三菱FX2N PLC指導(dǎo)應(yīng)用實例

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1、 PLC在X62W萬能銑床改造中的應(yīng)用 概述 X62W萬能銑床是一種通用的多用途機床,它可以進展平面、斜面、螺旋面與成型外表的加工,它采用繼電接觸器電路實現(xiàn)電氣控制。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計,其顯著的特點之一就是可靠性高,抗干擾能力強。將X62W萬能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制,可以提高整個電氣控制系統(tǒng)的工作性能,減少維護、維修的工作量。 1 X62W萬能銑床的控制要求與電氣控制線路分析 X62W萬能銑床共用3臺異步電動機拖動,它們分別是主軸電動機M1、進給電動機M2和冷卻泵電動機M3。X62W萬能銑床的電路如圖1所示,該線路分為主電路、控制電路和照明電路三局部

2、。電氣控制線路的工作原理如下: 圖1萬能銑床電氣原理圖 1.1 主電路分析 主軸電動機M1拖動主軸帶動銑刀進展銑削加工,通過組合開關(guān)SA3來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn);進給電動機M2通過操縱手柄和機械離合器的配合拖動工作臺前后、左右、上下6個方向的進給運動和快速移動,其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM3、KM4來實現(xiàn);冷卻泵電動機M3供給切削液,且當(dāng)M1啟動后,用手動開關(guān)QS2控制;3臺電動機共用熔斷器FU1作短路保護,3臺電動機分別用熱繼電器FR1、FR2、FR3作過載保護。 1.2 控制電路分析 控制電路的電源由控制變壓器TC輸出110V電壓供電。 ⑴主軸電動機M1的控制 主軸電動機M

3、1的兩地控制由啟動停止按鈕SB1、SB2與SB5、SB6完成。KM1是主軸電動機啟動接觸器,YC1是主軸制動用的電磁離合器,SQ1是主軸變速時瞬時點動的位置開關(guān)。 ⑵進給電動機M2的控制 工作臺的進給運動在主軸啟動后方可進展。工作臺的進給可在3個坐標的6個方向運動,進給運動是通過兩個操作手柄和機械聯(lián)動機構(gòu)控制相應(yīng)的位置開關(guān)使進給電動機M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的,并且6個方向的運動是聯(lián)鎖的,不能同時接通。 當(dāng)需要圓形工作臺旋轉(zhuǎn)時,將開關(guān)SA2扳到接通位置,這時觸頭SA2-1和SA2-3斷開,觸頭SA2-2閉合,電流經(jīng)10—13—14—15—20—19—17—18路徑,使接觸器KM3得電,

4、電動機M2啟動,通過一根專用軸帶動圓形工作臺作旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到斷開位置,這時觸頭SA2-1和SA2-3閉合,觸頭SA2-2斷開,以保證工作臺在6個方向的進給運動,因為圓形工作臺的旋轉(zhuǎn)運動和6個方向的進給運動也是聯(lián)鎖的。 2 X62W萬能銑床電氣控制線路的PLC改造 2.1 改造方法 進展電氣控制線路改造時,X62W萬能銑床電氣控制線路中的電源電路、主電路與照明電路保持不變,在控制電路中,變壓器TC的輸出與整流器VC的輸出局部去掉,用可編程控制器實現(xiàn),為了保證各種聯(lián)鎖功能,將SQ1~SQ6,SB1~SB6分別接入PLC的輸入端,換刀開關(guān)SA1和圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2

5、分別用其一對常開和常閉觸頭接入PLC的輸入端子。輸出器件分三個電壓等級,一個是接觸器使用的110V交流電壓,另一個是電磁離合器使用的36V直流電,還有一個是照明使用的24V交流電壓,這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點。 ?????? PLC硬件設(shè)計 經(jīng)過對X62W萬能銑床的控制系統(tǒng)進展詳細的分析可知,該系統(tǒng)需要輸入點數(shù)為16點,輸出點數(shù)為7點,根據(jù)輸入輸出口的數(shù)量,可選擇三菱FX2N—32MR型PLC。所有的電器元件均可采用改造前的型號。 萬能銑床各個輸入/輸出點的PLC I/O地址分配入下表1所示: 表1 萬能銑床PLC I/O地址分配 序號 輸入器件 輸入地址 序號

6、輸出器件 輸出地址 1 SB1、SB2主軸啟動 X0 1 EL 照明 Y0 2 SB3、SB4快速進給 X1 2 KM1主軸啟動 Y1 3 SB5-1、SB6-1 制動 X2 3 KM2主軸啟動 Y2 4 SB5-2、SB6-2 制動 X3 4 KM3 M2正轉(zhuǎn) Y3 5 SA1 換刀開關(guān) X4 5 KM4 M2反轉(zhuǎn) Y4 6 SA2 圓工作臺開關(guān) X5 6 YC1 主軸制動 Y5 7 SA4 照明開關(guān) X6 7 YC3快速進給 Y6 8 SQ1 主軸沖動 X7 9 SQ2 進

7、給沖動 X10 10 SQ3-1、SQ5-1 X11 11 SQ3-2、SQ4-2 X12 12 SQ4-1、SQ6-1 X13 13 SQ5-2、SQ6-2左右進給 X14 14 FR1 熱保護觸點 X15 15 FR2 熱保護觸點 X16 16 FR3 熱保護觸點 X17 萬能銑床的I/O接線如圖2所示: 圖2 萬能銑床的I/O接線圖 2.3 PLC程序設(shè)計 根據(jù)X62W萬能銑床的控制要求,設(shè)計該電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯

8、形圖,如圖3所示。該程序共有9條支路,反映了原繼電器電路中的各種邏輯容。在第1支路中,因SQ1和SB5、SB6都采用常閉觸頭分別接至輸入端子X7、X2,如此X7、X2的常開觸點閉合,按下啟動按鈕SB1或SB2時,X0常開觸點閉合,Y1、M0線圈得電并自鎖,第4支路中Y1常開觸點閉合,輔助繼電器M1線圈得電,其常開觸點閉合,為第5支路以下程序執(zhí)行做好準備,保證了只有主軸旋轉(zhuǎn)后才有進給運動。Y1的輸出信號使主軸電動機M1啟動運轉(zhuǎn)。當(dāng)按停止按鈕SB5或SB6時,X2常開觸點復(fù) 圖3 電氣控制系統(tǒng)的PLC控制梯形圖 位,Y1線圈失電,主軸慣性運轉(zhuǎn),同時X3常開觸點閉合,Y5線圈得電接

