鏈條前進(jìn)，經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；當(dāng)活塞桿縮短到極限位置后，液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，活塞桿伸長(zhǎng)，使定位擋板上升，繼續(xù)下一次的定位。</p><p>　　6、平移堆垛機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　平移堆垛機(jī)構(gòu)初始位置在定位機(jī)構(gòu)正上方。在定位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中已經(jīng)說(shuō)明了平移機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)奇數(shù)次（自堆垛機(jī)開(kāi)始運(yùn)行算起，第一、三、五……次

71、）分組后的三根鋼材經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)定位擋板后，平移堆垛機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)行，平移堆垛機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的升降液壓缸開(kāi)始回油，平移堆垛升降梁（平移機(jī)架）開(kāi)始下降，經(jīng)一段時(shí)間后，平移堆垛機(jī)構(gòu)升降液壓缸活塞桿到達(dá)縮短極限位置，液壓缸停止回油，升降梁停止下降，此時(shí)平移電磁鐵得電吸住鋼材，之后升降液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，升降梁上升；經(jīng)一段時(shí)間后活塞桿到達(dá)伸長(zhǎng)極限位置，液壓缸停止進(jìn)油，升降梁停止上升，此時(shí)平移堆垛機(jī)構(gòu)處液壓馬達(dá)開(kāi)始啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)升降梁慢速正平移；經(jīng)一段時(shí)間

72、后到達(dá)垛臺(tái)正上方，之后液壓馬達(dá)停止運(yùn)行，平移升降液壓缸開(kāi)始回油，平移堆垛升降梁（平移機(jī)架）開(kāi)始下降，經(jīng)一段時(shí)間后，平移堆垛機(jī)構(gòu)處升降液壓缸活塞桿到達(dá)縮短極限位置，液壓缸停止回油，升降梁停止下降，此時(shí)平移電磁鐵失電，將鋼材放置在垛臺(tái)上，之后升降液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，升降梁上升；經(jīng)一段時(shí)間后活塞桿到達(dá)伸長(zhǎng)極限位置，液壓缸停止進(jìn)油，升降梁停止上升，此時(shí)平移堆垛機(jī)構(gòu)處液壓馬達(dá)開(kāi)始啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)升降梁快速反平移；經(jīng)一段時(shí)間后，升降梁開(kāi)始</p>

73、<p>　　7、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電磁鐵初始位置移鋼鏈條中間。在定位機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中已經(jīng)說(shuō)明了，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)的時(shí)間。當(dāng)定位后的鋼材經(jīng)一段時(shí)間到達(dá)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，經(jīng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上定位裝置定位后，翻轉(zhuǎn)電磁鐵得電吸住鋼材，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，活塞桿伸長(zhǎng)，經(jīng)齒輪嚙合帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始慢速翻轉(zhuǎn)；經(jīng)一段時(shí)間后，當(dāng)活塞桿伸長(zhǎng)到極限位置時(shí)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°，此

74、時(shí)翻轉(zhuǎn)電磁鐵失電，槽鋼正好扣在平移堆垛機(jī)構(gòu)所放鋼材之上；之后翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的液壓缸開(kāi)始回油，活塞桿縮短，經(jīng)齒輪嚙合帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始慢速翻轉(zhuǎn)返回，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后到達(dá)初始位置，一次翻轉(zhuǎn)過(guò)程完成，之后等待下一次的轉(zhuǎn)磁翻轉(zhuǎn)。</p><p>　　8、垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)為0位置，即垛臺(tái)上表面與翻轉(zhuǎn)之后的電磁鐵吸鋼表面平行，間隔一小段距離。當(dāng)平移電磁

75、鐵第一次失電放置鋼材后，平移升降梁開(kāi)始上升時(shí)，垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，活塞桿縮短，垛臺(tái)開(kāi)始下降；當(dāng)垛臺(tái)下降一層鋼材高度時(shí)，垛臺(tái)下降到1位置，此時(shí)液壓缸停止進(jìn)油，活塞桿停止縮短，垛臺(tái)停止下降；</p><p>　　當(dāng)平移電磁鐵第二次失電放置鋼材后，平移升降梁開(kāi)始上升時(shí)，垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，活塞桿縮短，垛臺(tái)開(kāi)始下降；當(dāng)垛臺(tái)下降一層鋼材高度時(shí)，垛臺(tái)下降到2位置，此時(shí)液壓缸停止進(jìn)油

