卸料小車的PLC自動控制

1、湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書題 目：小車裝卸料PLC系統(tǒng) 學(xué) 院： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 機電一體化技術(shù) 學(xué) 號： 20099202142 姓 名： 徐 宇 指導(dǎo)教師： 張志純 完成日期： 2011年5月10日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書論文（設(shè)計）題目： 小車裝卸料運行plc控制系統(tǒng) 學(xué) 號： 20099202142 學(xué)生姓名： 徐 宇 專 業(yè)： 機電一體化技術(shù) 指導(dǎo)教師姓名： 張志純 系主任： 黃禎祥 一、主要內(nèi)容及基本要求 在一些自動化生產(chǎn)線上，為了實現(xiàn)多地點隨機卸料或者多地點隨機搜集成品或（廢品），經(jīng)常會用到一臺裝卸料小車，如下圖所示的裝卸料小車可以根據(jù)請求在5個位置停車，進行

2、裝卸料，SQ1SQ5為5個停車位置的行程開關(guān)，小車壓上時為ON，小車離開時為OFF，SB1SB5為互鎖的琴鍵開關(guān)，用于選擇小車的位置。 ：小車在電動機的拖動下運行，電動機正轉(zhuǎn)時小車右行，電動機反轉(zhuǎn)時小車左行，具體控制如下： 1、 當選擇按鈕號與小車位置壓下的行程開關(guān)號同時，按下啟動按鈕，小車停止不動。 2、 當選擇按鈕號大于小車位置壓下的行程開關(guān)號時，按下啟動按鈕，小車向右 運行直至兩者相等時，小車停止。 3、 當選擇按鈕號小于小車位置壓下的行程開關(guān)號時，按下啟動按鈕，小車向左運行直至兩者相等時，小車停止 4、 撰寫設(shè)計說明書（論文）。 二、重點研究的問題（1）料的感應(yīng)的PLC程序編寫 （2）

3、整個裝卸聊過程的PLC控制程序的編寫 （3）PLC I/O借口的連接線路 三、進度安排（指導(dǎo)教師填寫）序號各階段完成的內(nèi)容 完成時間1查閱資料、調(diào)研4月1日到5日2開題報告、制訂設(shè)計方案4月6日到10日3實驗(設(shè)計)4月10日到12日4分析、調(diào)試等4月13日到15日5寫出初稿4月16日到1日6修改，寫出第二稿5月1日到5日7寫出正式稿5月6日到10日四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻【1】于慶廣.可編程控制器原理與系統(tǒng)設(shè)計.北京：清華出版社，2004 【2】齊榮.可編程計算機控制器原理及應(yīng)用.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002 【3】夏辛明 黃宏 高光.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用.北京：北京理工大學(xué)出

4、版社，2005 【4】汪曉平.plc可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航.北京：人民郵電出版社，2004 【5】江秀漢 楊楠.plc可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，1998 【6】孫振強.可編程控制器原理與應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2005 【7】李建興.可編程控制器件應(yīng)用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2004 【8】Daibida.geller.可編程控制器原理與設(shè)計.北京：清華大學(xué)出版社，2006 【9】郁漢琪 郭建.可編程控制器原理與應(yīng)用.北京：中國電力出版社，2004 【10】周美蘭 周封 王岳宇.plc電氣控制與組態(tài)設(shè)計.北京：科學(xué)出版社，2005 【11】廖常初.PLC編

5、程及應(yīng)用。北京：機械工業(yè)出版社，2005.（1） 【12】現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社.2005。 【13】高鐘毓，機電控制工程，清華大學(xué)出版社.2002（第二版） 【14】Jingwen Tian,Meijuan Gao,Hao Zhou.The Intelligent Control System of Flocculation Process of Sewage Treatment Based on Wavelet Neural Networks, Intelligent Systems Design and Applications,2006.6 【15】Li-

6、Yan Zhang;Long-Hua Ma.Model and control of N-removal in sewage treatment based on mixed logical dynamic method, Machine Learning and Cybernetics,2003,International Conference on Volume,2003.2 湘潭大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)評閱表學(xué)號 20099202142 姓名 徐 宇 專業(yè) 機電一體化技術(shù) 畢業(yè)論文(設(shè)計)題目： 小車裝卸料運行plc控制系統(tǒng) 評價項目評 價 內(nèi) 容選 題1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特

