1、電子與信息工程學(xué)院本 科 畢 業(yè) 論 文論文題目 升降式工作臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 08電氣（2） 指導(dǎo)教師 2010年5月摘 要升降式工作平臺(tái)廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，為了滿足生產(chǎn)工作中對(duì)升降式工作臺(tái)平穩(wěn)性及自動(dòng)化多樣控制的需求，本文通過電腦軟件仿真模擬的方法，對(duì)升降式工作臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。該系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動(dòng)，利用梯形圖對(duì)plc進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了升降平臺(tái)的手動(dòng)、自動(dòng)控制，其中自動(dòng)控制又分為回原點(diǎn)、單步、單周期、連續(xù)四種模式。關(guān) 鍵 詞：plc，液壓傳動(dòng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)，升降式工

2、作臺(tái)abstractmovements of working platform widely used in automobiles, container, mould making, wood processing, chemical filling etc all kinds of industrial enterprise and production assembly line, in order to satisfy the production of movements of workbench stability and automation control of diverse

3、 demand, this article through computer software simulation method, the movements of the design of the automatic control system is discussed. the system adopts hydraulic drive, use ladder diagram to plc for programming, realize the lift platform manual, automatic control, among them the automatic con

4、trol and divided into back to a single step, single origin, continuous cycle, four mode.key words: plc, hydraulic transmission, the automatic control system, the movements of workbench目 錄1.緒 論12. 課題設(shè)計(jì)方案32.1 升降式工作臺(tái)的種類選擇32.2 控制器的選擇42.2.1 繼電器控制42.2.2 51系列單片機(jī)控制42.2.3 plc控制43.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)分析63.1 認(rèn)識(shí)液壓系統(tǒng)63.2三菱fx-

5、2n系列plc簡(jiǎn)介94. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)134.1引言134.2液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)134.3參數(shù)計(jì)算144.4小結(jié)155控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)165.1材料分析與接口設(shè)計(jì)165.2梯形圖設(shè)計(jì)176編程仿真實(shí)驗(yàn)256.1 仿真環(huán)境256.2 梯形圖在線仿真調(diào)試及結(jié)果分析267. 結(jié)論與展望45參考文獻(xiàn)47附錄a（完整梯形圖）：491. 緒 論在工廠生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)用到升降式工作臺(tái)。例如，在鑄造、焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝配等工作場(chǎng)合就有各種升降式工作臺(tái)被用作輸送和定位的工具。1764年，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，1800年開始美國(guó)煤礦用此類升降機(jī)從下往上運(yùn)煤，1850，美國(guó)出現(xiàn)了以蒸汽為動(dòng)力的升降平臺(tái)，1852年e.g.oti

6、s為美國(guó)楊克斯的一家公司制成了安全升降機(jī)，而1857年第一臺(tái)客用安全升降機(jī)安裝在一座高五層的百貨大樓里，這類升降機(jī)都以液壓或氣壓為動(dòng)力。此后升降機(jī)高度發(fā)展，而目前，升降機(jī)已經(jīng)有很多種類，包括乘客電梯，載貨電梯，液壓電梯，雜物電梯，自動(dòng)電梯，自動(dòng)人行道，特殊類型電梯，起重機(jī)等。目前世界工程起重機(jī)年銷售額已達(dá)75億美元左右。主要生產(chǎn)國(guó)為美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利等，世界頂級(jí)公司有10多家，世界市場(chǎng)主要集中在北美、日本/亞洲和歐洲，因?yàn)槠囆袠I(yè)的告訴發(fā)展，國(guó)外隨車起重機(jī)發(fā)展極為迅速。升降機(jī)技術(shù)最發(fā)達(dá)的幾個(gè)國(guó)家并是美國(guó)，日本和德國(guó)，日本的升降機(jī)年產(chǎn)量居世界第一，美國(guó)則是升降機(jī)最大的市場(chǎng)，歐洲市場(chǎng)潛

7、力最大，而我們國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)在高速發(fā)展的今天也預(yù)示著未來起重機(jī)的市場(chǎng)潛力也非常大。 我國(guó)建筑業(yè)，房地產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，帶動(dòng)了電梯業(yè)和升降機(jī)業(yè)的發(fā)展，因此迫切需要一系列與之適應(yīng)的升降平臺(tái)技術(shù)2. 課題設(shè)計(jì)方案2.1 升降式工作臺(tái)的種類選擇固定式升降平臺(tái)升降穩(wěn)定性好，適用范圍廣的貨物舉升設(shè)備主要用于生產(chǎn)流水線高度差之間貨物運(yùn)送；物料上線、下線；工件裝配時(shí)調(diào)節(jié)工件高度；高處給料機(jī)送料；大型設(shè)備裝配時(shí)部件舉升；大型機(jī)床上料、下料；倉(cāng)儲(chǔ)裝卸場(chǎng)所與叉車等搬運(yùn)車輛配套進(jìn)行貨物快速裝卸等。 根據(jù)使用要求，可配置附屬裝置，進(jìn)行任意組合，如固定式升降平臺(tái)的安全防護(hù)裝置，電器控制方式、工作平臺(tái)形式、動(dòng)力形式等。各

8、種配置的正確選擇，可最大限度地發(fā)揮升降平臺(tái)的功能，取得最佳的使用效果。固定式升降平臺(tái)的可選配置有人工液壓動(dòng)力、方便與周邊設(shè)施搭接的活動(dòng)翻板、滾動(dòng)或機(jī)動(dòng)輥道、防止軋腳的安全觸條、風(fēng)琴式安全防護(hù)罩、人動(dòng)或機(jī)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、液動(dòng)翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)、防止升降平臺(tái)下落的安全支撐桿、不銹鋼安全護(hù)網(wǎng)、電動(dòng)或液動(dòng)升降平臺(tái)行走動(dòng)力系統(tǒng)、萬向滾珠臺(tái)面。 車載式升降平臺(tái) 車載式升降平臺(tái)是為提高升降平臺(tái)的機(jī)動(dòng)性，將升降平臺(tái)固定在電瓶搬運(yùn)車或貨車上，它接取汽車引擎動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)車載式升降平臺(tái)的升降功能。以適應(yīng)廠區(qū)內(nèi)外的高空作業(yè)。 廣泛應(yīng)用于賓館、大廈、機(jī)場(chǎng)、車站、體育場(chǎng)、車間、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)所的高空作業(yè)；也可作為臨時(shí)性的高空照明、廣告宣傳

