畢業(yè)論文自動(dòng)卸料小車PLC控制系統(tǒng)

1、甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目：自動(dòng)卸料小車plc控制系統(tǒng)系 部：電子信息工程系專 業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)班 級(jí)：機(jī)電02班學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：0704310012指導(dǎo)老師：日 期：2011年11月17日目錄畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書2開題報(bào)告3摘 要5關(guān)鍵詞8第一章 緒論91.1課題的來源及現(xiàn)實(shí)意義91.1.1 課題的來源91.2設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定91.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)91.2.2控制要求10第二章 plc概述112.1 plc的發(fā)展歷史112.2 plc的發(fā)展趨勢112.3 plc的應(yīng)用特點(diǎn)122.4 plc應(yīng)用中需要注意的特點(diǎn)132.5 plc的硬件與軟件142.5.1plc硬件的構(gòu)成

2、142.5.2 plc軟件的構(gòu)成16第三章 卸料系統(tǒng)簡介173.1自動(dòng)卸料的特點(diǎn)17(1) 卸料現(xiàn)場粉塵大, 環(huán)境惡劣;173.2自動(dòng)卸料系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)173.3 自動(dòng)卸料系統(tǒng)組成173.4卸料技術(shù)的最新進(jìn)展18第四章 自動(dòng)卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)194.1 卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)194.1.1 控制系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)194.1.2 程序的構(gòu)成、204.2運(yùn)料小車運(yùn)動(dòng)控制plc i/o地址分配204.2.1 plc框架配置204.2.2 i/o地址分配20423數(shù)字量輸出部分20424 數(shù)字量輸入部分及內(nèi)部繼電器部分21第五章 控制系統(tǒng)的硬件連線圖235.1 plc的選型235.1.1 s7-200的特征235.1.2 s

3、7- 200的主要組成部件245.1.3 軟件245.2軟件設(shè)計(jì)24521行程開關(guān)24522 小車啟停輔助繼電器26523呼叫按鈕2652.4 比較2852.5向左運(yùn)動(dòng)29526向右運(yùn)動(dòng)30第六章 元件明細(xì)表326.1 plc設(shè)備元件明細(xì)表326.2 plc程序編制32第七章 總結(jié)34致 謝35參 考 文 獻(xiàn)36畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)電子信息091班指導(dǎo)教師論文題目自動(dòng)卸料小車plc控制系統(tǒng)研究的目標(biāo)、內(nèi)容及方法任務(wù)：1、進(jìn)行plc選型2、確定i/o端口3、繪制plc控制系統(tǒng)梯形圖4、繪制小車卸料裝置的plc控制系統(tǒng)硬件接線圖5、對(duì)系統(tǒng)所需的元件進(jìn)行選擇，編制元器件明細(xì)表6、

4、編寫設(shè)計(jì)說明書要求；1、 起動(dòng)時(shí)小車在0位，按下起動(dòng)按鈕料斗打開裝料，延時(shí)10s，料斗關(guān)閉。2、 小車卸料位置有1、2、3、4、5五個(gè)位置，用五個(gè)位置開關(guān)確定，可以通過五個(gè)按鈕來選擇卸料位置，小車到達(dá)指定位置后開始卸料，延時(shí)5s后卸料完畢，同時(shí)停在該處。3、 如果其它處要卸料，所按按選擇小車位置的按鈕號(hào)與小車壓下行程開關(guān)號(hào)相等時(shí)，小車仍停車。4、 如果所按小車停車位置的按鈕號(hào)大于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，小車右行，直到兩者相等時(shí)停車開始卸料，延時(shí)5s后卸料完畢，同時(shí)停在該處。5、 如果所按小車停車位置的按鈕號(hào)小于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，小車左行，直到兩者相等時(shí)停車，延時(shí)5s后卸料完畢，同時(shí)停

5、在該處。6、系統(tǒng)要有必要的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)，同時(shí)顯示正常工作的停車位置。 分階段完成的工作1、2011年7月查閱資料，進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，完成總體方案的設(shè)計(jì)。2、2011年8月完成各功能模塊的設(shè)計(jì)，程序編寫與程序調(diào)試。3、2011年9月完成硬件的安裝與調(diào)試。4、2011年10月完成設(shè)計(jì)報(bào)告的編寫。5、2011年11月之前完成設(shè)計(jì)的改進(jìn)、完善工作。6、2011年11月進(jìn)行畢業(yè)答辯。系（部）主 任意 見開題報(bào)告一plc的概述可編程控制器（plc）是計(jì)算機(jī)家族的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的?？删幊炭刂破魇且环N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)。它采用一類可編程的儲(chǔ)存器，用于其內(nèi)部的儲(chǔ)存程序