9、通電磁離合器YC1,主軸制動停轉(zhuǎn)。 第2支路表達了KM2與YC3的工作邏輯,當(dāng)按下快速移動按鈕SB3或SB4時,X1常開觸點閉合,如此Y2與Y6線圈得電,KM2常閉觸頭斷開,電磁離合器YC2失電,YC3得電,工作臺沿選定方向快速移動;松開SB3或SB4如此YC2得電,YC3失電,快速移動停止。第5、6、7、8支路表達了工作臺六個方向的進給、進給沖動與圓工作臺的工作邏輯關(guān)系。當(dāng)圓形工作臺轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2動作,5、7支路中X5的常開觸點分斷,第7支路中X5常閉觸頭復(fù)位,M4與Y3線圈得電,使KM3得電,電動機M2啟動,圓形工作臺旋轉(zhuǎn);當(dāng)SA2復(fù)位時,M4、Y3線圈失電,圓形工作臺停止旋轉(zhuǎn)。左右進給時

10、,SQ5或SQ6被壓合,X14常開觸點復(fù)位,第6、7支路被分斷,而X11或X13常開觸點閉合,M2〔其常開觸點使Y3線圈得電〕或Y4線圈得電,電動機M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),拖動工作臺向左或向右運動。同樣,工作臺上下、前后進給時,SQ3或SQ4被壓合,X12常開觸點復(fù)位,第6、7支路被分斷,M2或Y4線圈得電,電動機M2正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),拖動工作臺按選定的方向〔上、下、前、后中某一方向〕作進給運動。該程序與PLC的硬接線不僅保證了原電路的工作邏輯關(guān)系,而且具有各種聯(lián)鎖措施,電氣改造的投資少、工作量較小。 3 完畢語 萬能銑床是一種高效率的加工機械,在機械加工和機械修理中得到廣泛的應(yīng)用,萬能銑床的操作

11、是通過手柄同時操作電氣與機械,以達到機電嚴密配合完成預(yù)定的操作,是機械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動作的典型控制,是自動化程度較高的組合機床。但是在電氣控制系統(tǒng)中,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng),由于電氣控制線路觸點多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長,給生產(chǎn)與維護帶來諸多不便,嚴重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對原來的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進展PLC改造而成,經(jīng)實際運行證明該PLC控制系統(tǒng)無論是硬件還是軟件,控制穩(wěn)定可靠, 具有極高的可靠性與靈活性, 更容易維修,更能適應(yīng)經(jīng)常變動的工藝條件,取得了較好的經(jīng)濟效益。 PLC在生產(chǎn)線轉(zhuǎn)運小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 1 引言

12、在自動生產(chǎn)線上,各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運。小車通常采用電動機驅(qū)動,電動機正轉(zhuǎn)小車前進,電動機反轉(zhuǎn)小車后退。 2 控制要求 對小車運行的控制要求為:小車從原位A出發(fā)駛向1號位,抵達后立即返回原位;接著又從原位A出發(fā)直接駛向2號位,抵達后又立即返回原位;第三次還從原位A出發(fā),直接駛向3號位,抵達后仍立即返回原位,如圖1所示: 圖1 小車行駛示意圖 根據(jù)工作需要,可以將上述三次運行作為一個周期,每個周期間小車可以停頓假如干時間。也可以無須停頓而重復(fù)上述過程,直至按下停止按鈕為止。 3 PLC選型與I/O接線圖 根據(jù)控制要求,系統(tǒng)的輸入量有:啟、停按鈕信號;1號位、2號位

13、、3號位限位開關(guān)信號;連續(xù)運行開關(guān)信號和原位點限位開關(guān)信號。系統(tǒng)的輸出信號有:運行指示和原位點指示輸出信號;前進、后退控制電機接觸器驅(qū)動信號。共需實際輸入點數(shù)7個,輸出點數(shù)4個。選用日本三菱公司F-20M產(chǎn)品,其輸入點數(shù)12,輸出點數(shù)8。小車行駛控制系統(tǒng)PLC I/O接線圖如圖2所示: 圖2 PLC I/O接線圖 4 控制程序設(shè)計 小車運行控制過程如下: (1) 小車處于原位 壓下原位限位開關(guān)SQO,X401接通Y430,原位指示燈亮。 (2) 小車行駛至1號位返回原位 按下啟動按鈕SB1,Y431被X400觸點接通并自鎖,運行指示燈亮并保持整個運行過程。此時Y431的常開觸點接

14、通移位存放器的數(shù)據(jù)輸入端IN,M100置1(其常閉觸點斷開,常開觸點閉合),M100和X402的觸點接通Y432線圈,前進接觸器KM2得電吸合,電動機正轉(zhuǎn),小車駛向1號位。當(dāng)小車到達1號位時,限位開關(guān)SQ1動作,X402常閉觸點斷開Y432線圈,KM3失電釋放,電動機停轉(zhuǎn),小車停止前進。與此同時X402接通移位存放器移位輸入CP端,將M100中的“1〞移到M101,M101常閉觸點斷開,M100補“0〞,而M101常開觸點閉合,Y433接通,接觸器KM4得電吸合,電動機反轉(zhuǎn),小車后退,返回原位。 (3) 小車行駛至2號位又返回原位 當(dāng)小車碰到原位限位開關(guān)SQO,X401斷開Y433線圈通路,