9、等。液壓升降平臺(tái)廣泛適用于汽車、集裝箱、模具制造，木材加工，化工灌裝等各類工業(yè)企業(yè)及生產(chǎn)流水線，滿足不同作業(yè)高度的升降需求，同時(shí)可配裝各類臺(tái)面形式（如滾珠、滾筒、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)向、傾翻、伸縮），配合各種控制方式（分動(dòng)、聯(lián)動(dòng)、防爆），具有升降平穩(wěn)準(zhǔn)確、頻繁啟動(dòng)、載重量大等特點(diǎn)，有效解決工業(yè)企業(yè)中各類升降作業(yè)難點(diǎn)，使生產(chǎn)作業(yè)輕松自如。曲臂式高空作業(yè)平臺(tái) 曲臂式高空作業(yè)平臺(tái)能懸伸作業(yè)、跨越一定的障礙或在一處升降可進(jìn)行多點(diǎn)作業(yè)；平臺(tái)載重量大，可供兩人或多人同時(shí)作業(yè)并可搭載一定的設(shè)備；可以旋轉(zhuǎn)360，具有一定的作業(yè)半徑；升降平臺(tái)移動(dòng)性好，轉(zhuǎn)移場(chǎng)地方便；外型美觀，適于室內(nèi)外作業(yè)和存放。動(dòng)力目前有柴油機(jī)、柴油機(jī)和

10、電雙用、純電瓶驅(qū)動(dòng)三種，適用于車站、碼頭、商場(chǎng)、體育場(chǎng)館、小區(qū)物業(yè)、廠礦車間等大范圍作業(yè)。套缸式液壓升降平臺(tái)套缸式液壓升降平臺(tái)為多級(jí)液壓缸直立上升，液壓缸高強(qiáng)度的材質(zhì)和良好的機(jī)械性能，塔形梯狀護(hù)架，使升降平臺(tái)有更高的穩(wěn)定性。即使身處30米高空，也能感受其優(yōu)越的平穩(wěn)性能。 適用場(chǎng)合：廠房、賓館、大廈、商場(chǎng)、車站、機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)等主要用途：電力線路、照明電器、高架管道等安裝維護(hù)，高空清潔等單人工作的高空作業(yè)。按照要求選擇固定式升降臺(tái)。2.2 控制器的選擇 工業(yè)上控制系統(tǒng)一般主要有繼電器控制、單片機(jī)控制、plc控制三大類，下面進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。2.2.1 繼電器控制繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利

11、用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控 制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能、較為困難。另外，繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以繼電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性受到很大限制。從工作方式上在繼電器控制電路中，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)即該吸合 的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并 行工作方式。從控制速度上繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的，工作頻率低，觸點(diǎn)的開關(guān)動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)，且機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。從可靠性和可維護(hù)性上由于繼電器控控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線多，觸點(diǎn)開閉時(shí)存在機(jī)械磨

12、損、電弧燒傷等現(xiàn)象，觸點(diǎn)壽命短，所以可靠性和可維護(hù)性較差?？偟膩碚f繼電器控制得優(yōu)點(diǎn)是：成本低，只要懂電工基礎(chǔ)即可。其缺點(diǎn)也很明顯： 接線比較復(fù)雜，功能單一。2.2.2 51系列單片機(jī)控制單片機(jī),也叫微控制器(英文為microcontroller), 與控制技術(shù)之間有著不可分割的聯(lián)系,是自動(dòng)控制方面必不可少的先備知識(shí)?，F(xiàn)代控制技術(shù)是以微控制器作為核心部件的技術(shù)。由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)作為當(dāng)今工業(yè)控制的主流系統(tǒng)，已取代常規(guī)的模擬檢測(cè)、調(diào)節(jié)、顯示、記錄等儀器設(shè)備和很大部分操作管理的人工職能，并具有較高級(jí)復(fù)雜的計(jì)算方法和處理方法，使受控對(duì)象的動(dòng)態(tài)過程按規(guī)定方式和技術(shù)要求運(yùn)行，以完成各種過程控制、操作管理等

13、任務(wù)。特別是近年來隨著嵌入式系統(tǒng)在交通、通信、工業(yè)、儀器、醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而深入到各行業(yè)的諸多領(lǐng)域。51系列8位單片機(jī)既經(jīng)典又具生命力，其歷史可以劃分三個(gè)發(fā)展階段。第一階段是mcs51系列迅速推進(jìn)到80c51系列，滿足各種嵌入式應(yīng)用要求。第二階段是基于flash rom技術(shù)的at89cxx系列，目前國(guó)內(nèi)使用較多。第三階段是當(dāng)前推出的c8051f產(chǎn)品，其性價(jià)比更具優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，16位、32位處理器的強(qiáng)大發(fā)展勢(shì)頭，特別是32位嵌入式cpu的豐富功能，如arm7、arm9等系列芯片，在工業(yè)控制領(lǐng)域不斷占據(jù)了高端微控制器市場(chǎng)的較大份額，同時(shí)也在逐步向低端控制器領(lǐng)域擴(kuò)展。2.2.3 plc控制plc，

