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开 始 设计梯形图 确定用户I/O设备 编制程序清单 选择PLC 输入程序并调试 修 改 满足要求 分配I/O点,设计I/O连接图 设计控制台,现场联线 编制技术文件,交付使用 绘 制 流 程 图 结 束 图3－4 PLC控制系统设计的一般步骤示意图
别，而可编程控制器CPU所处理的只能是标准电平，所以需要通过1/O接口实现这种信号电平的转换。1/O接口的基本功能是连接处理器与生产控制对象，进行必要的信息传递和变换。要对长胶带机系统进行控制，首先要对各种设备的运行状态进行检测，检测到模拟量要通过变换转变成处理器能处理的数字量信号，经数字量输入模板整形后才能输入到处理器中。同样，经处理器输出的信号是数字信号，至少要通过数字量输出模板转换成标准的电压信号。对只要求提供数字量(开关量)的执行机构，可由数字量输出模板直接提供信号。对于有些执行机构要求提供模拟电流(电压)信号，则需要采用模拟量输出模板。
针对不同的信号变换过程，需要有不同的1/O接口模块。如:对于选择开关、按钮、光电开关、限位开关、断路器、接近开关、液位开关、电机起动器触点、继电器触点等现场设备，可编程控制器就需要离散输入1/O模块来接收ON/OFF开关量信号;对于温度变送器、压力变送器、湿度变送器、电位器等设备，可编程控制器就需要模拟量输入模块将连续的模拟量信号转换成其可接收的输入值，模拟量输入模块的作用就是将4-20mA 电流信号，或1-5V,ioV-iov, 0-lov的电压信号转换成8位或10位或12位的二进制信号;对于要将ON/OFF
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开关量信输出到如报警器、控制继电器、风扇、指示灯、扬声器、电机起动器、电磁线圈等设备，可编程控制器就需要离散输出模块来完成;对于将可编程控制器的输出转为模拟信号至执行机构、图表记录仪、电机驱动器、模拟仪表等设备，就需要模拟量输出模块来完成。另外，还可以利用一些特殊的I/O模块如通信模块、PID调节模块等来加强系统的控制能力。
3.10 本章小结
本章主要对PLC的产生、结构特点、工作原理及适用场合等进行了简单的介绍。针对PLC的种种特点，可以看出他可以在恶劣的条件下进行工作，适合各种工业生产，对工业生产的需求性都是很高的，在煤矿胶带机的应用上更是必不可少。
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第4章 胶带运输机系统的设计
4.1 胶带运输机系统的概述
针对煤矿井下的运输需求，本系统在胶带运输机上设置了电机运行参数、胶带运行参数、通讯模块、打滑、堆料、超温、纵撕、速度、跑偏、料位等保护监控装置，达到胶带机集中控制与监测的要求。该系统采用多台PLC组成数据传输网络，达到不同的规模控制。完成系统对胶带机的全工作过程的监控、监测，连同地面监控室，构成一个完善的监控系统。系统工况结构框图如图4－1所示。
图 4－1 系统工况结构框图
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4.2 系统组成及主要设备设置 电控系统主要由PLC、本安电源、信号转换装置、检测传感器控制台、低压配电柜、高压开关柜等组成。组成框图如图4-2所示。
配电柜 电机起动柜 信号装置 操作台 PLC柜 检测传感器 本安电源 信号转换装置 检测传感器 图4-2电控系统组成框图
4.2.1 可编程控制器(简称PLC)
控制系统选用OMRON公司研制的先进的CJ1M系列PLC作为主控元件，具有防潮、抗干扰能力强、现场易编程、易扩展、基本免维护，并能够实现软件控制化，自动检测系统故障等功能。
CJ系列PLC属于紧凑型的可编程序控制器，以高速和先进功能为特色。为了能在机械中很小空间和在与部件一样的DIN导轨上安装，只有90*65mm（高×厚）使机械体积减小，提高功能性和模块化。基本指令执行时间最小为0.02μs，而专用指令执行时间最小为0.06μs（对CJ1H型CPU单元）。支持Device Net开放网络和协议宏（对串行通信），允许在设备内信息共享。还支持有Control Net的设备——设备连接和有以太网的上位链接用于更高级的信息共享，包括以太网、Controller Link和Device Net网络间的无缝信息通信。可连接到CPU机架和扩展机架的I/O单元的最大个数是40。即CPU机架和最多3个扩展机架各10个单元。根据连接位置，每种型号单元的总数不限。如果连接到CPUCPU机架或任何扩展机架的I/O单元数超过10个，将出现致命错误， CPU单元将不工作。
按CPU单元型式的不同，CJ系列PLC可分为CJ1H型CPU单元PLC、CJ1G型CPU单元PLC、CJ1M型CPU单元PLC三种类型。CPU单元是PLC系统的核心，它按照系统程序所规定的程序完成PLC的各种功能，当用户程序编制完成并投入运行时，由CPU单元负责对用户程序进行译码并解特性。
CJ1M型CPU单元是配有内置I/O的高速、先进、微型PLC。内置I/O具有下
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列特性： 1．通用I/O立即刷新
CPU单元的内置输入、输出可以用作通用输入、输出。特别是，在执行一相关指令时，可在PLC循环的中间对I/O实行立即I/O刷新。 2．稳定输入滤波
CPU单元的10个内置输入的输入时间常数可设置为0ms（无滤波）、
0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms或32ms。增大输入时间常数可降低抖动和外部噪声的作用。
3．高速中断输入处理
CPU单元的10个内置输入可用于高速处理，如直接模式的固定中断输入或计数器模式的中断输入。中断任务可以在中断输入的上升或下降沿（向上或向下变化）时启动。在计数器模式，中断任务可在输入计数到达设置值（向上或向下变化瞬间）时启动。 4．高速计数器
旋转编码器可以与内置输入连接以接收高速计数器输入。在高速计数器的当前值与目标值一致时或是在一个指定范围内时可以触发中断。可从梯形图程序使高速计数器门位变为ON/OFF，以选择高速计数器当前值是保持还是刷新。 5．脉冲输出
可从CPU单元的内置输入输出固定占空比脉冲，以接收脉冲输入的伺服驱动器实行定位或速度控制。可设置脉冲输出模式以与电机驱动器的脉冲输入规范相一致。
6．原点搜索
用一个使用各种I/O信号，如原点接近输入信号、原点输入信号、定位完成信号和错误计数器复位输出等信号的指令就可执行精确的原点搜索。此外，为直接移动到已确定的原点可执行原点返回操作。 7．快速响应输入
用快速响应输入，可以不管循环时间而可靠地接收输入到CPU单元内置输入（最多4个）的宽度短到30μs的输入信号。
CJ系列PLC具有丰富的I/O单元，这些单元作为基本I/O单元可实现多种形式的数字量输入和输出。为了适应更广泛的控制需求，它还提供了多点数字量输入/输出单元、模拟量输入/输出单元、温度控制单元、位置控制单元、高速计数器单元、Compo-Bus/S主单元等特殊I/O单元。
PLC控制硬件的选择：控制系统的PLC选用CJ1M系列产品，选定的具体CPU单元为CJ1M-CPU12型号，输入单元选点数为16点的CJ1W-ID211，输出单元选点数为16点的CJ1M-OD211，电源单元选CJ1W-PA205R。
4.2.2 操作台
操作台上有系统运行的按钮、信号器主机、时间钟及运行计时钟,系统的控制在操作台上选择并执行,操作台上显示部分有电压表(2块)、电流表(5块)及
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