15、KM4失電釋放,電動機停轉(zhuǎn),小車停止。X401與M101接通移位輸入通路,M102接通Y432線圈,小車駛向2號位。當(dāng)小車再次到達1號位時,雖然SQ1動作,X402動作,但因為M102和X402仍接通Y432,M100為“0〞,所以不影響小車繼續(xù)駛向2號位。直至小車碰到2號位限位開關(guān)SQ2,X403斷開Y432,小車才停止前進。與此同時,X403與M102接通移位輸入通路,將M102中的“1〞移到M103,M103為“1〞,其余位全為“0〞。M103接通Y433線圈,小車返回原位。 (4) 小車行駛至3號位再返回原位 當(dāng)小車碰到原位限位開關(guān)SQO后,小車停止后退。同時M103和X401接通移

16、位輸入通路,M104和X404接通Y432,小車向3號位駛?cè)ァP≤囋俅谓?jīng)過1號位和2號位,但因為M100~M103均為“0〞,不會移位,M104和X404仍接通Y432,直到小車碰到3號位限位開關(guān)SQ3動作,X404才斷開Y432線圈,小車才停止前進。這時M104和X404接通移位輸入通路,M104移位到M105,M405為“1〞,其它位為“0〞,M105和X401接通Y433,電機反轉(zhuǎn),小車后退返回原位。 (5) 小車運行一個周期 小車運行一個周期返回原位后壓下原位限位開關(guān)SQO,X401又斷開Y433,小車停止運行。同時M105和X401接通移位輸入通路,M105移位到M106,M106

17、為“1〞,其余位為“0〞,即M100~M105的常開觸點均為斷態(tài),這時如果連續(xù)運行開關(guān)S仍未合上,X405仍斷開,那么移位存放器不會復(fù)位,M100仍為“0〞,如此小車正向出發(fā)往返運行三次(一個周期)后,就在原位停下來了。 (6) 小車連續(xù)運行與停止 如果需要小車在運行一個周期后,繼續(xù)運行下去,如此合上連續(xù)運行開關(guān)S, X405、X401和M106接通復(fù)位輸入端R,移位存放器復(fù)位,M100重新置“1〞,M100與X402又接通Y432,小車又開始第二個周期的運行,并且一個周期又一個周期地連續(xù)運行下去,直到按下停機按鈕SB2, X407觸點斷開,Y432和Y433線圈斷開,小車才會立即停止運行。

18、同理,如果發(fā)生意外情況,不論小車運行在什么位置,只要按下停車按鈕SB2,電動機立即停轉(zhuǎn),小車停止運行。 小車PLC控制系統(tǒng)梯形圖如圖3所示: 圖3 PLC控制梯形圖 5 完畢語 自動生產(chǎn)線上使用的轉(zhuǎn)運小車,是常用的生產(chǎn)設(shè)備,它運行正常與否,對生產(chǎn)影響很大。該控制系統(tǒng)具有簡單可靠地優(yōu)點,有借鑒的價值。 步進電機PLC控制的研究設(shè)計 0 引言??? 步進電機是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件。步進電機的輸出位移量與輸入脈沖個數(shù)成正比,其速度與單位時間輸入的脈沖數(shù)(即脈沖頻率)成正比,其轉(zhuǎn)向與脈沖分配到步進電機的各相繞組的相序有關(guān)。所以只要控制指令脈沖

19、的數(shù)量、頻率與電機繞組通電的相序,便可控制步進電機的輸出位移量、速度和方向。步進電機具有較好的控制性能,其啟動、停車、反轉(zhuǎn)與其它任何運行方式的改變都可在少數(shù)脈沖完成,且可獲得較高的控制精度,因而得到了廣泛的應(yīng)用。 ??? 可編程控制器(Programmable Logic Controller,通常稱PLC)是適應(yīng)工業(yè)環(huán)境,簡單易懂,操作方便,可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。它能夠完成較準確的位置控制。利用PLC控制步進電機,其脈沖分配可以由軟件實現(xiàn),也可由硬件組成。本文論述了采用硬件控制的方法。步進電機位置控制系統(tǒng)以三菱FX2N-nMT PLC為主控單元,以步進電機驅(qū)動器為驅(qū)動單元,以0

20、.6°步距角的三相步進電機為執(zhí)行單元。通過PI C控制脈沖的發(fā)生個數(shù),從而控制步進電機的運轉(zhuǎn)角度,實現(xiàn)對位置的準確控制。 1 步進電機PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖的設(shè)計 ??? 以三相步進電機為例,步進電機通常設(shè)有加速、減速控制與正反轉(zhuǎn)控制等控制方式。按控制要求可設(shè)計出步進電機的PLC控制系統(tǒng)I/O接圖(見圖1)。 ? 圖1 步進電機的PLC控制系統(tǒng)I/O接線圖 圖中:CP-脈沖信號輸入端子; CW-方向信號輸入端子; EN-使能信號輸入端子。 2 步進電機脈沖頻率的變化規(guī)律??? 步進電機在啟動和停止時有一個加速與減速過程,且加速速度越小如此沖擊越小,動作越平穩(wěn),所以步進電機工

21、作一般要經(jīng)歷以下的變化過程:加速-恒速(高速)-減速-恒速(低速)-停止。因步進電機轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比,所以輸入步進電機的脈沖頻率也要經(jīng)歷一個類似的變化過程,其變化規(guī)律見圖2。 ? ??? 可見在步進電機啟動時要使脈沖升頻,停車時使脈沖降頻。 ??? 由于步進電機驅(qū)動器在輸入脈沖200 Hz時處于震蕩區(qū),容易損壞部元件,而在200 Hz以下運轉(zhuǎn)速度較慢,效率較低,故一般采用350 Hz作為脈沖的低頻起點。經(jīng)測試,輕載時高頻脈沖可達到6.8 kHz。 3 FX2N的局部指令簡介 斜坡信號 ? 預(yù)先將初值與目標寫入數(shù)據(jù)存放器D1、D2,啟動后,D3容從D1到D2慢慢變化,移動時間為

22、N次掃描,傳輸完畢后M8029置ON。 脈沖輸出 ? S1指定頻率,2~20 Hz執(zhí)行中可更變。S2指定發(fā)生脈沖。D指定脈沖輸出Y的地址號脈沖占空比為50 ,執(zhí)行完畢M8029置ON,DPLSY 為32位指令 4 控制系統(tǒng)的局部程序指令LD M800 //運行監(jiān)視??????????????????????????????????????? SUB D2D5D7 SET M8039??????????????????????????????????????????????????????? SET M30 MOV K4D8039 //設(shè)定恒定掃描周期為4秒? LD M30 LD

23、X2 //正轉(zhuǎn)?????????????????????????????????????????????????????? RST M20 OR M10?????????????????????????????????????????????????????????????? RAMP D9D4D10K40 //變頻 ANI X3????????????????????????????????????????????????????????????????? RST M8029 OUT M10 //反轉(zhuǎn)???????????????????????????????????????????

