機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)200kg傳送帶傳動(dòng)裝置及其plc控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　200KG傳送帶傳動(dòng)裝置及其PLC控制設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)

2、制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b>&l

3、t;/p><p>　　隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,科學(xué)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化程度也越來越高，傳送帶則理所當(dāng)然的成為了自動(dòng)化流水線運(yùn)用上的寵兒。傳送帶設(shè)備的不斷改進(jìn)，不斷發(fā)展，為自動(dòng)化技術(shù)高速發(fā)展的今天，做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。 </p><p>　　PLC在傳送帶上的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)和數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，在傳送帶工作過程中，各種邏輯開關(guān)和PLC的完美配

4、合，很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳送帶的運(yùn)輸控制。</p><p>　　流水線中的傳送帶要求在加工生產(chǎn)時(shí)流水線上的物料能可靠、迅速的停止在指定的加工位置，這就要求皮帶傳送時(shí)有多種速度變化。傳統(tǒng)的變速電機(jī)都存在體積較大、變速單一、價(jià)格偏高、適用范圍較窄等方面的缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中，PLC和變頻器組合控制系統(tǒng)的運(yùn)用有效的解決了這些難題。PLC控制系統(tǒng)適用于各種普通的電動(dòng)機(jī),是以應(yīng)用為中心、計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、輔助特定設(shè)備高質(zhì)量的完成電動(dòng)機(jī)

5、對(duì)各種速度的要求。變頻器具有多種算術(shù)邏輯運(yùn)算和智能控制功能，輸出頻率精度高等特點(diǎn)使變頻器可以很容易改變電動(dòng)機(jī)的速度,且具有精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、存儲(chǔ)容量大、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：傳送帶；流水線；PLC</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous

6、development of society, the continuous progress of science, the degree of automation is also increasing, the conveyor belt is taken for granted become the darling of the use of the automated assembly line. Continuous imp

7、rovement of conveyor equipment, continuous development is the rapid development of automation technology, has made ??an indelible contribution to the transport of automated production lines.</p><p>　　PLC in

8、conveyor applications, mainly in its logic switch control functions. PLC logical operations, counting, timing and data input and output functions in the conveyor belt in the work process, a perfect match of the various l

9、ogic switches and PLC, good control of transport conveyor.</p><p>　　The conveyor belt in the pipeline requires the material in the processing pipeline can be reliably and quickly stopped at the processing po

10、sition specified, which requires a variety of speed change when the belt conveyor. Traditional variable-speed motors are larger, variable-speed single, high prices for a narrow range of shortcomings. This design, the use

11、 of the control system of PLC and inverter combination is effective to solve these problems. PLC control system applicable to a variety of or</p><p>　　Keywords: pipeline; conveyor belt; PLC </p><p

12、><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.前言1</b></p><p>　　2.傳送帶傳動(dòng)的裝置總體分析2</p><p>　　2.1減速器類型選擇2</p><p>　　2.2各主要部件選擇3</p><p>　　2.3電動(dòng)機(jī)的選擇3&

13、lt;/p><p>　　2.4分配傳動(dòng)比4</p><p>　　2.5傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　2.6設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪7</p><p>　　2.6.1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型7</p><p>　　2.6.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.6.3

14、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.6.4幾何尺寸計(jì)算11</p><p>　　2.6.5驗(yàn)算12</p><p>　　2.7設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪12</p><p>　　2.7.1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型12</p><p>　　2.7.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)12</p><

15、p>　　2.7.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.7.4幾何尺寸計(jì)算16</p><p>　　2.7.5驗(yàn)算16</p><p>　　2.8鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)16</p><p>　　2.9箱體的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.?PLC特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)原理21</p><p&

16、gt;<b>　　3.1　概述21</b></p><p>　　3.2　PLC的由來21</p><p>　　3.3　PLC的定義22</p><p>　　3.4　PLC功能22</p><p>　　3.5　PLC的特點(diǎn)23</p><p>　　3.6　PLC的應(yīng)用23</p&g

17、t;<p>　　3.7 PLC的分類24</p><p>　　3.8 PLC的結(jié)構(gòu)25</p><p>　　3.9　PLC的工作原理28</p><p>　　3.10 PLC匯編語(yǔ)言28</p><p>　　3.11　PLC的基本指令29</p><p>　　4.傳送帶與PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3