76、，活塞桿停止縮短，垛臺(tái)停止下降；</p><p>　　當(dāng)平移電磁鐵第三次失電放置鋼材后，平移升降梁開(kāi)始上升時(shí)，垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，活塞桿縮短，垛臺(tái)開(kāi)始下降；當(dāng)垛臺(tái)下降一層鋼材高度時(shí)，垛臺(tái)下降到3位置，此時(shí)液壓缸停止進(jìn)油，活塞桿停止縮短，垛臺(tái)停止下降；</p><p>　　當(dāng)平移電磁鐵第四次失電放置鋼材后，平移升降梁開(kāi)始上升時(shí)，垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)處的液壓系統(tǒng)的液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，

77、活塞桿縮短，垛臺(tái)開(kāi)始下降；當(dāng)垛臺(tái)下降一層鋼材高度時(shí)，垛臺(tái)下降到4位置，即活塞桿縮短的極限位置，此時(shí)液壓缸停止進(jìn)油，活塞桿停止縮短，垛臺(tái)停止下降；</p><p>　　然后，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)繼續(xù)翻轉(zhuǎn)鋼材，后經(jīng)壓緊機(jī)構(gòu)壓緊鋼垛，當(dāng)垛臺(tái)單傳輥道將堆垛好的型鋼（槽鋼）經(jīng)一段時(shí)間輸送出去后，升降機(jī)構(gòu)液壓缸開(kāi)始回油，活塞桿開(kāi)始伸長(zhǎng)，垛臺(tái)開(kāi)始上升，當(dāng)垛臺(tái)到達(dá)初始位置時(shí)，即活塞桿伸長(zhǎng)的極限位置，升降液壓缸停止回油，活塞桿停止伸長(zhǎng)，垛臺(tái)停

78、止上升，停留在此位置；到此垛臺(tái)升降機(jī)構(gòu)完成一次升降整過(guò)程，之后等待下一次垛臺(tái)升降。</p><p>　　9、壓緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　壓緊機(jī)構(gòu)的初始狀態(tài)為①狀態(tài)，即此時(shí)活塞桿沒(méi)有伸長(zhǎng)。當(dāng)垛臺(tái)下降到4位置后，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第四次將槽鋼扣在平移堆垛第四次所放置槽鋼之上，失電返回時(shí)，壓緊機(jī)構(gòu)液壓缸開(kāi)始進(jìn)油，活塞桿伸長(zhǎng)，壓緊機(jī)構(gòu)推頭開(kāi)始?jí)壕o堆垛的槽鋼鋼垛；當(dāng)活塞桿伸長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度后，液壓缸停

79、止進(jìn)油、開(kāi)始回油，活塞桿停止伸長(zhǎng)、開(kāi)始縮短，壓緊機(jī)構(gòu)推頭停止壓緊，開(kāi)始?jí)壕o回位；當(dāng)活塞桿回到初始狀態(tài)時(shí)，完成一次鋼垛壓緊動(dòng)作過(guò)程，之后等待下一次鋼垛壓緊。</p><p>　　10、垛臺(tái)單傳輥道的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　垛臺(tái)單傳滾道電機(jī)初始狀態(tài)為停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)壓緊機(jī)構(gòu)停止壓緊，推頭離開(kāi)鋼垛開(kāi)始返回時(shí)，垛臺(tái)單傳輥道電機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，將鋼垛輸送出去；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，垛臺(tái)上鋼垛被輸送至等待捆綁的

80、垛臺(tái)，垛臺(tái)單傳輥道電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，完成一次輸送動(dòng)作過(guò)程，之后等待下一次的輸送。</p><p>　　通過(guò)以上對(duì)型鋼堆垛機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過(guò)程分析，結(jié)合液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可確定自動(dòng)控制系統(tǒng)控制所需輸入/輸出設(shè)備，如下表3-1、表3-2所示。</p><p>　　表3-1 輸入設(shè)備元件及其功能</p><p>　　表3-2 輸出設(shè)備元件及其功能</p>

81、<p><b>　　續(xù)表3-2</b></p><p>　　根據(jù)以上輸入輸出設(shè)備的確定，可知，控制系統(tǒng)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)量共11個(gè)，模擬量共6個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)共25個(gè)，故輸入輸出I/O總點(diǎn)數(shù)為42個(gè)。</p><p>　　3.2 PLC簡(jiǎn)介及設(shè)備選型</p><p>　　3.2.1 PLC概述</p><p>

82、<b>　　1、PLC的產(chǎn)生</b></p><p>　　20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電-接觸器控制系統(tǒng)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易掌握，價(jià)格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速

83、度慢，功能少，難與實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。</p><p>　　20世紀(jì)60年代末期，美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對(duì)整個(gè)開(kāi)展系統(tǒng)重新配置，為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求，1968年美國(guó)通用汽車公司