6、，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，記數(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)械和生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)施，都按易于工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。二.plc自動(dòng)送料裝車的意義自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用于工程建筑和運(yùn)輸業(yè)。主要闡述了設(shè)計(jì)流程和重要的細(xì)節(jié)，電氣控制元件和plc型號(hào)的選擇。另外對(duì)電氣控制圖和plc梯形圖的繪制也有一定的說明。通過本課程設(shè)計(jì)對(duì)于電氣控制與可編程控制器技術(shù)知識(shí)有一個(gè)全面的貫通，對(duì)全面掌握這門課程在實(shí)際中的應(yīng)用大有裨益。plc的功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用在工業(yè)工程上，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的自動(dòng)化有著巨大的貢獻(xiàn)。三.plc自動(dòng)送料

7、裝車的要求1進(jìn)行plc選型與i/o端口確定2繪制plc控制系統(tǒng)梯形圖和plc控制系統(tǒng)硬件接線圖3對(duì)系統(tǒng)所需的元件進(jìn)行選擇，編制元器件明細(xì)表4系統(tǒng)要有必要的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)，同時(shí)顯示正常工作的停車位置四.plc設(shè)計(jì)選型的一般原則1、選擇自己熟悉的機(jī)種和機(jī)型：同樣的控制設(shè)備的設(shè)計(jì)，可以用任何同樣級(jí)別的plc來完成。如果選用你不熟悉的plc，你就必須從頭熟悉它，雖然不費(fèi)太多的事，但畢竟沒有用你熟悉的機(jī)型來的快。2、不要大材小用：什么樣的規(guī)模設(shè)計(jì)任務(wù)就選用什么樣規(guī)模的plc，避免造成太多的硬件資源的浪費(fèi)。3、具體的控制對(duì)象，具體選擇：根據(jù)不同的設(shè)計(jì)任務(wù)，來選擇plc的機(jī)型。4、選用易采購的機(jī)型：有的產(chǎn)品經(jīng)

8、銷商較少，不容易采購或進(jìn)行比較，有的產(chǎn)品經(jīng)銷商很多，容易采購和比較，你就可以選用信譽(yù)好、價(jià)格優(yōu)惠、技術(shù)上能夠給與支持的公司。5、i/o點(diǎn)數(shù)估算i/o點(diǎn)數(shù)是plc的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇i/o點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求有可使系統(tǒng)總投資最低。plc的輸入輸出點(diǎn)總數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的模擬量、開關(guān)量、輸入/輸出設(shè)備狀況（包括模擬量、開關(guān)量、輸出類型）來確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)。考慮到今后的擴(kuò)充，一般應(yīng)估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)再加上15%20%的備用量。本設(shè)計(jì)所占用的i/o點(diǎn)數(shù)計(jì)算.輸入信號(hào)：開始按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)；停止按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)；計(jì)數(shù)值加1按鈕，需一個(gè)輸入點(diǎn)；計(jì)數(shù)值減1按鈕，

9、需要一個(gè)輸入點(diǎn)。以上共需要4個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)，考慮以后對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整與擴(kuò)充留有20%的備用點(diǎn)，即用420%=1，取1個(gè)點(diǎn)，這樣共用5個(gè)輸入點(diǎn)。6、經(jīng)常了解plc產(chǎn)品的發(fā)展動(dòng)態(tài)：plc產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，你熟悉的機(jī)型也許過幾年就見不著了，所以，你最好在設(shè)計(jì)選型之前，先了解一下市場情況五.本課題研究的步驟于進(jìn)度1、2011年7月查閱資料，進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，完成總體方案的設(shè)計(jì)。2、2011年8月完成各功能模塊的設(shè)計(jì)，程序編寫與程序調(diào)試。3、2011年9月完成硬件的安裝與調(diào)試。4、2011年10月完成設(shè)計(jì)報(bào)告的編寫。5、2011年11月之前完成設(shè)計(jì)的改進(jìn)、完善工作。6、2011年11月進(jìn)行畢業(yè)答辯。摘 要可編程序

10、控制器，英文稱programmable controller，簡稱pc。但由于pc容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用plc作為可編程序控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)

11、點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是plc的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購到所需的plc后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將plc應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐設(shè)計(jì)的核心任務(wù)是：采用plc編程來實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于自動(dòng)卸料小車plc控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中設(shè)計(jì)包括四個(gè)模塊電路：主控制電路，定時(shí)器電路，顯示控制電路。經(jīng)過整體電路的組合，實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)中的功能。另外，我還對(duì)三菱公司的技術(shù)和產(chǎn)品等方面進(jìn)行了初步研究abstractplc, sai

12、d the english programmable controller, referred to as the pc. however, due to easy pc and pc (personal computer) confusion, so people still have the habit of using plc as the plcs initials. it is a microprocessor as the core digital computing device to operate the electronic system, designed for ind