18、2</p><p>　　4.1　控制要求32</p><p>　　4.2　工作過程32</p><p>　　4.3　軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)32</p><p>　　4.4　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)34</p><p><b>　　結(jié)論35</b></p><p><b>　　

19、謝 辭37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　為了滿足安全生產(chǎn)的要求，減少傳送帶故障造成的經(jīng)濟(jì)損失，近年對(duì)傳送帶反復(fù)研究，融合當(dāng)前最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)與工業(yè)控制理論體系。設(shè)置了傳送帶的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)已工業(yè)計(jì)算機(jī)與PLC

20、為控制核心，采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，利用了先進(jìn)的檢測(cè)和控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳送帶的傳輸過程中集中控制管理，以及傳送現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)通訊的狀態(tài)。</p><p>　　隨著PLC技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳送帶的控制系統(tǒng)的控制能力、可靠性、自動(dòng)化過程度都有了很大的提高。并且伴隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的運(yùn)用，傳送帶控制系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制、集散控制，大大節(jié)約了人力，提高了效率。傳送帶傳動(dòng)裝置系統(tǒng)是煤礦、工廠生產(chǎn)工藝過程中的一個(gè)重要工序，

21、傳送帶的傳動(dòng)是一個(gè)多輸入、輸出系統(tǒng)，各條傳送帶運(yùn)行是嚴(yán)格協(xié)調(diào)控制，對(duì)料位、速度、溫度及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。</p><p>　　傳送帶的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了人工的手動(dòng)控制、機(jī)械電氣控制、單片控制、工業(yè)計(jì)算機(jī)集中控制等幾個(gè)階段。第一階段，加工機(jī)械比較簡(jiǎn)單，各機(jī)械之間基本上沒有邏輯聯(lián)系，現(xiàn)場(chǎng)操作人員一般只負(fù)責(zé)一到兩個(gè)設(shè)備的操作與監(jiān)控，并著手記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品質(zhì)量的人為因素很大。第二階段，繼電器手動(dòng)控制在很大程

22、度上降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度但是大量的中間繼電器組成的電控系統(tǒng)非常復(fù)雜，可靠性極低，特別是在調(diào)試和改造時(shí)難度很大。第三階段，隨著大規(guī)模集成芯片技術(shù)的成熟，單片控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。單片機(jī)傳送帶遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)較之前兩種系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路復(fù)雜程度降低，可靠性大大地提高，但其抗干擾能力比較差也局限了它的應(yīng)用。第四階段，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，基于工控機(jī)的自控系統(tǒng)也開始出現(xiàn)了。這種系統(tǒng)大多采用集中控制方式，計(jì)算機(jī)具有工藝流程控制、工況實(shí)時(shí)顯示。提供

23、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功能外，還要完成對(duì)各對(duì)象的直接控制和數(shù)據(jù)采集的任務(wù)。</p><p>　　本文主要研究傳送帶傳動(dòng)裝置的組、PLC控制的概念和原理以及PLC和傳送裝置組成的整個(gè)系統(tǒng)所存在的意義。</p><p>　　2.傳送帶傳動(dòng)的裝置總體分析</p><p>　　2.1減速器類型選擇</p><p>　　選用展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器特點(diǎn)及

24、應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。高速級(jí)一般做成斜齒，低速級(jí)可做成直齒。</p><p><b>　　整體布置如下：</b></p><p>　　圖1-1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖</p

25、><p>　　圖示：1為電動(dòng)機(jī)，2為聯(lián)軸器，３為減速器，4為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)，5為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)，6為鏈傳動(dòng)，7為輸送機(jī)滾筒。</p><p>　　輔助件有:觀察孔蓋，油標(biāo)和油尺，放油孔和螺塞，通氣器，吊耳和吊鉤，定位銷，啟蓋螺釘，軸承套，密封圈等。如下表1所示</p><p>　　表1 帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　2.2各主要部件選

26、擇</p><p>　　各部件主要指的是動(dòng)力源，齒輪，軸承，聯(lián)軸器，鏈傳動(dòng)。根據(jù)其的影響因</p><p>　　素，選擇最佳的部件。如表2所示。</p><p><b>　　表2 各部件的選擇</b></p><p><b>　　2.3電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　