14、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的大腦！現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備上使用plc非常普遍，取代了很大一部分傳統(tǒng)繼電器控制電路，這是因?yàn)閜lc具有先天的綜合優(yōu)勢(shì)，下面是我結(jié)合了近十年的自動(dòng)化控制經(jīng)驗(yàn)來告訴大家十大優(yōu)勢(shì)：1、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高一臺(tái)小型plc內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件（如計(jì)時(shí)器，計(jì)數(shù)器，繼電器等），有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比。2、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，

15、一般用接線端子連接外部接線。plc有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。3、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，plc用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。plc采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，plc已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少plc用軟件

16、功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。plc的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。plc的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過plc上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。5、編程方法簡(jiǎn)單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖

17、語言形象直觀，易學(xué)易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(jí)語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。6、維修工作量少，維修方便plc的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)plc上的發(fā)光二極管或編程器提供的實(shí)時(shí)梯形圖的狀態(tài)迅速的查明故障的原因，用修改程序或更換模塊的方法可以迅速地排除故障。7、體積小，能耗低對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用plc后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，小型plc的體積相當(dāng)于幾個(gè)繼電

18、器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。plc的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，可以減少大量費(fèi)用。8、與時(shí)俱變，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊 plc可以與電腦及智能儀表等通過通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。并能實(shí)現(xiàn)地顯示出當(dāng)前機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)和工作流程，對(duì)生產(chǎn)管理和現(xiàn)場(chǎng)維修帶來極大的方便。9、提升產(chǎn)品技術(shù)含量，增加產(chǎn)品形象！對(duì)于復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，如果還使用傳統(tǒng)的繼電器控制，則不單加大的控制電箱的配制難度，還讓產(chǎn)品的最終客戶覺得產(chǎn)品不夠先進(jìn)，使用信心不足，因?yàn)楝F(xiàn)在主流機(jī)械設(shè)備都用上plc，有plc的機(jī)械品質(zhì)或許更有保證，同時(shí)使用pl

19、c加大了同行的仿制難度！10、對(duì)未來機(jī)械升級(jí)很方便對(duì)于復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，如果隨著時(shí)間的推移而不能滿足使用的話，就必須要進(jìn)行機(jī)械設(shè)備升級(jí)改造，如果是用傳統(tǒng)繼電器控制的，則會(huì)很麻煩，基本上要把以前的控制電箱宣布報(bào)廢，但是用plc控制的電箱的話就很方面，只要擴(kuò)展一個(gè)相關(guān)的i/o點(diǎn)，修改一下相關(guān)的控制程序就可以了！本課題采用三菱fx-2n-32mr plc作為升降式工作臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心控制器。3.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)分析3.1 認(rèn)識(shí)液壓系統(tǒng)液壓與氣壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來說是一門較新的技術(shù)。液壓與氣壓傳動(dòng)是以有壓流體（液體和氣體）作為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量的傳遞和控制的一種方式。由于流體這種工作介質(zhì)具有獨(dú)特的物理

20、性能，相對(duì)于機(jī)械、電氣等傳動(dòng)和控制方式來說具有很多的優(yōu)點(diǎn)，所以液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展十分迅速，因此，在我國(guó)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等各個(gè)行業(yè)中的機(jī)電設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。3.1.1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理液壓傳動(dòng)的工作原理，可以用一個(gè)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韥碚f明。圖1-1液壓千斤頂工作原理圖1杠桿手柄2小油缸3小活塞4，7單向閥5吸油管6，10管道8大活塞9大油缸11截止閥12油箱圖1-1是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟韴D。大油缸9和大活塞8組成舉升液壓缸。杠桿手柄1、小油缸2、小活塞3、單向閥4和7組成手動(dòng)液壓泵。如提起手柄使小活塞向上移動(dòng)，小活塞下端油腔容積增大，形成局部真空，這時(shí)單向閥4打開，通過吸油管5從油箱1

21、2中吸油；用力壓下手柄，小活塞下移，小活塞下腔壓力升高，單向閥4關(guān)閉，單向閥7打開，下腔的油液經(jīng)管道6輸入舉升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上移動(dòng)，頂起重物。再次提起手柄吸油時(shí)，單向閥7自動(dòng)關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證了重物不會(huì)自行下落。不斷地往復(fù)扳動(dòng)手柄，就能不斷地把油液壓入舉升缸下腔，使重物逐漸地升起。如果打開截止閥11，舉升缸下腔的油液通過管道10、截止閥11流回油箱，重物就向下移動(dòng)。這就是液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?。通過對(duì)上面液壓千斤頂工作過程的分析，可以初步了解到液壓傳動(dòng)的基本工作原理。液壓傳動(dòng)是利用有壓力的油液作為傳遞動(dòng)力的工作介質(zhì)。壓下杠桿時(shí)，小油缸2輸出壓力油，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的

22、壓力能，壓力油經(jīng)過管道6及單向閥7，推動(dòng)大活塞8舉起重物，是將油液的壓力能又轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。大活塞8舉升的速度取決于單位時(shí)間內(nèi)流入大油缸9中油容積的多少。由此可見，液壓傳動(dòng)是一個(gè)不同能量的轉(zhuǎn)換過程。3.1.2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成從上述的例子可以看出，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)均由以下五個(gè)部分組成：1能源裝置能源裝置是將原動(dòng)機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的裝置，是系統(tǒng)的能量來源，系統(tǒng)由此取得能量。液壓系統(tǒng)的能源裝置為液壓泵。2執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，其作用是在壓力油的推動(dòng)下輸出力和速度（或力矩和轉(zhuǎn)速），以驅(qū)動(dòng)工作部件，是系統(tǒng)的輸出。它可以是作直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的液壓缸，也可以是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