84、公開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)，對(duì)汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來(lái)是：編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序；維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制盤；數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng)；輸入可以是交流150V以上；輸出為交流115V，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器，電磁閥等；擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最小；用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)張到4KB（適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車裝配過(guò)程的需要）。</p><p>　　以

85、上十項(xiàng)指標(biāo)的核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬接線方式，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。自此開(kāi)始，可編程控制器（PLC）便隨之產(chǎn)生。</p><p><b>　　2、PLC的定義</b></p><p>　　美國(guó)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1987年對(duì)可編程序控制器做出如下定義：可編程邏輯控制器（即PLC：Programmable Logic Controll

86、er）是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能的面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器是工業(yè)控制的核心部分?？杀槌绦蚩刂破骷捌湎嚓P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。</p><p>　　定義強(qiáng)調(diào)了PLC

87、應(yīng)直接應(yīng)用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別與一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。</p><p>　　定義還強(qiáng)調(diào)了PLC是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，他也是一種計(jì)算機(jī)，它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的”工業(yè)計(jì)算機(jī)。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶的指令”，因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常

88、容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成‘體’”，易于“擴(kuò)充”。</p><p>　　3、PLC的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　　(1) 向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，新型器件大幅度的提高功能和降低價(jià)格，使PLC結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，緊湊，操

89、作使用十分方便。PLC的功能不斷增加，將原來(lái)大、中型PLC才有的功能部分地移植到小型PLC上。</p><p>　　(2) 向大容量、高速度方向發(fā)展。大型PLC采用多微處理器系統(tǒng)，有的采用了32位微處理器，可同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)操作，處理速度提高，特別是增強(qiáng)了過(guò)程控制和數(shù)據(jù)處理的功能。另外，存儲(chǔ)容量大大增加。</p><p>　　(3) 智能型I/O模塊的發(fā)展。智能型I/O模塊是以微處理器和存儲(chǔ)

90、器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的CPU與PLC的主CPU并行工作，占用主CPU的時(shí)間很少，有利于提高PLC的掃描速度。</p><p>　　(4) 基于PC的編程軟件取代編程器。隨著計(jì)算機(jī)的日益普及，越來(lái)越多的用戶使用基于個(gè)人計(jì)算機(jī)上的編程軟件。編程軟件可以對(duì)PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)即設(shè)置硬件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，例如：設(shè)置各框架各個(gè)插槽上模塊的型號(hào)、模塊參數(shù)、各串行通行接口的參數(shù)等。</p><p>

91、　　(5) PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化。與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的。在硬件方而，各廠家的CPU模塊和I/O模塊互不通用。PLC的編程語(yǔ)言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)式也不一致，因此各廠家的可遍程序控制器互不兼容。為了解決這一問(wèn)題，IEC制定了可遍程序控制器標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)中共有5種編程語(yǔ)言，允許編程者在同一程序中使用多種編程語(yǔ)言，這使編程能夠選擇不同的語(yǔ)言來(lái)適應(yīng)特殊的工作。</p><p>　　(6

92、) PLC通信的易用化。PLC的通信聯(lián)網(wǎng)功能使它能與個(gè)人計(jì)算機(jī)和其他智能控制設(shè)備交換數(shù)字信息，使系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中控制。</p><p>　　(7) 組態(tài)軟件與PLC的軟件化。個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的價(jià)格便宜，有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機(jī)交互的功能。</p><p>　　(8) PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合。現(xiàn)場(chǎng)總線I/O與PLC可以組成功能強(qiáng)大、廉價(jià)的DCS系統(tǒng)。

93、</p><p>　　(9) 開(kāi)發(fā)新型特殊功能模塊。I/O組件可以提高PLC的智能化、高密集度，增大處理能力。</p><p>　　(10) CPU的處理速度進(jìn)一步加快。目前，PLC的處理速度與計(jì)算機(jī)相比還比較慢，其高的CPU也不過(guò)80486，將來(lái)會(huì)全面使用64位的RISC芯片，采用多CPU進(jìn)行處理、分時(shí)處理或分任務(wù)處理方式，將各種模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使PLC的

94、處理速度達(dá)到納秒級(jí)。</p><p><b>　　4、PLC的特點(diǎn)</b></p><p>　　(1) 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好</p><p>　　PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)廠家長(zhǎng)期積累的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震

95、等都有周到的考慮。具體措施主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　①隔離：這是抗干擾的主要措施之一。PLC的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來(lái)傳遞信號(hào)。這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了光電的聯(lián)系，可有效的抑制外部干擾源對(duì)于PLC的影響，同時(shí)防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。②濾波：這是抗干擾的另一個(gè)主要措施。在PLC的電源電路和輸入/輸出電路中設(shè)置了多種濾波電路，用以對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)