7、點和教學(xué)計劃的基本要求，達到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當。能 力1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。論文質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴謹合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。工作量工作量是否飽滿，含論文篇幅、圖紙等是否達到規(guī)定要求。綜

8、合評 價該論文符合培養(yǎng)目標，基本達到學(xué)科、專業(yè)特點的基本要求和綜合訓(xùn)練的目的：難度、份量適當。具有一定的查閱文獻和綜合歸納資料的能力：立論較為正確，符號統(tǒng)一，文字、圖表格式一致，程序表述較為規(guī)范。但綜合概括能力一般；論文內(nèi)容有一定的參考意義，但在創(chuàng)新之處和實際應(yīng)用中仍需探討。工作量較為飽滿，論文篇幅、圖紙等基本達到要求。評閱人姓名(職稱)： 年 月 日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見 學(xué) 號：20099202142 學(xué)生姓名： 徐 宇 專 業(yè)： 機電一體化 畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 28 頁 圖 00 張論文(設(shè)計)題目： 小車裝卸料運行plc控制系統(tǒng) 內(nèi)容提要：早期運料小車電氣控制系

9、統(tǒng)多為繼電器-接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這須有專人負責(zé)操作，將PLC應(yīng)用到運料小車電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制，降低系統(tǒng)的運行費用，PLC運料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單控制速度快，可靠性和可維護性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，運料小車不斷擴大到各個領(lǐng)域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。將PLC應(yīng)用到運料小車電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制降低系統(tǒng)的運行費用。它功能強大，可擴展到多達128I/O點，且能增加特殊功能模塊或擴展板。通信和數(shù)據(jù)連接功能選項使得FX1N在體積、通信和特殊功能PLC在運料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國內(nèi)外工程、工廠中得到實際應(yīng)用

10、具有巨大的經(jīng)濟和社會價值，其智能化和自動化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣指導(dǎo)教師評語該論文符合培養(yǎng)目標，滿足學(xué)科專業(yè)特點及教學(xué)大綱要求，也達到專業(yè)綜合訓(xùn)練的目的；論文設(shè)計要求有一定難度，設(shè)計內(nèi)容及參數(shù)完成較好；立論較為正確，符號統(tǒng)一，文字較為規(guī)范，設(shè)計內(nèi)容具有一定的參考意義，工作量較為飽滿，論文篇幅、圖紙等達到要求；該生設(shè)計態(tài)度認真，設(shè)計任務(wù)基本完成；從論文完成情況看該生具有一定的查閱文獻和綜合歸納資料的能力。但創(chuàng)新和實際應(yīng)用能力有待進一步提高。建議成績評定為 。 指導(dǎo)教師姓名 職稱 (副教授) 年 月 日答辯委員會意見經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設(shè)計）成績評定為 。 評定等級答辯委員

11、會主任：年 月 日摘要可編程邏輯控制器，簡稱PLC，是一種工業(yè)控制微型計算機。它的編程方便、操作簡單尤其是高通用性等優(yōu)點，使它在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。其中的一個應(yīng)用便是運料小車的控制，主要用到的便是他的邏輯控制功能。本文主要介紹三菱的PLC產(chǎn)品以及其對應(yīng)的軟件，并且用它來進行五個控制臺作業(yè)的運料小車的控制編程。關(guān)鍵詞：三 菱 PLC； 運料小車前 言大學(xué)生涯就要以這篇畢業(yè)論文作為結(jié)局，將所學(xué)的東西融會貫通。恰好所做的畢業(yè)設(shè)計是課程開過的PLC，是同一個類型的，但是所編的程序是不相同的，但是我對應(yīng)畢業(yè)設(shè)計的上手還是可以比較快。這論文的時候，自己還是寫作前期還是一葉蔽目，毫無頭緒。但是在

12、查閱了相關(guān)的資料后也是對三菱的硬件及其軟件有了比較好的認識。這篇論文是以三菱的PLC為主要載體，結(jié)合它來對運料小車的控制進行編程，雖然沒有具體的見到他的硬件，但是也對這樣一個程序?qū)?yīng)的接口做了了解。本文主要是在對PLC進行系統(tǒng)的介紹后，進入具體三菱的PLC，針對這個型號進行硬件及其軟件的介紹，最后寫出運料小車對應(yīng)PLC的接口圖及其對應(yīng)的程序。由于個人或時間等因素，還不能將這篇論文寫的完美，所以有錯誤的地方還請指導(dǎo)老師同學(xué)不吝指教。目 錄1 運料小車的發(fā)展概況22.可編程控制器（PLC）概述32.1 PLC的概述32.2 PLC的發(fā)展42.3 PLC的特點42.4 PLC的基本組成及各部分作用5