24、??????DPLSY D10D2Y0 //脈沖輸出 LD X3?????????????????????????????????????????????????????????????????? OUT C235D7 //監(jiān)測降額起點 OR M11???????????????????????????????????????????????????????????????AND M8029 ANI X2??????????????????????????????????????????????????????????????????RST C235 RST Y1???????????

25、???????????????????????????????????????????????????? LD C235 OUT M11???????????????????????????????????????????????????????????? MOVP D4D9 MUI DOK8D2????????????????????????????????????????????????????? MOVP K350D4 SET Y2 SET M20 LD M20 MOVP K6500D4 MOVP K1100D5 5 結(jié)論??? 利用可編程控制器可方便地實現(xiàn)對電機的速度和

26、位置進展控制,可靠地實現(xiàn)各種步進電機的操作,完成各種復(fù)雜的工作。它是一種先進的工業(yè)自動化設(shè)備,可廣泛地在造紙、食品、包裝以與其他輕工機械中得到應(yīng)用。 PLC在電鍍專用行車控制中的應(yīng)用 可編程控制器是70年代以來,計算機迅速開展在工業(yè)控制領(lǐng)域?qū)樞蚩刂朴兄卮笠饬x的一種新興技術(shù),由于它編程直接,方便,抗干擾能力強,工業(yè)控制中幾乎所有的順序控制都可簡單地由它完成,因而其應(yīng)用愈來愈廣泛。電動行車是現(xiàn)代化生產(chǎn)中用于物料輸送的重要設(shè)備,傳統(tǒng)的控制方式下,大都采用人工操縱的半自動控制方式,在許多場合,為了提高工作效率,促進生產(chǎn)自動化和減輕勞動強度,往往需要實現(xiàn)電動行車的自動化控制,實現(xiàn)自動化控

27、制,可以使行車能夠按照預(yù)定順序和控制要求,自動完成一系列的工作。本文介紹了工廠電鍍車間的電鍍專用行車,利用PLC構(gòu)成一套自動控制系統(tǒng),實現(xiàn)對電鍍專用行車的自動控制過程。 ??????? 1 工作過程分析 ???????電鍍專用行車采用遠距離控制,起吊重量500kg以下,起重物品是有待進展電鍍或外表處理的各種產(chǎn)品零件。根據(jù)電鍍加工工藝的要求,電鍍專用行車的結(jié)構(gòu)和動作流程如圖1所示,其中1 槽為電鍍槽,槽中裝有電鍍液,2槽為回收槽,3槽為清水槽,實際生產(chǎn)中電鍍槽的數(shù)量由電鍍工藝要求決定,電鍍的種類越多,槽的數(shù)量越多。 ? 圖1?? 電鍍專用行車的結(jié)構(gòu)和動作流程圖 ??????電鍍專用

28、行車的工作過程如下: ??? 〔1〕 在電鍍生產(chǎn)一側(cè),工人將待加工的零件裝入吊籃,發(fā)出控制信號,行車自動上升,并逐段前進,根據(jù)工藝要求在需要停留的槽位停止。 ??? 〔2〕 行車停留在某個槽位上面后,自動下降,停留一定的時間〔各槽停留的時間根據(jù)工藝要求預(yù)先設(shè)定〕,再自動上升并繼續(xù)前行。 ??? 〔3〕 如此完成電鍍工藝規(guī)定的各道工序,直至生產(chǎn)的末端。然后,自動返回原位,由工人卸下處理好的零件。 ????????至此,一次循環(huán)加工完成,可見,電鍍專用行車加工過程的控制是順序控制,由吊籃前進、下降、延時停留、上升、后退等工序組成。 ?????? 2 拖動系統(tǒng)設(shè)計 ??????專用行車的

29、前后和升降運動由三相交流異步電動機拖動,根據(jù)電鍍行車的起吊重量,選用兩臺電動機進展拖動。 ?????? 主電路拖動控制系統(tǒng)如圖2所示,其中,行車的前進和后退,吊鉤的上升和下降控制分別通過兩臺電動機M1、M2的正、反轉(zhuǎn)來控制。 ? 圖2?? 主電路拖動控制系統(tǒng)原理圖 ?????? 圖2中,接觸器KM1,KM2控制電動機M1的正、反轉(zhuǎn),實現(xiàn)行車的前進和后退,接觸器KM3,KM4控制電動機M2的正、反轉(zhuǎn),實現(xiàn)吊鉤的上升和下降。 ?????? 3 PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?????? 3.1 PLC選型與地址分配 ???????根據(jù)該專用行車的控制要求,其輸入/輸出與控制信號共有13 個

30、,其輸入信號9個,輸出信號4個,實際使用時,系統(tǒng)的輸入都為開關(guān)控制量,加上10%-15%的余量就可以了,并無其他特殊控制模塊的需要,擬采用三菱公司FX2N-24MR型PLC,輸入/輸出信號地址分配見表1。 ??????????????? 表1 輸入/輸出信號地址分配表 ?????? 作用?????????? 名稱????? 地址 ? 啟動按鈕????????? SB1?????? X001 ? 原位限位開關(guān)????? SQ4?????? X002 ? 清水槽限位開關(guān)??? SQ3?????? X003 ? 回收波槽限位開關(guān)? SQ2?????? X004 ? 鍍槽限位開關(guān)?