13、ustrial applications and on-site design, using the programmable memory for storage in the implementation of its internal logic operations, the order of control, timing / and so arithmetic operations and counting command operations and, through digital or analog input and output interfaces to control

14、 all types of machinery or production processes. plc is the computer technology and traditional relay technology to control access to a product, which overcame the relay contacts of the mechanical control system in the complex wiring of the contact, low reliability, high-power, versatility and flexi

15、bility of the shortcomings of the poor, to make full use of the advantages of the microprocessor, and take care of the on-site operation and maintenance of electrical skills and habits, in particular, the plc programming, do not have the specialized knowledge of computer programming language, but in

16、 order to adopt a set of relay ladder based on a simple form of instruction so that the image of the user programming, intuitive, easy to learn; debugging and error are also convenient. users to purchase the necessary plc, according to the statement only hints, do a small amount of wiring and easy u

17、ser programming, flexibility can be easily used in the production of practice plc design is the core mission: to achieve plc programming based on the automatic discharge of a car plc control system the design, circuit design consists of four modules: the main control circuit, the timer circuit, cont

18、rol circuit show. through a combination of the overall circuit to achieve the above-mentioned design. in addition, i also mitsubishis technology and products in areas such as a preliminary study. these are embodied in the article關(guān)鍵詞plc，順序控制，順序功能圖，梯形圖，指令keywordsplc, the order of control, sequential f

19、unction chart, ladder, instructions.第一章 緒論1.1課題的來源及現(xiàn)實(shí)意義1.1.1 課題的來源 可編程控制器是計(jì)算機(jī)家族的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的?？删幊炭刂破魇且环N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)。它采用一類可編程的儲(chǔ)存器，用于其內(nèi)部的儲(chǔ)存程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，記數(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)械和生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)施，都按易于工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。電氣控制與可編程控制器技術(shù)（plc）在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用：自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)

20、用于工程建筑和運(yùn)輸業(yè)。主要闡述了設(shè)計(jì)流程和重要的細(xì)節(jié)，電氣控制元件和plc型號(hào)的選擇。另外對(duì)電氣控制圖和plc梯形圖的繪制也有一定的說明。通過本課程設(shè)計(jì)對(duì)于電氣控制與可編程控制器技術(shù)知識(shí)有一個(gè)全面的貫通，對(duì)全面掌握這門課程在實(shí)際中的應(yīng)用大有裨益。plc的功能強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用在工業(yè)工程上，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的自動(dòng)化有著巨大的貢獻(xiàn)。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定1.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)使用siemens公司的可編程序控制器及wincc組態(tài)軟件。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)要求：1、進(jìn)行plc選型2、確定i/o端口3、繪制plc控制系統(tǒng)梯形圖4、繪制小車卸料裝置的plc控制系統(tǒng)硬件接線圖5、對(duì)系統(tǒng)所需的元件進(jìn)行選擇，編制元器件明細(xì)

21、表6、編寫設(shè)計(jì)說明書1.2.2控制要求起動(dòng)時(shí)小車在0位，按下起動(dòng)按鈕料斗打開裝料，延時(shí)10s，料斗關(guān)閉。小車卸料位置有1、2、3、4、5五個(gè)位置，用五個(gè)位置開關(guān)確定，可以通過五個(gè)按鈕來選擇卸料位置，小車到達(dá)指定位置后開始卸料，延時(shí)5s后卸料完畢，同時(shí)停在該處。如果其它處要卸料，所按按選擇小車位置的按鈕號(hào)與小車壓下行程開關(guān)號(hào)相等時(shí)，小車仍停車。如果所按小車停車位置的按鈕號(hào)大于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，小車右行，直到兩者相等時(shí)停車開始卸料，延時(shí)5s后卸料完畢，同時(shí)停在該處如果所按小車停車位置的按鈕號(hào)小于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，小車左行，直到兩者相等時(shí)停車，延時(shí)5s后卸料完畢，同時(shí)停在該處。系統(tǒng)要

22、有必要的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)，同時(shí)顯示正常工作的停車位置。10- - 第二章 plc概述2.1 plc的發(fā)展歷史多年來，可編程控制器（以下簡稱plc）從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的plc在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越大的作用。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱pc）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為programmable lo

23、gic controller（plc），現(xiàn)在，仍常常將plc簡稱pc。plc的定義有許多種。國際電工委員會(huì)（iec）對(duì)plc的定義是：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)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。plc具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。plc在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是

24、無法取代的。2.2 plc的發(fā)展趨勢1向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高plc的處理能力，要求plc具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的plc的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。plc的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。在存儲(chǔ)容量方面，有的plc最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。2向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展當(dāng)前中小型plc比較多，為了適應(yīng)市場的多種需要，今后plc要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。現(xiàn)已有i/o點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型plc，其使用32位微處理器，多cpu并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。小型plc由整體結(jié)構(gòu)