27、　電動(dòng)機(jī)的選擇主要的取決因素在于類型功率以及型號(hào)，如下表所示，分析過程后找到最佳的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　表3 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p><b>　　2.4分配傳動(dòng)比</b></p><p>　　分配傳動(dòng)比的整體過程如下</p><p><b>　　表4 分配傳動(dòng)比</b></p&

28、gt;<p>　　2.5傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算，采用的是假設(shè)法，先假設(shè)從電動(dòng)機(jī)到輸送機(jī)滾筒軸分別為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸；則對(duì)應(yīng)于各軸的轉(zhuǎn)速分別為；對(duì)應(yīng)各軸的輸入功率分別為；對(duì)應(yīng)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為；相鄰兩軸間的傳動(dòng)比分別為；相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率分別為。各軸轉(zhuǎn)速n(r/min)，輸入功率P(KW)，輸入轉(zhuǎn)矩T(N ? m)。</p>

29、;<p>　　因此可以列出以下等式：</p><p>　　高速軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速，輸入功率，輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　中間軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速，輸入功率，輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　低速軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速，輸入功率，輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　滾筒軸Ⅳ的轉(zhuǎn)速，輸入功率，輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　根據(jù)以上的等式可以計(jì)算出

30、</p><p>　　圓柱齒輪傳動(dòng)(7級(jí)精度)效率為η1＝0.98 </p><p>　　滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率為η2＝0.99 </p><p>　　彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率η3＝0.99 </p><p>　　帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為η4＝0.96</p><p>　　鏈傳動(dòng)的效率η5＝0.96</p><p

31、>　　：鏈傳動(dòng)比，：低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比，：高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比</p><p>　　將上述計(jì)算列入表格中，如下表所示。</p><p>　　表5 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　2.6設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪</p><p>　　2.6.1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型</p><p>　　1)確定齒輪類型．兩齒輪均

32、為標(biāo)準(zhǔn)圓柱斜齒輪。</p><p>　　2)材料選擇。由表10—1選擇小齒輪材料為40Ｃr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　3)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB 10095—88)</p><p>　　4)選小齒輪齒數(shù)Ｚ1＝24，大齒輪齒數(shù)Ｚ2＝ｉ1&#

33、183;Ｚ1＝3.8×24=91.2,取Z2=91。</p><p>　　5)選取螺旋角。初選螺旋角，左旋。</p><p>　　2.6.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　按式（10－21）試算，即</p><p>　　1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　(1)試選 &l

34、t;/b></p><p>　　(2)由圖10－30，選取區(qū)域系數(shù)</p><p>　　(3)由圖10－26查得　</p><p>　　(4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　(5)由表10－7選取齒寬系數(shù)</p><p>　　(6)由表10－6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p&g

35、t;　　(7)由圖10－21ｄ按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　(8)由式10－13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　(9)由圖10－19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)</p><p>　　(10)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式10－12

36、得</p><p><b>　　2)計(jì)算</b></p><p>　　(1)試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得</p><p><b>　　(2)計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)</p><p>　　(4)計(jì)算縱向重合度</p>

37、<p>　　(5)計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p><b>　　已知使用系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10－8查得動(dòng)載荷系數(shù)</p><p><b>　　由表10－4查得</b></p><p><b>　　由圖10－13查得</b></p

38、><p>　　假定，由表10－3查得</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10－10a得</p><p><b>　　(7)計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　2.6.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)<

39、/p><p><b>　　由式10－17 </b></p><p><b>　　1)確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　　(1)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　(2)根據(jù)縱向重合度，從圖10－28查得螺旋角影響系數(shù)</p><p>&

40、lt;b>　　(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p><b>　　(4)查取齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　由表10－5查得,</b></p><p>　　(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b>　　由表10－5查得,</b><

41、/p><p>　　(6)由圖10－20c查得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　(7)由圖10－18查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)</p><p>　　(8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4，由式10－12得</p>&

42、lt;p>　　(9)計(jì)算大小齒輪的</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)據(jù)大</b></p><p><b>　　2)設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。?.5mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)

43、度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有</p><p><b>　　取，則</b></p><p>　　2.6.4幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　　1)計(jì)算中心距</b></p><p><b>　　將中心距圓整為。 </b></p><p>

44、;　　2)按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正</p><p>　　3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>　　4)計(jì)算大、小齒輪的齒根圓直徑</p><p><b>　　5)計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　圓整后取