31、???? SQ1?????? X005 ? 下限位開關(guān)??????? SQ6?????? X006 ? 上限位開關(guān)??????? SQ5?????? X007 ? 行車點動進??????? SB2?????? X010 ? 行車點動退??????? SB3?????? X011???? 作用???????? 名稱?????? 地址 ?行車前進?????? KM1?????? Y001 ?行車后退?????? KM2?????? Y002 ?吊鉤上升?????? KM3?????? Y003 ?吊鉤下降?????? KM4?????? Y004 ? ??? 3.2 PLC

32、控制電路設(shè)計 ? 圖3?? PLC控制系統(tǒng)I/O端口接線圖 ?????? 圖3為電鍍專用行車的控制系統(tǒng)I/O端口接線圖,需注意的是,圖中對輸入的常閉觸點進展了處理,即常閉觸點改用了常開觸點。 ?????? 4 PLC軟件設(shè)計 ?????4.1 控制系統(tǒng)梯形圖編制???? 根據(jù)控制要求和I/O地址編制,繪出控制系統(tǒng)梯形圖如圖4。 ? 圖4??? PLC控制系統(tǒng)梯形圖 ???梯形圖工作原理分析: ???????電鍍生產(chǎn)線采用專用行車,行車架上裝有可升降的吊鉤,行車和吊鉤各由一臺電動機拖動,行車的進/退和吊鉤的升/降均由相應(yīng)的限位開關(guān)SQ定位,流程如下: ??? 〔1〕按

33、啟動按鈕SB1,X001閉合,狀態(tài)S0被置位,Y003得電,KM3工作,吊鉤提起工件,開始上升,當(dāng)碰到上限位開關(guān)SQ5時停止,X007接通,S0復(fù)位,吊鉤停止上升,狀態(tài)S1被置位,M20得電,Y001工作,KM1工作,行車開始向下一道工序前行。 ??? 〔2〕當(dāng)行車前行至鍍槽限位開關(guān)SQ1時,X005動作,S1復(fù)位,行車停止前行,狀態(tài)S2被置位,Y004得電,KM4工作,吊鉤剛好在鍍槽的上方開始下降。 ??? 〔3〕當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開關(guān)SQ6時,X006動作,吊鉤下降停止,工件浸入鍍液槽中,并開始定時。 ??? 〔4〕定時280秒后,狀態(tài)S3被置位,Y003工作,KM3工作,電鍍完畢,

34、吊鉤提起工件,開始上升,當(dāng)碰到上限位開關(guān)SQ5時停止,X007接通,吊鉤停止上升,并在鍍槽上方停留28秒,讓鍍波滴回槽中。 ??? 〔5〕當(dāng)行車在鍍槽上方停留28秒后,狀態(tài)S4被置位,M20得電,Y001工作,KM1工作,行車繼續(xù)向下一道工序前行,直到碰壓回收波槽限位開關(guān)SQ2時,X004動作,狀態(tài)S5被置位,Y004得電,KM4工作,行車停止前行,并且吊鉤剛好在回收波槽的上方開始下降。 ??? 〔6〕當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開關(guān)SQ6時,X006動作,吊鉤下降停止,工件被放置回收波槽中,并開始定時。 ??? 〔7〕定時30秒后,狀態(tài)S6被置位,Y003工作,KM3工作,吊鉤又開始上升,當(dāng)碰到

35、上限位開關(guān)SQ5時停止,X007接通,吊鉤停止上升,并定時停留15秒。 ??? 〔8〕當(dāng)15秒定時到后,狀態(tài)S7被置位,M20得電,Y001工作,KM1工作,行車繼續(xù)向下一道工序前行,直到碰壓清水槽限位開關(guān)SQ3時,X003動作,行車停止前行,并且在清水槽上方停留15秒。 ??? 〔9〕定時15秒后,狀態(tài)S8被置位,Y004工作,KM4工作,吊鉤開始下降,當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開關(guān)SQ6時,X006動作,吊鉤下降停止,工件置于清水槽中,并開始定時清洗30秒。 ??? 〔10〕定時清洗30秒后,狀態(tài)S9被置位,Y003得電,KM3工作,吊鉤提起工件,開始上升,當(dāng)碰到上限位開關(guān)SQ5時停止,X

36、007接通,吊鉤停止上升,并定時停留15秒。 ??? 〔11〕定時15秒后,狀態(tài)S10被置位,M21得電,Y002工作,KM2工作,行車開始后退,當(dāng)后退至原位限位開關(guān)SQ4時,X002動作,狀態(tài)S11被置位,Y004工作,KM4工作,行車停止后退,吊鉤開始下降,當(dāng)?shù)蹉^下降至下限位開關(guān)SQ6時,X006動作,吊鉤下降停止, 鍍好的工件被取下來。 ??? 〔12〕按下按鈕SB2或SB3,能實現(xiàn)行車的點動進/退控制。 ?????? 至此,整個電鍍生產(chǎn)完成一個工作循環(huán),當(dāng)再次按下起動按鈕SB1時,如此開始第二個工作循環(huán)。 5 完畢語 ??????? 文中采用PLC對電鍍專用行車進展自動控制,

37、簡化了電氣控制系統(tǒng)的硬件和接線,減小了控制器的體積,提高了控制系統(tǒng)的靈活性,同時,PLC有較完善自診斷和自保護能力,可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力,提高系統(tǒng)的可靠性,應(yīng)用明確,PLC在舊電動行車的自動化改造和新型電動行車的設(shè)計中,有廣泛的應(yīng)用前景。 參考文獻: ??? [1] 廖常初. PLC根底與應(yīng)用[M].:機械工業(yè),2004. ??? [2] 高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例[M].:人民郵電,2004. ??? [3] 三菱公司FX2系列可編程序控制器使用手冊[Z].2001. 淺談可編程控制器梯形圖的設(shè)計方法 一、引言 可編程控制器是將繼電器控制的概念和設(shè)