13、3 控制系統(tǒng)設(shè)計93.1. 運料小車的運動分析9設(shè)備控制要求931.2 小車運動分析103.2 運料小車控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置133.2.1 控制系統(tǒng)圖133.3 系統(tǒng)資源分配143.3.1 I O地址分配143.3.2 數(shù)字量輸入部分143.3.3 數(shù)字量輸出部分153.3.4 內(nèi)部繼電器部分153.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計163.5 系統(tǒng)軟件源程序設(shè)計173.5.1 行程開關(guān)173.5.2 小車啟停輔助繼電器183.5.3 呼叫按鈕183.5.4 比較203.5.5 向左運動213.5.6 向右運動214 控制系統(tǒng)的調(diào)試224.1 編程軟件224.2 程序的構(gòu)成224.3 程序的下載、安裝

14、和調(diào)試24總結(jié)25致謝28參考文獻29(一)胡學(xué)林，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，高等教育出版社29(二)謝劍英，微型計算機控制技術(shù)M.國防工業(yè)出版社29(三)史國生，趙陽等.電氣控制與可編程控制器技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社29(四)胡學(xué)林.可編程控制器教程M.北京:電子工業(yè)出版社29(五)劉美俊.通用變頻器應(yīng)用技術(shù)M.福建:福建科學(xué)技術(shù)出版社29(六)幻劉國光.提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的軟件設(shè)計.機床電器J29(七)秦虹.PLC控制系統(tǒng)的編程方法簡述.機床電氣J29文獻綜述 隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用也越來越廣泛了，這次的畢業(yè)設(shè)計要求做的是其在運料小車中的應(yīng)用，這個在工業(yè)生產(chǎn)過程中起著很重

15、要的作用，他是向工業(yè)自動化邁出的很重要的一步，運料小車通過PLC的控制，達到能自動裝卸運料以及及時響應(yīng)呼叫的請求。 對于這樣一個PLC程序的設(shè)計，我先了解施耐德的歐姆龍系列PLC的編程方法以及其相應(yīng)的軟件。在這個基礎(chǔ)上，確定小車運料站點的數(shù)目，重而確定I/O接口的數(shù)目以確定PLC的具體選型，然后熟悉其他運料小車的PLC設(shè)計程序，再結(jié)合自己所學(xué)的將程序達到設(shè)計所要求的。可編程控制器（PLC）是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序進行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術(shù)計算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入輸出來控制機械

16、設(shè)備或生產(chǎn)過程。如今，PLC在我國各個工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。在就業(yè)競爭日趨激烈的今天，掌握PLC設(shè)計和應(yīng)用是從事工業(yè)控制研發(fā)技術(shù)人員必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)。PLC的學(xué)習(xí)比一般編程學(xué)習(xí)困難的地方就在于，要完成一個控制系統(tǒng)不僅需要掌握一定的編程技術(shù)，更為重要的是要知道如何針對實際應(yīng)用的需要選擇合。理的PLC的型號，然后進行資源配置，并以此為基礎(chǔ)，設(shè)計控制系統(tǒng)。1 運料小車的發(fā)展概況由于PLC的不斷發(fā)展和革新，使得生產(chǎn)線的運輸控制也將得到不斷的改善和生產(chǎn)率的不斷提高，運料小車控制經(jīng)歷了以下幾個階段： （1）手動控制：在20世紀60年代末70年代初期，便有一些工業(yè)生產(chǎn)采用PLC來實現(xiàn)運料小車

17、的控制，但是由于當時的技術(shù)還不夠成熟，只能夠用手動的方式來控制機器，而且早期運料小車控制系統(tǒng)多為繼電器一接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負責(zé)操作。 （2）自動控制：在20世紀80年代，由于計算機的價格下降，這時的大型工控企業(yè)將PLC充分的與計算機相結(jié)合，通過機器人技術(shù)，自動化設(shè)備終于實現(xiàn)了PLC在運料小車控制系統(tǒng)在自動方面的應(yīng)用。 （3）全自動控制：現(xiàn)階段，由于PLC技術(shù)的向高性能 高速度、大容量發(fā)展大型PLC大多采用多CPU結(jié)構(gòu)，不斷向高性能、高速度和大容量方向發(fā)展。將PLC運用到運料小車控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的全自動