45、；</b></p><p><b>　　2.6.5驗(yàn)算</b></p><p><b>　　合適</b></p><p>　　2.7設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪</p><p>　　2.7.1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型</p><p>　　1)確定齒輪類型．兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)圓柱

46、直齒輪</p><p>　　2)材料選擇。小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為380HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　3)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度</p><p>　　4)選小齒輪齒數(shù)Z1＝24，大齒輪齒數(shù)Z2＝·Z1＝2.82×24=67.68，取=6

47、8。 </p><p>　　2.7.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10－9a進(jìn)行試算，即</p><p>　　1)確定公式各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　(1)試選載荷系數(shù)</b></p><p>　　(2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><

48、p>　　(3)由表10－7選取齒寬系數(shù)</p><p>　　(4)由表10—6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　(5)由圖10—21d按齒面硬度查得</p><p>　　小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　(6)由式10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)<

49、;/p><p>　　(7)由圖10－19曲線1查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，</p><p>　　(8)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式10－12得</p><p><b>　　2)計(jì)算</b></p><p>　　(1)試算小齒輪分度圓直徑，代入中的

50、較小值</p><p>　　(2)計(jì)算圓周速度v</p><p><b>　　(3)計(jì)算齒寬b</b></p><p>　　(4)計(jì)算齒寬與齒高之比 b／h</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p>　　(5)計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p&

51、gt;　　根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10－8查得動(dòng)載荷系數(shù)</p><p>　　假設(shè)，由表10－3查得</p><p>　　由表10－2查得使用系數(shù).25</p><p><b>　　由表10－4查得</b></p><p><b>　　由圖10－13查得</b></p><p>

52、<b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10－10a得</p><p><b>　　(7)計(jì)算模數(shù)ｍ</b></p><p>　　2.7.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由式10－5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p>

53、<p>　　1)確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值</p><p>　　(1)由圖10－20c查得</p><p>　　小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　(2)由圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p><b>　　， </b><

54、/p><p>　　(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.4，由式10－12得</p><p><b>　　(4)計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(5)查取齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　由表1

55、0－5查得，</b></p><p>　　(6)取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b>　　由表10－5查得　</b></p><p>　　(7)計(jì)算大小齒輪的，并比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)據(jù)大</b></p><p><b>　　2)

56、設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)ｍ大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.33，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值ｍ＝2.5ｍｍ。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有，取</p><p><b>　　大齒輪齒數(shù)　取</b></p><p

57、>　　2.7.4幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　　1)計(jì)算分度圓直徑</b></p><p><b>　　2)計(jì)算齒根圓直徑</b></p><p><b>　　3)計(jì)算中心距</b></p><p><b>　　將中心距圓整后取。</b>&

58、lt;/p><p><b>　　4)計(jì)算齒寬</b></p><p><b>　　取　</b></p><p><b>　　2.7.5驗(yàn)算</b></p><p><b>　　合適</b></p><p><b>　　2.8鏈

59、傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　選擇鏈輪齒數(shù)和材料</b></p><p>　　取小齒輪齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)為</p><p>　　材料選擇40鋼，熱處理：淬火、回火。</p><p><b>　　確定計(jì)算功率</b></p><p>　　由表9－6

60、查得，由圖9－13查得，單排鏈，則計(jì)算功率為：</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距</b></p><p>　　根據(jù)及查圖9－11，可選20A-1。查表9－1，鏈條節(jié)距為。</p><p><b>　　計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距</b>

61、;</p><p>　　初選中心距。取。相應(yīng)得鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為，取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)節(jié)。查表9－7得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心中心距為：。</p><p>　　計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式</p><p>　　由和鏈號(hào)20A－1，查圖9－14可知應(yīng)采用油池潤(rùn)滑或油盤飛濺潤(rùn)滑。</p><p><b>　　計(jì)算壓軸力</b><

62、/p><p><b>　　有效圓周力為：</b></p><p>　　鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為。</p><p><b>　　鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　小直徑的鏈輪一般做成整體式；中等尺寸的鏈輪多做成孔板式，為便于搬運(yùn)、裝卡和減重，在輻板上開孔；大直徑的鏈輪可做成組合式，