38、計思想與計算機技術(shù)與微電子技術(shù)相結(jié)合而形成的 專門從事邏輯控制的微機系統(tǒng)。在PC系統(tǒng)應(yīng)用中,梯形圖的設(shè)計往往是最主要的問題。梯形圖不但沿用和開展了電氣控制技術(shù),而且其功能和控制指令已遠遠超過電氣控制疇。它不僅可實現(xiàn)邏輯運算,還具有算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能,是具有工業(yè)控制指令的微機系統(tǒng)。由于梯形圖的設(shè)計是計算機程序設(shè)計與電氣控制設(shè)計思想結(jié)合的產(chǎn)物,因此,在設(shè)計方法上與計算機程序設(shè)計和電氣控制設(shè)計既有著一樣點,也有著不同點。本文對開關(guān)量控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計,提出了四種常用方法。 二、替代設(shè)計法 所謂替代設(shè)計法,就是用PC機的程序,替代原有的繼電器邏輯控制電路。它的根本思想

39、是: 將原有電氣控制系統(tǒng)輸入信號與輸出信號做為PC的I/O點,原來由繼電器—接觸器硬件完成的邏輯控制功能由PC機的軟件—梯形圖與程序替代完成。 例如,電動機正反轉(zhuǎn)控制電路,原電氣控制線路圖如圖1所示。由PC控制替代后,其I/O接線 圖和梯形圖分別如圖2、3所示。 500)this.width=500 border=0>??圖1 繼電器控制線路圖 500)this.width=500 border=0>??圖2 PC?I/O接線圖 500)this.width=500 border=0>??圖3 PC梯形圖? 這種方法,其優(yōu)點是程序設(shè)計方法簡單,有現(xiàn)成的電氣控制線

40、路作依據(jù),設(shè)計周期短。一般?在舊設(shè)備電氣控制系統(tǒng)改造中,對于不太復(fù)雜的控制系統(tǒng)常采用。? 三、邏輯代數(shù)設(shè)計法? 由于電氣控制線路與邏輯代數(shù)有一一對應(yīng)的關(guān)系,因此對開關(guān)量的控制過程可用邏輯代數(shù)式?表示、分析和設(shè)計。? 根本設(shè)計步驟如下:? 1、根據(jù)控制要求列出邏輯代數(shù)表達式。? 2、對邏輯代數(shù)式進展化簡。? 3、根據(jù)化簡后的邏輯代數(shù)表達式畫梯形圖。? 下面舉一簡單例子來具體說明。? 某一電動機只有在三個按鈕中任何一個或任何兩個動作時,才能運轉(zhuǎn),而在其他任何情況下?都不運轉(zhuǎn),試設(shè)計其梯形圖。? 將電動機運行情況由PC輸出點0500來控制,三個按

41、鈕分別對應(yīng)PC輸入地址為A、B、C。根據(jù)題意,三個按鈕中任何一個動作,PC的輸出點0500就有輸出。其邏輯代數(shù)表達式為? 500)this.width=500 border=0>當(dāng)三個按鈕中有任何兩個動作時,輸出點0500的邏輯代數(shù)表達式為 500)this.width=500 border=0>因兩個條件是“或〞關(guān)系,所以電動機運行條件應(yīng)該為 500)this.width=500 border=0>簡化該式得? 500)this.width=500 border=0>根據(jù)邏輯代數(shù)表達式,畫梯形圖,如圖4所示。 500)this.width=500 border=0>??

42、圖 4?   利用這種方法設(shè)計,最大的特點是可以把很多的邏輯關(guān)系最簡化。   當(dāng)然出于可靠和安全性角度考慮的冗余設(shè)計是另外一個問題。? 四、程序流程圖設(shè)計法?   PC采用計算機控制技術(shù),其程序設(shè)計同樣可遵循軟件工程設(shè)計方法,程序工作過程可用流程?圖表示。由于PC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描工作方式,因而與計算機程序框圖不同點是,PC程序框圖在進展輸出刷新后,再重新開始輸入掃描,循環(huán)執(zhí)行。   下面以全自動洗衣機控制為例,說明這種設(shè)計方法的應(yīng)用。   首先畫出洗衣機工藝流程圖,如圖5所示。? 500)this.width=500 border=0>??圖5 洗衣機工藝流程

43、圖?   第二步選擇PC機型,設(shè)置I/O點編號。其I/O點編號分配如下:   I/O點分配    計時/計數(shù)器分配   00起動開關(guān)   ?T600正轉(zhuǎn)計時   01停止開關(guān)   ?T601暫停計時   02手動排水開關(guān) ?T602反轉(zhuǎn)計時   03高水位開關(guān)  ?T603暫停計時   04低水位開關(guān)  ?T604脫水計時   20起動洗衣機  ?T605報警計時   21進水     ?C606洗滌次數(shù)   22正轉(zhuǎn)洗滌   ?C607脫水次數(shù)   23反轉(zhuǎn)洗滌   25排水   26脫水   27停止、報警   第三步,根據(jù)流程圖,設(shè)計梯形圖,如圖6所示?

44、 500)this.width=500 border=0 dypop=按此在新窗口瀏覽圖片>??圖6 洗衣機梯形圖? 五、功能模塊設(shè)計法   根據(jù)模塊化設(shè)計思想,可對系統(tǒng)按控制功能進展模塊劃分,依次對各控制的功能模塊設(shè)計梯 形圖。   例如,在PC電梯控制系統(tǒng)中,對電梯控制按功能可分為:廳門開關(guān)控制模塊,選層控制模塊,電梯運行控制模塊,呼梯顯示控制模塊等。按電梯功能進 行梯形圖設(shè)計,可使電梯一樣功能的程序集中在一起,程序結(jié)構(gòu)清晰,便于調(diào)試,還可以根 據(jù)需要靈活增加其他控制功能。   當(dāng)然,在設(shè)計中要注意模塊之間的互相影響時、時序關(guān)系,以與聯(lián)鎖指令的使用條件。同一 種控制功能