18、控制，降低系統(tǒng)的運行費用。PLC運料小車自動控制系統(tǒng)具有連線簡單控制速度快，精度高，可靠性和可維護性好，維修和改造方便等優(yōu)點2.可編程控制器（PLC）概述2.1 PLC的概述PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對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)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操

19、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)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！笨删幊炭刂破鲗嶋H上是一種工業(yè)控制計算機，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異。可編程序控制器主要由CPU(中央處理單元)存儲器(RAM和EPROM),輸入/輸出模塊(簡稱為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。近年來發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念和設(shè)計思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系列產(chǎn)品。2.2 PLC的發(fā)展1968年美國GM（通用汽車

20、）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開招標提出十項標準:(1)編程方便，現(xiàn)場可修改程序；(2)維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；(3)可靠性高于繼電器控制裝置；(4)體積小于繼電器控制裝置；(5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；(6)成本可與繼電器控制裝置競爭；(7)輸入可以是交流115V；(8)輸出為交流115V, 2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥，接觸器等；(9)在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更；(10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。1969年，美國數(shù)字公司(DEC)研制出了第一臺可編程序控制器，滿足了GM公司裝配線的要求。這種新型的工業(yè)控制裝置簡單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長

21、，很快在美國其它工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。隨著集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了第五代PLC產(chǎn)品。2.3 PLC的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強。（2）配套齊全，功能完善，適用性強（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造（5）體積小，重量輕，能耗低2.4 PLC的基本組成及各部分作用PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。圖2-2 PLC 的組成框圖 PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。整體式PL

22、C是將中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機。另外還有獨立的1/0擴展單元與主機配合使用。主機中，CPU是PLC的核心，1/0單元是連接CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能1/0單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其它稱為擴展底板。CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過10m.無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)需要進行配置與組合。1、中央

23、處理單元(CPU)：CPU在PLC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù):(1) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)；(2) 診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤;(3) 用掃描的方式接收輸入信號，送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來;(4) PLC進入運行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作;(5) 將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端?，F(xiàn)代PLC使用的CPU主要有以下幾種:通用微處理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微處理器的價格便宜，通用性強，還可

24、以借用微機成熟的實時操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。(2) 單片機，如8051等。單片機由于集成度高、體積小、價格低和可擴充性好，很適合在小型PLC上使用，也廣泛地用于PLC的智能UO模塊。(3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支。它主要追求運算速度快，它以4位為一片。用幾個位片級聯(lián)，可以組成任意字長的微處理器。改變微程序存儲器的內(nèi)容，可以改變計算機的指令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個微處理器，將控制任務(wù)劃分為若干個可以并行處理的部分，幾個微處理器同時進行處理。這種高運算速度與可以適應(yīng)用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的PLC使用。2、

25、存儲器：根據(jù)存儲器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種:系統(tǒng)程序存儲器:和各種計算機一樣，PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決定了PLC的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲器為只讀存儲器ROM或EPROM.用戶程序存儲器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動、調(diào)試，故用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的RAM。由于RAM掉電會丟失數(shù)據(jù)，因此使用RAM作用戶程序存儲器的PLC，都有后備電池(鏗電池)保護RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。當用戶程序調(diào)試修

26、改完畢，不希望被隨意改動時，可將用戶程序?qū)懭隕PROM.目前較先進的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器，快閃存儲器可隨時讀寫，掉電時數(shù)據(jù)不會丟失，不需用后備電池保護。工作數(shù)據(jù)存儲器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。這部分數(shù)據(jù)存儲在RAM中，以適應(yīng)隨機存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)，開辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映象寄存器用來存儲PLC的開關(guān)量輸入/輸出和定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標準格式是每一個數(shù)據(jù)占一個字。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值，如定時器和計數(shù)器的當前值和設(shè)定值。

27、它還用來存放A/0轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字和數(shù)學(xué)運算的結(jié)果等。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在停電時用后備電池維持其當前值，在停電時可保持數(shù)據(jù)的存儲器區(qū)域稱為數(shù)據(jù)保持區(qū)。3、 1/0單元：I/0單元也稱為I/0模塊。PLC通過I/0單元與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場相聯(lián)系。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號。通過接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識別和處理的信號，并存到輸入映像寄存器。運行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點對應(yīng)的觸發(fā)器組成，輸出接口電路將其由弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號