63、常可將齒圈用螺栓連接或焊接在輪轂上，此時(shí)齒圈與輪芯可用不同材料制造。</p><p>　　根據(jù)軸Ⅲ的尺寸可確定鏈輪軸孔d=45mm，輪轂長(zhǎng)度L=80mm，可與減速器的相關(guān)尺寸協(xié)調(diào)。</p><p><b>　　2.9箱體的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　箱體的剛度</b></p><p>

64、　　減速器箱體一般采用剖分式結(jié)構(gòu)，分箱面處的凸緣結(jié)構(gòu)和軸承座結(jié)構(gòu)對(duì)箱體的剛度有很大的影響。箱體底座凸緣的結(jié)構(gòu)會(huì)影響箱體的支撐剛度。</p><p>　　軸承座壁厚和加強(qiáng)肋的確定</p><p>　　為了保證軸承座的剛度，軸承座孔應(yīng)有一定的壁厚。設(shè)計(jì)軸承座孔采用凸緣式軸承蓋，根據(jù)安裝軸承蓋螺釘?shù)男枰_定軸承座厚度以滿足剛度的要求。</p><p>　　為了提高軸承座的

65、剛度，還應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)肋，一般中、小型減速器加外肋板。</p><p>　　軸承旁螺栓位置和凸臺(tái)高度的確定</p><p>　　為了增強(qiáng)軸承座的連接剛度，軸承座孔兩側(cè)的連接螺栓應(yīng)盡量靠近，為此需在軸承座兩側(cè)做出凸臺(tái)。兩螺栓孔在不與軸承座孔以及軸承蓋螺釘孔相干涉的前提下，應(yīng)盡量靠近。</p><p>　　凸臺(tái)高度h應(yīng)以保證足夠的螺母扳手空間為原則，具體高度由繪圖確定。為了

66、制造和裝拆的方便，全部凸臺(tái)高度應(yīng)一致，采用相同尺寸的螺栓。</p><p><b>　　凸緣尺寸的確定</b></p><p>　　為了保證箱蓋與箱座的連接剛度，箱蓋與箱座分箱面凸緣的厚度一般取為1.5倍的箱體壁厚。為了保證箱體的支撐剛度，箱座底板凸緣厚度一般取2.5倍的箱座壁厚。底板寬度B應(yīng)超過內(nèi)壁位置，一般取。</p><p><b&

67、gt;　　箱體的結(jié)構(gòu)工藝性</b></p><p>　　小齒輪端箱體外壁圓弧半徑R的確定</p><p>　　小齒輪端的軸承旁螺栓凸臺(tái)位于箱體外壁之內(nèi)測(cè)，這種結(jié)構(gòu)便于設(shè)計(jì)和制造。為此，應(yīng)使，從而定出小齒輪端箱體外壁和內(nèi)壁的位置。</p><p>　　箱體凸緣連接螺栓的布置</p><p>　　連接箱蓋與箱座的螺栓組應(yīng)對(duì)稱布置，并且

68、不應(yīng)與吊耳、吊鉤、圓錐銷等相干涉。螺栓數(shù)由箱體結(jié)構(gòu)及尺寸大小而定。</p><p>　　減速器中心高H的確定</p><p>　　減速器中心高H可由下式確定：</p><p>　　式中da為浸入油池內(nèi)的最大旋轉(zhuǎn)零件的外徑。</p><p><b>　　鑄件應(yīng)避免出現(xiàn)狹縫</b></p><p>　

69、　如果鑄件上設(shè)計(jì)有狹縫，這時(shí)狹縫處砂型的強(qiáng)度較差，在取出木模時(shí)或澆鑄鐵水時(shí)，易損壞砂型，產(chǎn)生廢品。</p><p><b>　　附件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　視孔和視孔蓋</b></p><p>　　視孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可以用來注入潤(rùn)滑油。視孔應(yīng)設(shè)計(jì)在箱蓋的上部，且

70、便于觀察傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置，其大小以手能伸進(jìn)箱體進(jìn)行檢查操作為宜。</p><p>　　視孔蓋可用軋制鋼板或鑄鐵制成，它和箱體之間應(yīng)加石棉橡膠紙密封墊片，以防止漏油。</p><p><b>　　通氣器</b></p><p>　　通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)油溫升高、內(nèi)壓增大，從而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。</