23、的液壓馬達(dá)。3控制調(diào)節(jié)裝置控制調(diào)節(jié)裝置是對(duì)系統(tǒng)中流體的壓力、流量、流動(dòng)方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。它們通過控制與調(diào)節(jié)流體的壓力、流量和流向，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)期的工作運(yùn)動(dòng)?？刂普{(diào)節(jié)裝置是指各種閥類元件，它們的不同組合就組成了能完成不同功能的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。4輔助裝置輔助裝置是指除上述三個(gè)組成部分以外的其他裝置。如油箱、濾油器、蓄能器、管道、管接頭、壓力表、流量表等。這些元件分別起散熱、貯油、過濾、輸油、連接、測(cè)量壓力和測(cè)量流量等作用，以保證系統(tǒng)正常工作，是液壓系統(tǒng)不可缺少的組成部分。5工作介質(zhì)工作介質(zhì)即傳遞能量的流體。通常液壓系統(tǒng)為液壓油。3.2 三菱fx-2n系列p

24、lc簡(jiǎn)介fx2n系列是fx系列plc家族中最先進(jìn)的系列。由于fx2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能開發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要-模擬i/o，高速計(jì)數(shù)器。定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)閖和k型熱電偶或pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。對(duì)每一個(gè)fx2n主單元可配置總計(jì)達(dá)8個(gè)特殊功能模塊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò) cc-link，profibus dp和devicenet或者采用傳

25、感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要其它功能：內(nèi)置式24v直流電源24v、400ma直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件?？焖贁嚅_端子塊因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能 在所有的fx2nplc中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對(duì)過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。持續(xù)掃描功能為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期。輸入濾波器調(diào)節(jié)功能 可以用輸入濾波器平整輸入信號(hào)（在基本單元中x000到x017）。注解記錄功能元件注解可以記錄在程序寄存器中。在線程序編輯在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)間或停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。run/stop

26、開關(guān)面板上運(yùn)行/停止開關(guān)易于操作。遠(yuǎn)程維護(hù) 遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測(cè)、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)密碼保護(hù) 使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。 交流電源、24v直流輸入類型模型i/o總數(shù)輸入輸出尺寸mm(英寸)(寬)*(厚)*(高)數(shù)目類型數(shù)目類型fx2n-16mr-001168漏型8繼電器130*87*90() fx2n-16mt-001晶體管fx2n-32mr-0013216漏型16繼電器150*87*90(5.9*3.4*3.5) fx2n-32mt-001晶體管fx2n-48mr-0014824漏型24繼電器182*87*90(7.2*3.4*3.5)fx2n-48mt-00

27、1晶體管fx2n-64mr-0016432漏型32繼電器220*87*90(8.7*3.0*3.5)fx2n-64mt-001晶體管fx2n-80mr-0018040漏型40繼電器285*87*90(11.2*3.4*3.5) fx2n-80mt-001晶體管fx2n-128mr-00112864漏型64繼電器350*87*90(13.8*3.4*3.5) fx2n-128mt-001晶體管直流電源、24v直流輸入類型模型i/o總數(shù)輸入輸出尺寸mm(英寸)(寬)*(厚)*(高)數(shù)目類型數(shù)目類型fx2n-32mr-d3216漏型16繼電器150*87*90(5.9*3.4*3.5) fx2n-3

28、2mt-d晶體管fx2n-48mr-d4824漏型24繼電器182*87*90(7.2*3.4*3.5) fx2n-48mt-d晶體管fx2n-64mr-d6432漏型32繼電器220*87*90(8.7*3.4*3.5) fx2n-64mt-d晶體管fx2n-80mr-d8040漏型40繼電器285*87*90(11.2*3.4*3.5) fx2n-80mt-d晶體管fx2n性能規(guī)格項(xiàng)目規(guī)格備注運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式通過儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)i/o控制方法批次處理方法(當(dāng)執(zhí)行end指令時(shí))i/o指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間基本指令：0.8s/指令應(yīng)用指令：1.52至幾百s/指令編程語言邏輯梯形圖和指令清單使用

29、步進(jìn)梯形圖能生成sfc類型程序程式容量8000步內(nèi)置使用附加寄存盒可擴(kuò)展到16000步指令數(shù)目基本順序指令：27步進(jìn)梯形指令：2應(yīng)用指令：128最大可用298條應(yīng)用指令i/o配置最大硬體i/o配置點(diǎn)256，依賴于用戶的選擇（最大軟件可設(shè)定地址輸入256、輸出256）輔助繼電器（m線圈）一般500點(diǎn)m0至m499鎖定2572點(diǎn)m500至m3071特殊256點(diǎn)m8000至m8255狀態(tài)繼電器（s線圈） 一般490點(diǎn)s0至s499鎖定400點(diǎn)s500至s899初始10點(diǎn)s0至s9信號(hào)報(bào)警器100點(diǎn)s900至s999定時(shí)器（t）100毫秒范圍：0至3276.7秒200點(diǎn)t0至t19910毫秒范圍：0至

30、327.67秒46點(diǎn)t200至t2451毫秒保持型范圍：0至32.767秒4點(diǎn)t246至t249100毫秒范圍：0至3276.7秒6點(diǎn)t250至t255計(jì)數(shù)器（c）一般16位范圍：0至32767數(shù)200點(diǎn)c0至c199類型：16位上計(jì)數(shù)器鎖定16位100點(diǎn)（子系統(tǒng)）c100至c199類型：16位上計(jì)數(shù)器 一般32位15點(diǎn)c200至c219類型：16位上/下計(jì)數(shù)器 鎖定32位15點(diǎn)c220至c234類型：16位上/下計(jì)數(shù)器 高速計(jì)數(shù)器（c）單相范圍：-2147483648至+2147483647數(shù)一般規(guī)則：選擇組合計(jì)數(shù)頻率不大于20khz的計(jì)數(shù)器組合注意所有的計(jì)數(shù)器鎖定 c235至c240 6點(diǎn)