28、輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、指示燈被控設(shè)備的執(zhí)行元件.4、電源部分：PLC一般使用220V的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V, +12V, +24V的直流電源，使PLC能正常工作。電源部件的位置形式可有多種，對于整體式結(jié)構(gòu)的CPU，通常電源封裝到機殼內(nèi)部;對于模塊式PLC，有的采用單獨電源模塊，有的將電源與CPU封裝到一個模塊中。5、擴展接口擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。6通信接口為了實現(xiàn)“人一機”或“機一機”之間的對話，PLC配有多種通信接口。PLC通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機和其他

29、的PLC或計算機相連。當PLC與打印機相連時，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印;當與監(jiān)視器相連時.可將過程圖像顯示出來;當與其他PLC相連時，可以組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)路，實現(xiàn)更大規(guī)模的控制;當與計算機相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控制。7、編程器編程器的作用是提供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機器語言助記符后，才能輸入。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級管或其他顯示管件組成。智能型的編程器又稱為圖形編程器，它可以聯(lián)機編程，也可以脫機編程，具有LCD或CRL圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖

30、和通過屏幕對話。還可以利用PC作為編程器，PLC生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn)換。程序被下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送?，F(xiàn)在很多PLC已不再提供編程器，而是提供微機編程軟件了，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。3 控制系統(tǒng)設(shè)計3.1. 運料小車的運動分析某自動生產(chǎn)線上運料小車的運動如圖3-1所示，運料小車由一臺三相異步電動機拖動，電機正轉(zhuǎn)，小車向右行，電機反轉(zhuǎn)，小車向左行。在生產(chǎn)線上有5個編碼為15的站點供小車?？浚诿?/p>

31、個停靠站安裝一個行程開關(guān)以監(jiān)測小車是否到達該站點。對小車的控制除了啟動按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個行程按鈕開關(guān)（HJ1- HJ5）分別與5個停車位置的按鈕相對應(yīng)。1號站2號站3號站4號站5號站運料小車自動化生產(chǎn)線圖3-1 運料小車示意圖3.1.1設(shè)備控制要求運料小車在自動化生產(chǎn)線上運動的控制要求如下：（1）按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2）當小車當前所處停靠站的編碼小于呼叫按扭HJ的編碼時，小車向右運行運行到按鈕HJ所對應(yīng)的停靠站時停止；（3）當小車當前所處停靠站的編碼大于呼叫按扭HJ的編碼時，小車向左運行，運行到按鈕HJ所對應(yīng)的?？空緯r停止；（4）當小車當前所處

32、?？空镜木幋a等于呼叫按扭HJ的編碼時，小車保持不動；呼叫按鈕開關(guān)HJ1-HJ5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。31.2 小車運動分析小車在行程開關(guān)按鈕之間的運動如圖3-2所示，圖3-2 小車在行程開關(guān)按鈕之間的運動根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)計出小車在運料過程中的速度變化情況如圖3-3所示，圖3-3 小車在兩個行程開關(guān)按鈕之間運料過程中速度變化情況根據(jù)料車運料過程中速度曲線圖"確定變頻器的頻率變化情況如圖3-4所示，圖3-4 變頻器的頻率變化情況根據(jù)系統(tǒng)控制要求，分析出如下系統(tǒng)控制流程圖，圖 3-5 控制系統(tǒng)流程圖3.2 運料小車控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置3.2.1 控制系統(tǒng)圖控制系統(tǒng)如圖3

33、-5所示（a）啟動按鈕停止按鈕5個呼叫按鈕5個行程開關(guān)三菱 P L C三相異步電動機變頻器(b)3-6 運料小車控制系統(tǒng)圖3-7PLC框架配置圖3.3 系統(tǒng)資源分配3.3.1 I O地址分配由于CPU模塊有14點數(shù)字量輸入，10點數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入輸出模塊。采用IO自動分配方式，模塊上的輸入端子對應(yīng)的輸入地址是X000X015，輸出端子對應(yīng)的輸出地址是Y000Y011。3.3.2 數(shù)字量輸入部分這個控制系統(tǒng)的輸入有1個啟動按鈕開關(guān)、1個停止按鈕開關(guān)、5個呼叫按鈕開關(guān)，5個行程開關(guān)，共12點輸入。具體的輸入分配如表3-1所示。 X000啟動按鈕開關(guān) X001停止按鈕開關(guān) X0021號站