71、p><p><b>　　油標(biāo)</b></p><p>　　油標(biāo)用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查和油面較穩(wěn)定之處。油尺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在減速器中應(yīng)用較多。</p><p><b>　　放油孔和螺塞</b></p><p>　　為了將污油排放干凈，應(yīng)在油池的最低位置處設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng)安置在減速器不與其它部件

72、靠近的一側(cè)，以便于放油。平時(shí)放油孔用螺塞堵住，并配有封油墊圈。</p><p><b>　　啟蓋螺釘</b></p><p>　　為防止漏油，在箱座和箱蓋接合面處通常涂有密封膠或水玻璃，接合面被粘住不易分開。為便于開啟箱蓋，可在箱蓋凸緣上裝設(shè)1~2個(gè)啟蓋螺釘。</p><p><b>　　定位銷</b></p>

73、<p>　　為了保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度，需在箱體連接凸緣長(zhǎng)度方向的兩端安置兩個(gè)定位銷，兩個(gè)定位銷相距遠(yuǎn)些可提高定位精度。</p><p><b>　　起吊裝置</b></p><p>　　為了裝拆和搬運(yùn)減速器，應(yīng)在箱體上設(shè)計(jì)吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤。箱蓋上的吊環(huán)螺釘及吊耳一般是用來吊運(yùn)箱蓋的，也可以用來吊運(yùn)輕型減速器。箱座上的吊鉤用于吊運(yùn)整臺(tái)減

74、速器。</p><p>　　箱體的具體尺寸如下表</p><p><b>　　表6 箱體具體尺寸</b></p><p>　　3.?PLC特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)原理</p><p><b>　　3.1　概述</b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Contro

75、ller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器可以稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。</p>

76、<p>　　3.2　PLC的由來</p><p>　　在60年代，汽車生產(chǎn)流水線的西東控制系統(tǒng)基本都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著汽車的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期愈來愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，廢料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在1969年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置

77、取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即：</p><p>　　1．編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；</p><p>　　2．維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；</p><p>　　3．可靠性高于繼電器控制裝置；</p><p>　　4．體積小于繼電器控制裝置；</p><p>　　5．?dāng)?shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；</p&g

78、t;<p>　　6．成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；</p><p>　　7．輸入可以是交流115V；</p><p>　　8．輸出為交流115V,2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；</p><p>　　9．在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；</p><p>　　10．用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。</p>&l

79、t;p>　　1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出第一臺(tái)PLC，在美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配線上使用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。直到1971年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)也受到了世界其他國(guó)家的高度重視。1971年日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)PLC。

80、1973年，西歐國(guó)家也研制出他們的第一臺(tái)PLC。我國(guó)從1974開始研制，于1977年開始工業(yè)應(yīng)用。</p><p>　　3.3　PLC的定義</p><p>　　可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable Logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布

81、的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?lt;/p><p><b>　　3.4

82、　PLC功能</b></p><p>　　1．?dāng)?shù)據(jù)采集與輸出。</p><p>　　2．控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。</p><p>　　3．?dāng)?shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對(duì)字節(jié)的運(yùn)算、PID運(yùn)算、濾波等。</p><p>　　4．輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有A/D、D/A轉(zhuǎn)化功能，通過I/O模塊完成對(duì)

83、模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動(dòng)等測(cè)量接口。</p><p>　　5．通信、聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺(tái)PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺(tái)或多臺(tái)可編程控制器的信號(hào)處理單元之間，實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文檔轉(zhuǎn)移、監(jiān)事和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)

84、模的發(fā)雜控制。通常所說的SCADA系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)端和遠(yuǎn)程端也可以采用PLC作現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。</p><p>　　6．支持人機(jī)界面功能。提供操作者以監(jiān)視機(jī)器/過程工作必需的信息。允許操作者和PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，一邊做決策和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)的分散和集中與監(jiān)視系統(tǒng)。</p><p>　　7．編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。</p><p>　　3.5　PLC的特

85、點(diǎn)</p><p>　　1．可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　2．通用性高、使用方便；</p><p>　　3．程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易學(xué)易懂；</p><p>　　4．采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；</p><p>　　5．系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短；</p><p>　　6．安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試

86、方便，維護(hù)工作量??；</p><p>　　7．對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)；</p><p>　　3.6　PLC的應(yīng)用</p><p>　　目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類：</p><p>　　1．開關(guān)量的邏輯控制&

87、lt;/p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　2．模擬量控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、