31、單相c/w起始停止輸入 c241至c245 5點(diǎn)雙相c246至c250 5點(diǎn)a/b相c251至c255 5點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器（d） 一般200點(diǎn)d0至d199類型：32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器對(duì) 鎖定7800點(diǎn)d200至d7999類型：32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器對(duì) 文件寄存器7000點(diǎn)d1000至d7999通過14塊500程式步的參數(shù)設(shè)置類型：16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 特殊256點(diǎn)從d8000至d8255類型：16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 變址16點(diǎn)v0至v7以及z0至z7類型：16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 指標(biāo)（p）用于call128點(diǎn)p0至p127用于中斷6輸入點(diǎn)、3定時(shí)器、6計(jì)數(shù)器100*至150*和1

32、6*至18*(上升觸發(fā)*=1，下降觸發(fā)*=0，*=時(shí)間(單位：毫秒)嵌套層次用于mc和mrc時(shí)8點(diǎn)n0至n7常數(shù)十進(jìn)位k16位：-32768至+3276832位：-2147483648至+2147483647 十六進(jìn)位h16位：0000至ffff32位：00000000至ffffffff浮點(diǎn)32位：1.175*10-38，3.403*10-38（不能直接輸入）4. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 引言在工廠生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)用到升降式工作臺(tái)。例如，在鑄造、焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝配等工作場(chǎng)合就有各種升降式工作臺(tái)被用作輸送和定位的工具。較大型的升降式工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置一般選用液壓缸，這是因?yàn)橐簤焊坠ぷ骺煽?、費(fèi)用較低。

33、此外，利用液壓系統(tǒng)的儲(chǔ)能作用，還可以使工作臺(tái)的能耗較低。 在升降式工作臺(tái)攜帶著工件上升時(shí)，需要液壓缸向其提供驅(qū)動(dòng)力，即液壓缸向工作臺(tái)輸出能量；而在工作臺(tái)攜帶著工件下降時(shí)，其勢(shì)能將釋放出來。這種勢(shì)能如果不能有效地利用，則會(huì)造成能量浪費(fèi)。這種能量浪費(fèi)對(duì)于小型工作臺(tái)來說尚不顯嚴(yán)重，但對(duì)于較大工作臺(tái)來說，就非?？上Я?。因此，對(duì)于較大工作臺(tái)，需在其液壓系統(tǒng)中加入儲(chǔ)能裝置，在工作臺(tái)下降時(shí)將其勢(shì)能儲(chǔ)存起來，以便在工作臺(tái)上升時(shí)重新釋放出去，使能量的利用更加合理，并同時(shí)達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)安全的目的。 在一些液壓系統(tǒng)中，采用蓄能器來儲(chǔ)存液壓能。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。然而，由于蓄能器的容積有限，因此對(duì)于較大工作臺(tái)來

34、說，就難以滿足要求了。在本文中，采用了兩個(gè)液壓缸互補(bǔ)的方法，即通過兩個(gè)液壓缸間的液壓油互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)兩者間的能量互補(bǔ)，從而達(dá)到節(jié)能效果，同時(shí)又使液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)、可靠性高。 4.2 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)升降式工作臺(tái)液壓系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1-1升降式工作臺(tái)液壓系統(tǒng)工作原理圖1工作臺(tái)2液壓缸3活塞4換向手柄5換向閥6，8，16回油管7節(jié)流閥9開停手柄10開停閥11壓力管12壓力支管13溢流閥14鋼球15彈簧17液壓泵18濾油器19油箱圖12液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理下面分析該升降式工作臺(tái)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。如圖1-2所示，它由油箱、濾油器、液壓泵、溢流閥、開停閥、節(jié)流閥、換向閥、液壓缸以及連接這些元件的油管、接

35、頭組成。其工作原理如下：液壓泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后，從油箱中吸油。油液經(jīng)濾油器進(jìn)入液壓泵，油液在泵腔中從入口低壓到泵出口高壓，在圖1-2(a)所示狀態(tài)下，通過開停閥、節(jié)流閥、換向閥進(jìn)入液壓缸上腔，推動(dòng)活塞使工作臺(tái)向下移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸下腔的油經(jīng)換向閥和回油管6排回油箱。如果將換向閥手柄轉(zhuǎn)換成圖1-2(b)所示狀態(tài)，則壓力管中的油將經(jīng)過開停閥、節(jié)流閥和換向閥進(jìn)入液壓缸下腔、推動(dòng)活塞使工作臺(tái)向上移動(dòng)，并使液壓缸左腔的油經(jīng)換向閥和回油管6排回油箱。工作臺(tái)的移動(dòng)速度是通過節(jié)流閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)節(jié)流閥開大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量增多，工作臺(tái)的移動(dòng)速度增大；當(dāng)節(jié)流閥關(guān)小時(shí)，進(jìn)入液壓缸的油量減小，工作臺(tái)的移動(dòng)速度減小。為

36、了克服移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)所受到的各種阻力，液壓缸必須產(chǎn)生一個(gè)足夠大的推力，這個(gè)推力是由液壓缸中的油液壓力所產(chǎn)生的。要克服的阻力越大，缸中的油液壓力越高；反之壓力就越低。這種現(xiàn)象正說明了液壓傳動(dòng)的一個(gè)基本原理壓力決定于負(fù)載。液壓傳動(dòng)是以液體的靜壓力傳遞動(dòng)力為特征，以區(qū)別于以液體動(dòng)能（或動(dòng)量）來傳遞動(dòng)力的液力傳動(dòng)。4.3 參數(shù)計(jì)算 技術(shù)要求：工作臺(tái)升降高度為1000cm,提升重量為2000kg 1.液壓元件選擇 (1)液壓缸參數(shù)確定及選型 系統(tǒng)壓力的初選是按最大載荷選取的，按技術(shù)要求可知系統(tǒng)工作壓力p/為3 mpa。根據(jù)液壓缸內(nèi)徑計(jì)算公式，得出其內(nèi)徑為79.8 mm。按液壓缸內(nèi)徑系列參數(shù)表，選取缸筒內(nèi)徑