45、可有不同的軟件實現(xiàn)方法,應(yīng)根據(jù)具體情況采用簡單實用的方案,并應(yīng)充分利用 不同機型所提供的編程指令,使程序盡量簡潔。 六、完畢語   本文介紹了PC梯形圖的四種設(shè)計方法,除此之外,還有其他一些方法,如經(jīng)驗法。在系統(tǒng)設(shè) 計中對不同的環(huán)節(jié),可根據(jù)具體情況,采用不同的設(shè)計方法。通常在全局上采用程序框圖與功能模塊方法設(shè)計;在舊設(shè)備改造中,采用替代法設(shè)計;在局部或具體功能的程序設(shè)計上,采用邏輯代數(shù)法和經(jīng)驗法。 HOLLiAS-LEC?G3小型一體化PLC在二次濾網(wǎng)中的應(yīng)用 摘 要 將HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC應(yīng)用于二次濾網(wǎng),控制其排污箱的停頓時間和排污閥

46、的開關(guān),給出了PLC端子接線圖和控制系統(tǒng)流程圖。 關(guān)鍵詞 二次濾網(wǎng);PLC 分類號 TP315 二次濾網(wǎng)是一種自動過濾污水的裝置,可以強力去除污水中的雜物,適用于火力或水力發(fā)電機組循環(huán)冷卻水的過濾和其它工業(yè)循環(huán)冷卻水的過濾,尤其是對一些以江、河、湖水為一次循環(huán)直供的廠家,其排污的效果更為明顯。該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)合理、性能先進、自動化程度高、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。 1 二次濾網(wǎng)的工作原理 二次濾網(wǎng)的工作原理主要分為壓差排污和時間排污兩種情況。 第一種是壓差排污,即根據(jù)壓差的大小進展排污。二次濾網(wǎng)接入管道系統(tǒng)后,污水由下部進水口進入濾水器,過濾雜物后,水從出水口流出。當(dāng)水中雜物通過網(wǎng)芯時,由

47、于雜物的體積大于網(wǎng)芯孔的尺寸,從而被聚集在網(wǎng)芯的側(cè)外表上。當(dāng)雜物聚積到一定的數(shù)量時,由于截流口的減壓作用,從而造成進水口和出水口之間產(chǎn)生一定的壓力差。當(dāng)濾網(wǎng)進口壓力表和出口壓力表的水壓差值增大到規(guī)定數(shù)值時,設(shè)備自動清洗排污。排污時,控制機構(gòu)自動打開排污閥,水流對于附著在網(wǎng)芯的側(cè)外表上的雜物進展反向沖洗,經(jīng)由排污管路和排污閥門排入冷卻水的出水管中,將其排出濾網(wǎng)。當(dāng)壓力差值恢復(fù)到正常時,控制機構(gòu)自動關(guān)閉排污閥,從而完成過濾排污的工作過程。 第二種是時間排污,即根據(jù)時間的長短進展排污。清洗排污的時間間隔可以自由設(shè)定。在設(shè)定的清洗排污時間,控制機構(gòu)自動打開排污閥,進展清洗排污。 2 PLC選型

48、與I/O點分配 根據(jù)二次濾網(wǎng)的工藝要求,PLC控制系統(tǒng)需要有一定電流容量的開關(guān)量輸出點來控制主電機和排污閥門。要求PLC能夠和上位操作界面進展通訊,在上位操作界面中實現(xiàn)對變量的監(jiān)控和修改。要求能夠?qū)ΜF(xiàn)場的壓差信號進展采集,供CPU或上位操作屏幕顯示。 根據(jù)統(tǒng)計,PLC控制系統(tǒng)的I/O點共有14個,其中開關(guān)量輸入點8個,開關(guān)量輸出點5個,模擬量輸入點1個,沒有模擬量輸出點。根據(jù)輸入和輸出的要求,選用和利時HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC,CPU模塊選擇帶有24點開關(guān)量的LM3107,其中開關(guān)量輸入14點,開關(guān)量輸出10點。該CPU模塊的性能價格比很高,廣泛用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。

49、對于現(xiàn)場模擬量的采集,選用4通道模擬量輸入模塊LM3310,該模塊具有如下優(yōu)點: ?采樣精度高,常溫下的滿量程誤差為0.2%。 ?響應(yīng)速度快,4個通道完成一次采樣的時間為20ms。 ?信號圍廣,可以接收0~20mA電流信號、4~20mA電流信號和0~10V電壓信號。 PLC的人機界面選用HITECH觸摸屏。這些配置完全能夠滿足系統(tǒng)的要求。本系統(tǒng)的I/O點數(shù)分配如表1所示。 表1 PLC控制系統(tǒng)的I/O點分配 3 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 二次濾網(wǎng)過濾雜物后,濾芯臟污,水阻增大。當(dāng)差壓變送器輸出值達到預(yù)設(shè)值A(chǔ)時,PLC得到差壓變送器的信號,自動打開排污閥門進展自動排污。將雜物

50、排出濾網(wǎng)后,當(dāng)壓差降到預(yù)設(shè)值B時,PLC自動關(guān)閉排污閥門。如果壓差沒有下降,反而繼續(xù)增加達到預(yù)設(shè)值C時,如此PLC發(fā)出報警信號,同時停止執(zhí)行電機,關(guān)閉排污閥門。之后應(yīng)當(dāng)進展檢修,取出濾芯,進展清理或更換。PLC程序采用和利時的編程軟件PowerPro完成,程序流程圖如圖3所示。 圖3 PLC程序流程圖 4 結(jié)論 采用和利時HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC作為控制核心的二次濾網(wǎng),可以廣泛應(yīng)用于電站、化工、印染、造紙等各種行業(yè)的供用水管道。通過PLC控制,可以自動啟動排污閥門進展沖洗,具有清污效果強、排污耗水量少、運行安全可靠等優(yōu)點。 參 考 文 獻 [1> 和利時自

51、動化. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC硬件手冊,2006 [2> 和利時自動化. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC軟件手冊,2006 [3> 和利時自動化. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC指令與功能塊手冊,2006 一、FX2N系列PLC型號名稱的含義 FX2N系列PLC型號名稱的含義如下: ①系列序號:如1S,1N,2N ②表示輸入輸出的總點數(shù):FX2N系列PLC的最大輸入輸出點數(shù)為256點 ③表示單元類型:M為根本單元,E為輸入輸出混合擴展單元與擴展模塊,EX為輸入專用擴展模塊,EY為輸出專用擴展模塊。 ④表示輸出形式:R