34、呼叫按鈕開關(guān) X0032號站呼叫按鈕開關(guān) X0043號站呼叫按鈕開關(guān) X0054號站呼叫按鈕開關(guān) X0065號站呼叫按鈕開關(guān) X0071號站行程開關(guān) X0102號站行程開關(guān) X0113號站行程開關(guān) X0124號站行程開關(guān) X0135號站行程開關(guān)表3-1 輸入地址分配3.3.3 數(shù)字量輸出部分 這個控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運動的三相電動機。但是電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點有2個。具體的輸出分配表如表3-2所示。輸出地址對應(yīng)外部設(shè)備Y000電機反轉(zhuǎn)繼電器Y001電機正轉(zhuǎn)繼電器表3-2 輸出地址分配3.3.4 內(nèi)部繼電器部分內(nèi)部繼電器地址分配如表

35、3-3所示。內(nèi)部繼電器地址功能說明M0小車運行停止M11號站呼叫M22號站呼叫M33號站呼叫M44號站呼叫M55號站呼叫M6小車所在站編號呼叫編號M7小車所在站編號呼叫編號M8小車所在站編號呼叫編號表3-3 內(nèi)部繼電器地址分配3.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件接線圖如圖3-8所示，圖3-8 主電路圖3-9 輔助電路 圖中KM1 和KM2 分別是控制電機正轉(zhuǎn)運行（小車前進）和反轉(zhuǎn)運行（小車后退）的交流接觸器。用KM1 和KM2 的主觸點改變進入電動機的三相電源的相序, 即可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。圖3 中KM1 的線圈串聯(lián)了KM2 的輔助常閉觸點,KM2 的線圈串聯(lián)了KM1的輔助常閉觸點,組成了硬件互

36、鎖電路?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車前進、后退）切換過程中電感的延時作用,導(dǎo)致原來接通的接觸器的主觸點還未斷弧時, 另一個接觸器的主觸點已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過主電路與PLC 的控制電路的接線, 才能實現(xiàn)PLC 對系統(tǒng)的控制。3.5 系統(tǒng)軟件源程序設(shè)計3.5.1 行程開關(guān)在該程序中，5個站的行程開關(guān)分別用數(shù)字0-4來表示，當小車在1號站時，行程開關(guān)X007得電，將數(shù)字0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0；當小車在2號站時，行程開關(guān)X010得電，將數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0。依次類推，當小車在5號站時，行程開關(guān)X013得電，將數(shù)字4傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0。它的助記符程序為：LD X007MOV K

37、0 D0 ；小車在1號站LD X010MOV K1 D0 ；小車在2號站LD X011MOV K2 D0 ；小車在3號站LD X012MOV K3 D0 ；小車在4號站LD X013MOV K4 D0 ；小車在5號站3.5.2 小車啟停輔助繼電器當按下啟動按鈕時，小車開始運動，該輔助繼電器M0得電；當按下停止按鈕時，小車停止運動，該輔助繼電器M0失電。它的助記符程序為：LD X000OR M0ANI X001OUT M0 ；小車啟停輔助繼電器3.5.3 呼叫按鈕在該程序中，5個站的呼叫按鈕分別用數(shù)字0-4來表示，而且由于5個呼叫按鈕開關(guān)SQ1SQ5具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先，所以需5個輔助繼電

38、器M1-M5。當按下1號站呼叫按鈕開關(guān)時，行程開關(guān)X002得電，數(shù)字0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時1號按鈕開關(guān)輔助繼電器得電；當按下2號站呼叫按鈕開關(guān)時，行程開關(guān)X003得電，數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時2號按鈕開關(guān)輔助繼電器得電；依次類推，當按下5號站呼叫按鈕開關(guān)時，行程開關(guān)X006得電，數(shù)字4傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時5號按鈕開關(guān)輔助繼電器得電；它的助記符程序為：LDI M2ANI M3ANI M4ANI M5ANI X007AND M0LD X002OR M1ANBMOV K0 D1 ；1號站呼叫按鈕開關(guān)OUT M1 ；1號站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDI M1ANI M3ANI M4A