37、為82 mm 。再根據(jù)液壓缸壁厚公式計(jì)算得出液壓缸壁厚為8 mm，由此確定液壓缸外徑尺寸為98 mm 。 按照活塞桿直徑計(jì)算公式，得出其直徑尺寸為27 mm，再按活塞桿直徑系列參數(shù)表，選取活塞桿直徑為40mm 。根據(jù)安裝尺寸和動(dòng)作要求，活塞桿行程應(yīng)為400mm 。根據(jù)以上分析和計(jì)算，最終決定選用tere3307型車轉(zhuǎn)向助力器液壓缸。該型液壓缸是單級(jí)雙作用液壓缸，其內(nèi)徑d為82.6 mm，活塞桿行程s為460 mm，按照中等壁厚缸筒校核公式計(jì)算，滿足強(qiáng)度要求。該液壓缸的單程平均速度為4.6 m/min ，單個(gè)液壓缸實(shí)際流量q為24.6 l/min ， 實(shí)際工作壓力p為2.8 mpa 。 (2)液

38、壓泵的選型 由于液壓系統(tǒng)為2個(gè)液壓缸串聯(lián)，其工作壓力應(yīng)調(diào)整為3.3 mpa ，整個(gè)系統(tǒng)流量qs應(yīng)調(diào)整為54 l/min。液壓泵的流量q/應(yīng)大于或等于系統(tǒng)流量qs，經(jīng)計(jì)算額定工作壓力p/h為5.28 mpa 。 根據(jù)以上分析計(jì)算，我們選用小松hd325車型的液壓應(yīng)急泵。此液壓泵為直流電動(dòng)機(jī)與齒輪泵一體化結(jié)構(gòu)，額定工作壓力為 7 mpa，額定流量為60 l/min，各項(xiàng)參數(shù)符合技術(shù)要求。 (3)其他液壓元件的選擇 按液壓泵流量54 l/min、系統(tǒng)工作壓力3.3 mpa以及通路要求，選用wmm型手動(dòng)換向閥。為了減少連接管路，我們選取zfs型組合閥作為溢流閥、單向閥。選用y-100t彈簧式壓力表，其

39、測(cè)量上限為10 mpa 。 根據(jù)液壓泵推薦用油和實(shí)際工作情況，選用液力傳動(dòng)c-3液壓油。油箱容量定為液壓泵流量的2倍，即108 l，并選用通過能力為54 l/min的網(wǎng)式濾油器。2.電器元件的選擇 (1)蓄電池的選型 蓄電池的容量是指在放電允許的范圍內(nèi)蓄電池輸出的電量，它必須與設(shè)備上的用電系統(tǒng)相匹配，否則會(huì)影響蓄電池的使用壽命，其計(jì)算公式為：式中：qe蓄電池額定容量，a.h； p直流電動(dòng)機(jī)功率，3.5 kw； u 直流電動(dòng)機(jī)電壓，24 v。 查蓄電池規(guī)格型號(hào)表，選用2塊6-q-105型蓄電池。 (2)蓄電池導(dǎo)線的選擇 蓄電池導(dǎo)線截面積如果選取得過小，就會(huì)使電動(dòng)機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩減小，導(dǎo)線發(fā)熱。為此選

40、取橡皮絕緣電纜多股銅芯線，其截面積為50 mm2。 (3)繼電器和搭鐵開關(guān)的選擇 帶動(dòng)液壓泵工作的是串激式直流電動(dòng)機(jī)，其工作時(shí)電樞繞組電流很大（達(dá)幾百安培），因此選擇了觸點(diǎn)可承載大電流的繼電器和搭鐵開關(guān)。4.4 小結(jié)本章討論了一種升降式工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，并給出了這種液壓系統(tǒng)的可行方案。該液壓系統(tǒng)中通過兩個(gè)液壓缸間的液壓油互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)兩者間的能量互補(bǔ)，從而達(dá)到了節(jié)能效果，同時(shí)又使液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)、可靠性較高。 5控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 控制系統(tǒng)整體分析為了滿足生產(chǎn)的需要，該升降式工作臺(tái)設(shè)置了多種工作方式嗎，有手動(dòng)方式和自動(dòng)工作方式，自動(dòng)方式又分為連續(xù)、單周期、單步和自動(dòng)返回初始狀態(tài)四種工作方

41、式。如何實(shí)現(xiàn)多種工作方式，并將它們?nèi)诤系揭粋€(gè)程序中，是梯形圖設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。升降臺(tái)是用來將物體從低處搬到高處(見圖5.1)，控制面板如同5.2，圖5.3是plc的外部接線圖。工作方式選擇開關(guān)的5個(gè)位置分別對(duì)應(yīng)于5種工作方式，操作面板左下部的2個(gè)按鈕是手動(dòng)按鈕。為了保證在緊急情況下（包括plc發(fā)生故障時(shí)）能可靠地切斷plc的負(fù)載電源，設(shè)置了交流接觸器km(見圖5.3)。在plc開始運(yùn)行時(shí)按下“電源”按鈕，使km線圈得電并自鎖，km的主觸點(diǎn)接通，給外部負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時(shí)用“緊急停車”按鈕斷開負(fù)載電源。圖5.1 升降臺(tái)示意圖圖5.2 控制面板圖5.3 外部接線圖由下圖5.4可知，選擇手

42、動(dòng)工作方式時(shí)手動(dòng)開關(guān)x10為on,將執(zhí)行共用程序和調(diào)用手動(dòng)子程序。選擇自動(dòng)回原點(diǎn)方式時(shí)x11為on，將調(diào)用回原點(diǎn)程序。選擇其他工作方式時(shí)將調(diào)用自動(dòng)程序。圖5.4 程序的總體結(jié)構(gòu)升降臺(tái)在最下面時(shí)稱系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)（或稱初始狀態(tài)）。如果選擇的是單周期工作方式，在初始狀態(tài)下按下啟動(dòng)按鈕x16，從初始步m0開始，升降臺(tái)按順序功能圖（見圖5.5）的規(guī)定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。如果選擇連續(xù)工作方式，在初始狀態(tài)下按啟動(dòng)按鈕升降臺(tái)從初始步開始一個(gè)周期一個(gè)周期地反復(fù)連續(xù)工作。按下停止按鈕，并不馬上停止工作，完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。在單步工作方式，從初始步開始，按一下

