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4基于 PLC 的挖掘機(jī)設(shè)計(jì)隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在遼闊的土地上正在進(jìn)行著大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，土木工程建設(shè)越來越多，這就需要大量的土石方施工機(jī)械為其服務(wù),而挖掘機(jī)是最重要的一類土石方施工機(jī)械，所以挖掘機(jī)的重要性越來越明顯。目前，主要是通過操作人員來實(shí)現(xiàn)對挖掘機(jī)的控制，因此要考慮到工作環(huán)境的安全性，可靠性與工作持續(xù)性，如果能夠自動(dòng)的控制挖掘機(jī)的工作過程，不僅節(jié)省大量的人力、物力，而且還會帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，本系統(tǒng)就是通過 PLC 實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)實(shí)物教學(xué)模型控制。通過控制器實(shí)現(xiàn)對挖掘機(jī)的自動(dòng)和手動(dòng)控制，通過自動(dòng)控制可以使挖掘機(jī)不知疲倦的重復(fù)完成預(yù)先設(shè)計(jì)好的動(dòng)作，提高工作效率，節(jié)約成本，把人從枯燥的工作中解放出來。這次設(shè)計(jì)的具體控制對象為一個(gè)挖掘機(jī)模型，整個(gè)模型系統(tǒng)由一臺挖掘機(jī)模型與一個(gè)配套的控制臺組成。控制臺上分布了可控制挖掘機(jī)各各具體動(dòng)作的插孔以及自帶的手動(dòng)控制按鈕。本次設(shè)計(jì)的動(dòng)作方面的具體原理就是將上位機(jī)，PLC，控制臺和挖掘機(jī)模型相連接。通過上位機(jī)對 PLC 編程，使 PLC 能夠?qū)⒏鞲鲃?dòng)作的信號按照程序要求的順序和時(shí)間去激活控制臺，再通過控制臺對挖掘機(jī)內(nèi)對應(yīng)的電機(jī)進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)定左前進(jìn)、右前進(jìn)、左后退、右后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、下挖、上揚(yáng)，的動(dòng)作要求。同時(shí)，我們用組態(tài)王制作整個(gè)過程的監(jiān)控畫面用于整個(gè)過程的監(jiān)控模擬?，F(xiàn)對本設(shè)計(jì)應(yīng)用到的 PLC 的和組態(tài)王軟件做簡單的介紹:可編程控制器英文稱 Programmable Logic Controller，簡稱 PLC。PLC 是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲于 PLC 內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算順序控制，5定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 一般來說，PLC 的掃描周期包括自診斷、通訊等，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。 歐姆龍 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器，用來在其內(nèi)部存儲執(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 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)使 PLC 成為本系統(tǒng)的理想解決方案。本設(shè)計(jì)采用的是組態(tài)王 kingview6.53 開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，其是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。組態(tài)王 kingview6.53 提供了豐富的、簡捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫精靈，同時(shí)也為用戶創(chuàng)建圖庫精靈提供了簡單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史曲線、報(bào)表及web 發(fā)布功能進(jìn)行了大幅提升與改進(jìn)，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。組態(tài)王在保留了原報(bào)表所有功能的基礎(chǔ)上新增了報(bào)表向?qū)Чδ?，能夠以組態(tài)王的歷史庫或King Historian 為數(shù)據(jù)源，快速建立所需的班報(bào)表、日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、季報(bào)表和年報(bào)表。此外，還可以實(shí)現(xiàn)值的行列統(tǒng)計(jì)功能。它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)6控。而且，它能充分利用 Windows 的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。2 7