88、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，是可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　3．運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和

89、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各種PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。</p><p><b>　　4．過程控制</b></p><p>　　過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉

90、環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)用專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　5．?dāng)?shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)

91、換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程制造系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　6．通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　

92、PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　3.7 PLC的分類</p><p>　　1．按PLC的結(jié)構(gòu)形式分類：整體式；模塊式。</p><p>　　2．按PLC的I/O點(diǎn)

93、數(shù)分類：小型256點(diǎn)以下；中型256點(diǎn)以上；2048點(diǎn)以下：大型2048點(diǎn)以上。</p><p>　　3．按PLC功能分類：抵擋型，中檔型，高檔型。</p><p>　　3.8 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、

94、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)律組合配置。</p><p>　　1．中央處理單元（CPU）</p><p>　　中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞，它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接受并儲(chǔ)存從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、儲(chǔ)存器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診

95、斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接受現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映像區(qū)然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映像區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映像區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。</p><p>　　為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性

96、近年來對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或采用三CPU的表決式系統(tǒng)，這樣即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。</p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接受并儲(chǔ)存用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從

97、用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。</p><p>　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)他們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線結(jié)構(gòu)，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC是重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，

98、IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。</p><p><b>　　2．存儲(chǔ)器</b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；</p><p>　　存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。?</p><p>　?。?） PLC常用的存儲(chǔ)器類型</p><p>　

99、　RAM（Random Access Memory）,這是一種讀/寫存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器），其存取速度最快，由鋰電池支持。</p><p>　　EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory），這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器，在斷電情況下存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變（在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容）。</p><p>　　EEPROM（Electric

100、al Erasable Programmable Read Only Memory），這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器，使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。</p><p>　?。?） PLC存儲(chǔ)空間的分配</p><p>　　雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)PLC的工作原理其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)；系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括I/O

101、映像區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）；用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。</p><p>　　系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序、等由制造廠商將其固化在EPROM 中，用戶不能直接存取，它和硬件一起決定了該P(yáng)LC 的性能。</p><p>　　系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)

102、包括I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器、等存儲(chǔ)器。</p><p>　　I/O 映象區(qū)，由于PLC 投入運(yùn)行后只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)，因此它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元(RAM)以存放I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O 映象區(qū)，一個(gè)開關(guān)量I/

103、O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位(bit)，一個(gè)模擬量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字(16 個(gè)bit)， 因此整個(gè)I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開關(guān)量I/O 映象區(qū)，模擬量I/O 映象區(qū)。</p><p>　　系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)：除了I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備(邏輯線圈、計(jì)時(shí)器

104、、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)的存儲(chǔ)區(qū)，該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在PLC 斷電時(shí)由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失，后者當(dāng)PLC 斷電時(shí)數(shù)據(jù)被清零</p><p>　　邏輯線圈：與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器，另外不同的PLC 

105、還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。</p><p>　　數(shù)據(jù)寄存器：與模擬量I/O 一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)字(16bits) ，另外PLC 還提供數(shù)量不的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。</p><p>　　用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序，不同類型的PLC 其存儲(chǔ)容量各不相同。</p>

106、;<p><b>　　3．電源</b></p><p>　　PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視，一般交流電壓波動(dòng)在±10%范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。</p><p>&l

107、t;b>　　4．I/O 模塊</b></p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。</p>

108、<p>　　常用的I/O分類如下：</p><p>　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。</p><p>　　模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4~20mA,0~20mA）、電壓型（0~10V,0~5V,-10~10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。</p><p&

109、gt;　　除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。</p><p>　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。</p><p>　　5．PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備</p><p>　　編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用

110、于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。</p><p>　　人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。</p><p>　　3.

111、9　PLC的工作原理</p><p>　　1．輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。</p><p>　　2．程序執(zhí)行階段，PLC對(duì)用戶程序掃描。</p><p>　　3．輸出刷新階段，當(dāng)所有指令執(zhí)

112、行完畢通過隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。</p><p>　　3.10 PLC匯編語(yǔ)言</p><p>　　采用面向控制過程，面向問題，簡(jiǎn)單直觀的PLC編寫橫語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。</p><p>　　1．梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來，兩者具有一定程度的相似性，但梯形圖編程語(yǔ)言功能更強(qiáng)更方便。<