43、啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步動(dòng)作，完成該步任務(wù)后，自動(dòng)停止工作并停留在該步，再按一下啟動(dòng)按鈕，才往前走一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)調(diào)試。在選擇單周期、連續(xù)、單步工作方式之前，系統(tǒng)應(yīng)處于原點(diǎn)狀態(tài)，如果不滿足這一條件，可以選擇回原點(diǎn)工作方式，然后按啟動(dòng)按鈕x16，系統(tǒng)自動(dòng)返回原點(diǎn)狀態(tài)。在原點(diǎn)狀態(tài)，順序功能圖中的初始步m0為on,為進(jìn)入單周期、連續(xù)和單步工作方式做好了準(zhǔn)備。項(xiàng)目所需設(shè)備、工具、材料見表5-1表5-1 項(xiàng)目所需設(shè)備、工具、材料名稱型號(hào)或規(guī)格數(shù)量名稱型號(hào)或規(guī)格數(shù)量可編程控制器fx-2n32mr1臺(tái)熔斷器rc1a-30/151只交流接觸器cj10-203只行程開關(guān)lx192只按鈕la10-3

44、h6個(gè)組合開關(guān)hz10-10/51個(gè)熱繼電器jr16-20/31個(gè)連接導(dǎo)線若干輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)分配如表13-2所示。輸入信號(hào)輸入信號(hào)名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)下限位sq1x1單周期x13上限位sq2x2連續(xù)x14上升sb1x6啟動(dòng)sb3x16下降sb2x7停車sb4x17手動(dòng)x10輸出信號(hào)回原點(diǎn)x11上升y0單步x12下降y15.2梯形圖設(shè)計(jì)5.2.1、梯形圖的編程方法 1 起保停電路的編程方法2 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法3 使用stl指令的編程方法5.2.2、公用程序與手動(dòng)程序設(shè)計(jì) 1公用程序設(shè)計(jì)公用程序的作用：自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理。 當(dāng)系統(tǒng)開始執(zhí)行自動(dòng)程序時(shí)，要求系統(tǒng)處于

45、與自動(dòng)程序的順序功能圖中初始步對(duì)應(yīng)的初始狀態(tài)。如開機(jī)后系統(tǒng)沒有處于初始狀態(tài)，則應(yīng)進(jìn)入手動(dòng)工作方式，用手動(dòng)操作使系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài)，再切換到自動(dòng)工作方式。也可以設(shè)置使系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入初始狀態(tài)， 系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行之前，公用程序應(yīng)將順序功能圖的初始步對(duì)應(yīng)的編程元件置位，將除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器復(fù)位，避免系統(tǒng)返回自動(dòng)工作方式時(shí)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況。2 手動(dòng)程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)程序比較簡(jiǎn)單，可以用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)。下圖5.7是手動(dòng)子程序，手動(dòng)操作時(shí)用x6/x7對(duì)應(yīng)的按鈕控制升降臺(tái)的上升與下降。為了保證系統(tǒng)的安全性，在手動(dòng)程序中設(shè)置了必要的連鎖，如在上升與下降之間的互鎖，以防止功能相反的兩個(gè)輸出繼電器

46、同時(shí)為on。上下限位開關(guān)x1/x2的常閉觸電分別與控制升降臺(tái)上下的y0/y1的線圈串聯(lián)，以防止升降臺(tái)行進(jìn)超限出現(xiàn)事故?？梢元?dú)立地對(duì)plc的輸出量進(jìn)行控制 圖5.73自動(dòng)回原點(diǎn)程序圖5.8是自動(dòng)回原點(diǎn)程序用起保停電路設(shè)計(jì)的梯形圖。在回原點(diǎn)工作方式（x11為on）按下啟動(dòng)按鈕x16,m10變?yōu)閛n，升降臺(tái)下降，下降到下限位開關(guān)x1變?yōu)閛n，同時(shí)y0被復(fù)位。圖中x1的常閉觸點(diǎn)斷開使m10的線圈斷電。由公共程序知，這時(shí)原點(diǎn)條件滿足，m5為on，初始步m0被置位，為進(jìn)入連續(xù)、單周期和單步工作方式做好了準(zhǔn)備。4 自動(dòng)程序自動(dòng)程序由圖5.31中的孔子單周期、連續(xù)和單步的程序及圖5.32中的輸出程序組成。圖5

47、.30是升降式工作臺(tái)控制系統(tǒng)程序的順序功能圖。該圖是一種典型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以用于別的具有多種工作方式的系統(tǒng)，最上面的轉(zhuǎn)換條件和公用程序有關(guān)。圖5.31是用起保停電路設(shè)計(jì)的單周期、連續(xù)和單步程序（不包括輸出電路），這3中工作方式主要是用連續(xù)標(biāo)志m7和轉(zhuǎn)換允許標(biāo)志m6來區(qū)別的，m0和m20、m24用典型的起保停電路來控制。1單步與非單步的區(qū)別2單周期與連續(xù)的區(qū)別3單周期工作過程4單步工作過程上述系統(tǒng)的順序功能圖：?jiǎn)尾竭\(yùn)行控制：n 轉(zhuǎn)換運(yùn)行標(biāo)志：輔助繼電器m6n 當(dāng)處于單步運(yùn)行方式時(shí)，常閉觸點(diǎn)x12為0狀態(tài)，轉(zhuǎn)換允許繼電器m6是否“通電”由啟動(dòng)按鈕x16的上升沿檢測(cè)觸點(diǎn)控制。n 當(dāng)處于非單步運(yùn)行方