52、為繼電器輸出〔有干接點,交流、直流負載兩用〕; T為晶體管輸出〔無干接點,直流負載用〕; S為雙向晶閘管輸出〔無干接點,交流負載用〕。 ⑤表示電源形式:D為DC24V電源,24V直流輸入;H為大電流輸出擴展模塊(1A/1點);V為立式端子排的擴展模塊;C為接插口輸入方式;F為輸入濾波時間常數(shù)為1ms的擴展模塊;L為TTL輸入擴展模塊;S為獨立端子(無公共端)擴展模塊;假如無標記,如此為AC電源,24V直流輸入,橫式端子排,標準輸出(繼電器輸出為2A/1點;晶體管輸出為0.5A/1點;雙向晶閘管輸出為0.3A/1點)。 例如型號為FX2N-40MR-D的PLC,屬于FX2N系列,是有40

53、個I/O點的根本單元,繼電器輸出型,使用DC24V電源。 二、FX2N系列PLC的根本構(gòu)成 FX2N系列PLC采用一體化箱體結(jié)構(gòu),其根本單元將所有的電路,含CPU、存儲器、輸入輸出接口與電源等都裝在一個模塊,是一個完整的控制裝置。 擴展單元:用于增加I/O點數(shù)的裝置,部設(shè)有電源。 擴展模塊:用于增加I/O點數(shù)與改變I/O比例,部無電源,用電由根本單元或擴展單元供給。因擴展單元與擴展模塊無CPU,必須與根本單元一起使用。 特殊功能單元:是一些專門用途的裝置。如模擬量I/O單元、高速計數(shù)單元、位置控制單元、通訊單元等。 三、FX2N系列PLC的外觀與其特征 〔1〕外部端子局部

54、外部端子包括PLC電源端子(L、N、),直流24V電源端子〔24+、〕、輸入端子(X)、輸出端子(Y)等。主要完成電源、輸入信號和輸出信號的連接。其中24+、是機器為輸入回路提供的直流24V電源,為了減少接線,其正極在機器已經(jīng)與輸入回路連接,當(dāng)某輸入點需要參加輸入信號時,只需將通過輸入設(shè)備接至對應(yīng)的輸入點,一旦與對應(yīng)點接通,該點就為“ON〞,此時對應(yīng)輸入指示就點亮。 〔2〕指示局部 指示局部包括各I/O點的狀態(tài)指示、PLC電源(POWER)指示、PLC運行(RUN)指示、用戶程序存儲器后備電池(BATT)狀態(tài)指示與程序出錯(PROG-E)、CPU出錯(CPU-E)指示等,用于反映I/O點與

55、PLC機器的狀態(tài)。 〔3〕接口局部 接口局部主要包括編程器、擴展單元、擴展模塊、特殊模塊與存儲卡盒等外部設(shè)備的接口,其作用是完成根本單元同上述外部設(shè)備的連接。在編程器接口旁邊,還設(shè)置了一個PLC運行模式轉(zhuǎn)換開關(guān)SWl,它有RUN和STOP兩個運行模式,RUN模式能使PLC處于運行狀態(tài)(RUN指示燈亮),STOP模式能使PLC處于停止?fàn)顟B(tài)(RUN指示燈滅),此時,PLC可進展用戶程序的錄入、編輯和修改。   ①安裝孔4個;②電源、輔助電源、輸入信號用的可裝卸式端子;③輸入指示燈;④輸出動作指示燈;⑤輸出用的可裝卸式端子;⑥外圍設(shè)備接線插座、蓋板:⑦面板蓋;⑧DIN導(dǎo)軌裝卸用卡子;⑨I/O

56、端子標記;⑩動作指示燈,POWER;電源指示燈,RUN;運行指示燈,BATT.V;電池電壓下降指示燈,PROG-E;指示燈閃爍時表示程序出錯,CPU-E;指示燈亮?xí)r表示CPU出錯;11.擴展單元、擴展模塊、特殊單元、特殊模塊的接線插座蓋板;12.鋰電池;13.鋰電池連接插座;14.另選存儲器濾波器安裝插座;15.功能擴展板安裝插座;16.置RUN/STOP開關(guān);17.編程設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲單元接線插座。 FX2N系列PLC外形圖 四、PLC的安裝、接線 PLC的安裝固定常有兩種方式,一是直接利用機箱上的安裝孔,用螺釘將機箱固定在控制柜的背板或面板上。其二是利用DIN導(dǎo)板安裝。 1.電源接線

57、與端子排列 PLC根本單元的供電通常有兩種情況,一是直接使用工頻交流電,通過交流輸入端子連接,對電壓的要求比擬寬松,100~250V均可使用。二是采用外部直流開關(guān)電源供電,一般配有直流24V輸入端子。采用交流供電的PLC機自帶直流24V部電源,為輸入器件與擴展單元供電。FX系列PLC大多為AC電源,DC輸入型式。   FX2N系列PLC的接線端子排列示例〔FX2N-32MR〕 AC電源、DC輸入型機電源的配線   2.輸入口器件的接入 PLC的輸入口連接輸入信號,器件主要有開關(guān)、按鈕與各種傳感器,這些都是觸點類型的器件。在接入PLC時.每個觸點的兩個接頭分別連接一個輸

58、入點與輸入公共端。 輸入器件的接線圖 3.輸出口器件的接入 PLC的輸出口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈。這些器件均采用PLC機外的專用電源供電,PLC部不過是提供一組開關(guān)接點。接入時線圈的一端接輸出點螺釘,一端經(jīng)電源接輸出公共端。圖5-2中下部為輸出端子,由于輸出口連接線圈種類多,所需的電源種類與電壓不同,輸出口公共端常分為許多組,而且組間是隔離的。PLC輸出口的電流定額一般為2A,大電流的執(zhí)行器件須配裝中間繼電器。 4.通訊線的連接 PLC一般設(shè)有專用的通訊口,通常為RS485口或RS422口,F(xiàn)X2N型PLC為RS422口。與通訊口的接線常采用專用的接插件連接。   輸出器件的接線 45 / 45

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