39、NI M5ANI X010AND M0LD X003OR M2ANBMOV K1 D1 ；2號站呼叫按鈕開關(guān)OUT M2 ；2號站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDI M1ANI M2ANI M4ANI M5ANI X011AND M0LD X004OR M3ANBMOV K2 D1 ；3號站呼叫按鈕開關(guān)OUT M3 ；3號站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDI M1ANI M2ANI M3ANI M5ANI X012AND M0LD X005OR M4ANBMOV K3 D1 ；4號站呼叫按鈕開關(guān)OUT M4 ；4號站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDI M1ANI M2ANI M3ANI M4ANI X013AN

40、D M0LD X006OR M5ANBMOV K4 D1 ；5號站呼叫按鈕開關(guān)OUT M5 ；5號站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器3.5.4 比較按下啟動按鈕和呼叫按鈕后，開始對行程開關(guān)數(shù)據(jù)寄存器D0和呼叫按鈕數(shù)據(jù)寄存器D1中的數(shù)據(jù)進行比較。當（D0）（D1）時，即小車當前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時，M6得電，小車向左運行；當（D0）=（D1）時，即小車當前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時，M7得電，小車不動；當（D0）（D1）時，即小車當前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時，M8得電，小車向右運行。它的助記符程序為：LD M0CMP D0 D1 M63.5.5 向左運動小車當前所處停

41、靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時，小車向左運行，運行到呼叫按鈕所對應(yīng)的?？空緯r停止。它的助記符程序為：LD M6LD M1ANI X007LD M2ANI X010ORBLD M3ANI X011ORB LD M4ANI X012ORBLD M5ANI X013ORBANBOUT Y000 ；小車向左運動3.5.6 向右運動小車當前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時，小車向右運行，運行呼叫按鈕所對應(yīng)的停靠站時停止。它的助記符程序為：LD M8LD M1ANI X007LD M2ANI X010ORBLD M3ANI X011ORBLD M4ANI X012ORBLD M5ANI X013ORB

42、ANBOUT Y001 ；小車向右運動4 控制系統(tǒng)的調(diào)試4.1 編程軟件編程軟件采用三菱公司的編程軟件GX-Developer,它適用于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，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。4.2 程序的構(gòu)成將對應(yīng)程序轉(zhuǎn)換成相應(yīng)梯形圖輸入編程軟件中，如下所示：開始運行程序，PLC將運行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)，按下啟動按鈕和呼叫按鈕后，小車到達呼叫的那個站點。4.3 程序的下載、安裝和調(diào)試將各個輸入和輸出端子和實際控制中的按鈕、所需控制設(shè)備正

43、確連接，完成硬件的安裝。打開GX-Developer編程軟件，打開運料小車程序，即可在線調(diào)試,最終調(diào)試結(jié)果符合設(shè)計要求，如圖4-1所示圖4-1 程序調(diào)試總結(jié) 如何選購PLC產(chǎn)品成為系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。1系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)該確定系統(tǒng)用PLC單機控制，還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò)，由此計算機PLC輸入，輸出點數(shù)，并且在選購PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎(chǔ)上保留一定的余量。2.確定負載類型根據(jù)PLC輸入端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點數(shù)動作頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或是晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的

44、。3.存儲量與速度盡管國外各個廠家的PLC產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各個公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個公司的開發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標。一般存儲容量越大、速度越快的PLC產(chǎn)品價格就越高，但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)懂得大小合理選用PLC產(chǎn)品。4.編程器的選購 PLC編程可采用三種方式：一是：用一般的手持編程器編程，他只能用商家規(guī)定的語句表中的語言編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產(chǎn)品比較適宜，并且體積小，容易現(xiàn)場調(diào)試，造價也較低。二是：用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，翻遍直觀，一般的電氣人員短期內(nèi)就可以應(yīng)用自如，但該編程器造價

45、較高。三是：用個人計算機加PLC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式。基于電腦、筆記本的普及和PLC軟件包編程的方便性，并且易于現(xiàn)場調(diào)試。這種方式是用戶最喜歡的一種方式。因此，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開發(fā)的周期長短以及資金的情況合理選購PLC產(chǎn)品。5.盡量選用大公司的產(chǎn)品，其質(zhì)量有保障，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)也好，還有利于你的產(chǎn)品擴展與軟件升級。A:各種輸出方式之間的比較（1）.繼電器輸出：有點是不同公共點之間可帶不同的交流、直流負載，且電壓也可不同，帶負載直流可達 2A點，但繼電器輸出方式不適于高頻作用的負載，這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負載電流增加而減少，一般在十幾萬次至幾百萬次之間，有的公司可達