48、式時(shí)，常閉觸點(diǎn)x11為1狀態(tài)，轉(zhuǎn)換允許繼電器m6“通電”，允許步與步之間的轉(zhuǎn)換連續(xù)運(yùn)行控制：n 連續(xù)運(yùn)行標(biāo)志：輔助繼電器m7n 常開觸點(diǎn)x14為1狀態(tài)，使m7“通電”并自保持。n 當(dāng)處于連續(xù)運(yùn)行方式時(shí)， m7.x1使系統(tǒng)在左行結(jié)束后返回“裝料”。n 當(dāng)處于單周期運(yùn)行方式時(shí)， m7.x1使系統(tǒng)在左行結(jié)束后返回初始步。 5 輸出電路 下圖是自動(dòng)控制程序的輸出電路，圖中的常閉觸點(diǎn)視為單步工作方式設(shè)置的。以控制下降的y1為例，當(dāng)升降臺(tái)碰到下限位開關(guān)x1時(shí)，在單步方式控制下降的輔助繼電器m22不會(huì)馬上變?yōu)閛ff，如果y1的線圈不與下限位開關(guān)x1的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，升降臺(tái)不能停在x1處，還會(huì)繼續(xù)下降，這種情況

49、可能造成事故。6編程仿真實(shí)驗(yàn)本設(shè)計(jì)的調(diào)試部分主要利用軟件模擬仿真，分別用到三菱plc的編程軟件gx developer和三菱全系列plc仿真調(diào)試軟件gx simulator。利用仿真軟件對(duì)梯形圖進(jìn)行在線調(diào)試，得到一系列時(shí)序圖仿真結(jié)果6.1 仿真環(huán)境gx developer是三菱plc的編程軟件。適用于q、qnu、qs、qna、ans、ana、fx等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、sfc、 st及fb、label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫plc程序功能。 gx developer的特點(diǎn)：1. 軟件的共通化 gx developer能夠制作q

50、系列，qna系列，a系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（scpu）,fx系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成gppq,gppa格式的文檔。 此外，選擇fx系列的情況下，還能變換成fxgp(dos),fxgp(win)格式的文檔。 2. 利用windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)xcel,word等作成的說明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。 3. 程序的標(biāo)準(zhǔn)化 (1) 標(biāo)號(hào)編程 用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 用標(biāo)號(hào)編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來使用。 (2) 功能塊（以下，略稱作fb） fb是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能

51、。把開發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。 (3) 宏 只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡(jiǎn)單的命令就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。 4. 能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接 由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。 5. 能夠用各種方法和可編程控制器cpu連接 (1) 經(jīng)由串行通訊口 (2) 經(jīng)由usb (3) 經(jīng)由melsecnet/10(h)計(jì)算機(jī)插板 (4) 經(jīng)由melsecnet()計(jì)算機(jī)插板 (5)

52、 經(jīng)由cc-link計(jì)算機(jī)插板 (6) 經(jīng)由ethernet計(jì)算機(jī)插板 (7) 經(jīng)由cpu計(jì)算機(jī)插板 (8) 經(jīng)由af計(jì)算機(jī)插板 6. 豐富的調(diào)試功能 (1) 由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測(cè)試功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。 (a) 沒有必要再和可編程控制器連接。 (b) 沒有必要制作條使用的順序程序。 (2) 在幫助中有cpu錯(cuò)誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利。 (3) 數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯(cuò)誤況時(shí)，會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短。菱全系列plc仿真調(diào)試軟件gx simul

53、ator： 一，仿真軟件的功能就是將編寫好的程序在電腦中虛擬運(yùn)行，如果沒有編好的程序，是無法進(jìn)行仿真的。 所以，在安裝仿真軟件gx simulator 6c 之前，必須先安裝編程軟件 gx developer，并且版本要互相兼容。 二，安裝好編程軟件和仿真軟件后，在桌面或者開始菜單中并沒有仿真軟件的圖標(biāo)。 因?yàn)榉抡孳浖患傻骄幊誊浖x developer中了，其實(shí)這個(gè)仿真軟件相當(dāng)于編程軟件的一個(gè)插件6.2 梯形圖在線仿真調(diào)試及結(jié)果分析選擇手動(dòng)控制手動(dòng)控制 向上接通電源后選擇x10，系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)控制模式。按下向上按鈕x6，輸出y0通電，升降臺(tái)上升，碰到上限位開關(guān)x2后，y0失電，升降臺(tái)停止上

54、升。手動(dòng)控制向下過程與之類似。注意：由于手動(dòng)控制為點(diǎn)動(dòng)控制，所以當(dāng)松開控制按鈕后升降臺(tái)將停止動(dòng)作。選擇回原點(diǎn)控制接通電源后選擇x11，系統(tǒng)進(jìn)入回原點(diǎn)控制模式。按一下啟動(dòng)按鈕x16，當(dāng)升降臺(tái)不在原點(diǎn)x1處時(shí)，輸出y1通電，升降臺(tái)下降，碰到上限位開關(guān)x1后，y1失電，升降臺(tái)停止下降回到原點(diǎn)。選擇單步控制接通電源后選擇x11，系統(tǒng)進(jìn)入單步控制模式。按一下啟動(dòng)按鈕x16后 y0接通，升降臺(tái)上升，接觸到上限位開關(guān)x2后，y0失電，升降臺(tái)停止上升。再次按一下動(dòng)啟動(dòng)按鈕x16后，系統(tǒng)進(jìn)行下一步動(dòng)作，y1接通，升降臺(tái)開始下降下降至原點(diǎn)處，使下限位開關(guān)x1激活，y1失電，升降臺(tái)停止下降選擇單周期控制接通電源后選擇x13，系統(tǒng)進(jìn)入單周期控制模式。按一下啟動(dòng)按鈕x16開始單周期執(zhí)行，y0通電，升降臺(tái)上升，上升碰到上限位開關(guān)x2后，停留