96、行有效的抑制。③對(duì)內(nèi)部電源還采用了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，以減少外界干擾，保護(hù)供電質(zhì)量。另外使輸入輸出接口電路電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的干擾。④內(nèi)部設(shè)置了連鎖、環(huán)境檢測(cè)與診斷、Watchdog（“看門狗”）等電路，一旦發(fā)現(xiàn)故障或程序循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了警戒時(shí)鐘(WDT)規(guī)定時(shí)間（預(yù)示程序進(jìn)入了死循環(huán)），立即報(bào)警，以保證CPU可靠運(yùn)行。⑤利用系統(tǒng)軟件定期進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測(cè)，并采用信息保護(hù)和恢復(fù)措施。⑥對(duì)用戶程序及

97、動(dòng)態(tài)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行電池備份，以保障停電后有關(guān)狀態(tài)或信息不丟失。⑦采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。⑧以集成電路為基本元件，內(nèi)部處理過(guò)程不依賴于機(jī)械觸點(diǎn)，以保障高可靠性。而采用循環(huán)掃描的工</p><p>　　(2) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)</p><p>　　PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。</p>&

98、lt;p>　　(3) 編程方便，易于使用</p><p>　　PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣進(jìn)行PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語(yǔ)言現(xiàn)象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，只要具有一定的電工和工藝的知識(shí)的人員都可在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)。</p><p><b>　　

99、(4) 功能完善</b></p><p>　　PLC的輸出/輸入功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)與任何形式和性質(zhì)的開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入/輸出。在PLC內(nèi)部具有許多控制功能，諸如時(shí)序、計(jì)算機(jī)、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實(shí)現(xiàn)延時(shí)，鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)、和強(qiáng)制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印

100、及報(bào)表生成等功能。</p><p>　　(5) 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短</p><p>　　用繼電接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來(lái)十分不便。而采用PLC控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在PLC到貨前進(jìn)行，因而縮短了設(shè)計(jì)

101、周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。</p><p>　　(6) 體積小、維護(hù)操作方便</p><p>　　PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。PLC的輸入/輸出系統(tǒng)能夠直觀的反映現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過(guò)各種方式直觀的反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　(7) 易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化</p><p>　　PLC可連成功能很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。<

102、;/p><p>　　(8) 可實(shí)現(xiàn)三電一體化</p><p>　　PLC將電控（邏輯控制）、電儀（過(guò)程控制）和電結(jié)（運(yùn)動(dòng)控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。</p><p>　　5、 PLC的主要功能</p><p>　　(1) 條件控制功能</p><p>

103、　　條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用PLC的與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)極其他各種邏輯連接，進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。</p><p>　　(2) 定時(shí)/記數(shù)控制功能</p><p>　　定時(shí)/記數(shù)控制功能指用PLC提供的定時(shí)器、記數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或記數(shù)控制，以取代時(shí)問(wèn)繼電器和記數(shù)繼電器。</p><p>　　(3) 數(shù)據(jù)處理功能</p

104、><p>　　數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。</p><p>　　(4) 步進(jìn)控制功能</p><p>　　步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。</p><p>　　(5)

105、 A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能</p><p>　　A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能是指通過(guò)A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　(6) 運(yùn)動(dòng)控制功能</p><p>　　運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速記數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸運(yùn)動(dòng)控制。</p><p>　　(7) 過(guò)程控制功能</p><p>

106、　　過(guò)程控制功能是指通過(guò)PLC的PID控制指令或模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。</p><p><b>　　(8) 擴(kuò)展功能</b></p><p>　　擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入輸出擴(kuò)展單元（即I/O擴(kuò)展單元）模塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高PLC的控制功能。</p><p>　　(9

107、) 遠(yuǎn)程I/O功能</p><p>　　遠(yuǎn)程I/O功能是指通過(guò)I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號(hào)、傳出輸出信號(hào)。</p><p>　　(10) 通信聯(lián)網(wǎng)功能</p><p>　　通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過(guò)PLC之問(wèn)的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位機(jī)的鏈接等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復(fù)雜控制。</p

108、><p><b>　　(11) 監(jiān)控功能</b></p><p>　　監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的進(jìn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、記數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制I/O狀態(tài)。</p><p><b>　　6、PLC的分類</b></p>&

109、lt;p>　　PLC的種類很多，其實(shí)現(xiàn)的功能、內(nèi)存容量、控制規(guī)模、外型等方面均存在較人的差異。因此，PLC的分類并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而是按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)、實(shí)現(xiàn)的功能人致地分類。</p><p><b>　　a．按結(jié)構(gòu)形式分類</b></p><p>　　PLC按硬件的結(jié)構(gòu)形式可以分為整體式和模塊式。</p><p>　　整體式PLC。