113、;/p><p><b>　　主要特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）自上而下，從左到右的順序排列，兩列垂直線為母線。每一邏輯行，起使左母線；</p><p>　?。?）梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實(shí)物理繼電器稱為“軟繼電器”；</p><p>　?。?）每個(gè)梯級(jí)流過的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源；<

114、;/p><p>　?。?）輸入繼電器，用于接入信號(hào)，而無(wú)線圈，輸入繼電器，通過輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　2．語(yǔ)句表又叫指令表，類似計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言形式，用指令的記助符編程。?</p><p>　　3.11　PLC的基本指令</p><p>　　1．輸入輸出指令（LD/LDN/=）如表3-1所示：</p>

115、;<p>　　表3-1　輸入輸出指令表</p><p>　　LD與LDN指令用于與母線相連的接點(diǎn)，此外還可用于分支電路的起點(diǎn)。</p><p>　　=指令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。</p><p>　　2．觸點(diǎn)串連指令（A/AN）、并聯(lián)指令（

116、O/ON）如表3-2所示：</p><p>　　表3-2　觸電串并聯(lián)指令表</p><p>　　A、AN指令用于一個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，但串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不限，這兩個(gè)指令可連續(xù)使用。O、ON是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。</p><p>　　3．電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（OLD、ALD）如表3-3所示：</p><p>　　表3-3　電路塊并串聯(lián)指令表&

117、lt;/p><p>　　4．程序結(jié)束指令（END）如表3-4所示：</p><p>　　表3-4　程序結(jié)束指令表</p><p>　　在程序結(jié)束處寫上END指令，PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。若不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時(shí)，可以將END指令插在各程序段之后，分段

118、檢查各程序段的動(dòng)作，確認(rèn)無(wú)誤后，再依次刪去插入的END指令。</p><p>　　5.　PLC的基本性能指標(biāo)</p><p>　　可編程控制器的基本性能可用如下八條予以概括：</p><p><b>　　工作速度</b></p><p>　　工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工作速

119、度是PLC工作的基礎(chǔ)。速度高了，才可能通過運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。</p><p><b>　　控制規(guī)模</b></p><p>　　控制規(guī)模代表PLC控制能力，看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制。</p><p>　　控制規(guī)模與速度有關(guān)。因?yàn)橐?guī)模大了，用戶程序也長(zhǎng)，執(zhí)行指令的速度

120、不快，勢(shì)必延長(zhǎng)PLC循環(huán)的時(shí)間，也必然會(huì)延長(zhǎng)PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。為了避免這個(gè)情況，PLC的工作速度就要快。所以，大型PLC的工作速度總是比小的要快。</p><p><b>　　組成模塊</b></p><p>　　PLC的結(jié)構(gòu)雖有箱體及模塊式之分，但從質(zhì)上看，箱體也是模塊，只是它集成了更多的功能。在此，不妨把PLC的模塊組成當(dāng)作所有PLC的結(jié)構(gòu)性能。</p

121、><p><b>　　內(nèi)存容量</b></p><p>　　PLC內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序，個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。系統(tǒng)內(nèi)存是與CPU配置在一起的。CPU既要具備訪問這些內(nèi)存的能力，還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。用戶內(nèi)存大小與可存儲(chǔ)的用戶程序量有關(guān)。內(nèi)存大，可存儲(chǔ)的程序量大，也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。從發(fā)展趨勢(shì)看，內(nèi)存容量總是在不斷增大

122、著。大型PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十K，以至于一百多K。系統(tǒng)內(nèi)存對(duì)于用戶，主要體現(xiàn)在PLC能提供多少內(nèi)部器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。在物理上并無(wú)這些器件，僅僅為RAM。但通過運(yùn)行程序進(jìn)行使用時(shí)，給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。 內(nèi)存器件種類越多，數(shù)量越多，越便于PLC進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。</p><p><b>　　指令系統(tǒng)</b></p>&l

123、t;p>　　PLC的指令繁多，但主要的有這么幾種類型：基本邏輯指令，用于處理邏輯關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。這類指令不管什么樣的PLC都總是有的。數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送、移位等等。數(shù)據(jù)運(yùn)算指令，用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，如+、-、X、/等，可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算，有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算，等等。流程控制指令，用以控制程序運(yùn)行流程。PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開始執(zhí)行，按順序推進(jìn)。但遇到流程控制指令也可作相