25、向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型plc，最小配置的i/o點(diǎn)數(shù)為816點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要，如三菱公司系列plc。3plc大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程i/o模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶cpu和存儲(chǔ)器的智能i/o模塊，既擴(kuò)展了plc功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了plc應(yīng)用范圍。加強(qiáng)plc聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是plc技術(shù)進(jìn)步的潮流。plc的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是plc之間聯(lián)網(wǎng)通信，各plc生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是plc

26、與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般plc都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力，plc生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，plc已成為集散控制系統(tǒng)（dcs）不可缺少的重要組成部分。4編程語言多樣化在plc系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，plc的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)plc使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語言（basic、c語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是plc進(jìn)步的一種趨勢。2.3 plc的應(yīng)用特點(diǎn)1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備

27、的關(guān)鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用plc構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，plc帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除plc以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)plc發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，plc大多具

28、有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使plc滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上plc通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用plc組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎plc是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。2.4 plc應(yīng)用中需要注意的特點(diǎn) plc是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有

29、如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強(qiáng)，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證plc的正常運(yùn)行，要提高plc控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求plc生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下問題：1.工作環(huán)境a溫度plc要求環(huán)境溫度在055oc，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。b濕度為了保證plc的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%（無凝露）。

30、c震動(dòng)應(yīng)使plc遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為1055hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。d空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將plc安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。e電源plc對(duì)于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般plc都有直流24v輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流。電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使plc接收到錯(cuò)誤信息。2.控制

31、系統(tǒng)中干擾現(xiàn)場電磁干擾是plc控制系統(tǒng)中最常見也是最易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一，所謂治標(biāo)先治本，找出問題所在，才能提出解決問題的辦法。2.5 plc的硬件與軟件2.5.1plc硬件的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，plc分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式plc包括cpu板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式plc包括cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。cpu的構(gòu)成：cpu是plc的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套plc至少有一個(gè)cpu，它按plc的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入

32、裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和plc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。cpu主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，cpu單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析cpu的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。cpu的控制器控制cpu工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字

33、或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 cpu速度和內(nèi)存容量是plc的重要參數(shù)，它們決定著plc的工作速度，io數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。i/o模塊：plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（i/o）完成的。i/o模塊集成了plc的i/o電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入plc系統(tǒng)，輸出模塊相反。i/o分為開關(guān)量輸入（di），開關(guān)量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等模塊。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。

34、常用的i/o分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220vac、110vac、24vdc，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20ma,0-20ma）、電壓型（0-10v,0-5v,-10-10v）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用io外，還有特殊io模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按i/o點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，i/o模塊可多可少，但其最大數(shù)受cpu所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。電源模塊：plc電源用于為plc各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24v的工作電源。電源輸入類

35、型有：交流電源（220vac或110vac），直流電源（常用的為24vac）。2.5.2 plc軟件的構(gòu)成 1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件包含3個(gè)部分：a系統(tǒng)管理程序。其作用一是運(yùn)行時(shí)間管理，控制可編程控制器何時(shí)輸入，何時(shí)輸出，何時(shí)計(jì)算，何時(shí)自檢，何時(shí)通信。二是存儲(chǔ)空間管理，規(guī)定個(gè)中參數(shù)，程序的存放位置，以生成用戶環(huán)境。三是系統(tǒng)自檢程序，包括各種系統(tǒng)出錯(cuò)檢驗(yàn)，用戶程序語法檢驗(yàn)，句法檢驗(yàn)，警戒時(shí)鐘運(yùn)行。用戶指令解釋程序。用戶指令解釋程序是聯(lián)系高級(jí)語言程序和機(jī)器碼的橋梁。標(biāo)準(zhǔn)程序模塊及其調(diào)用程序。這是許多獨(dú)立的程序塊，各程序塊具有不同的功能。b.用戶程序用戶程序即是應(yīng)用程序，使plc的使用者針對(duì)具體控制要求

36、編制的程序。根據(jù)不同的控制要求編制不同的程序，這相當(dāng)于改變plc的用途，相當(dāng)于繼電器控制設(shè)備的硬接線線路，也正是所謂“可編程”一詞的基本含義。- 16 - 第三章 卸料系統(tǒng)簡介全自動(dòng)卸料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用已屢見不鮮，如：冶金，有色金屬，化工，建材，食品等行業(yè)。它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè)，其運(yùn)行的過程控制直接影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)速度，它是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟(jì)效益的先決條件。雖然行業(yè)各自不同的工藝特點(diǎn)對(duì)卸料控制要求也不同，但其高可靠性，先進(jìn)性，開方性，免維護(hù)性，可擴(kuò)展性是工廠自動(dòng)化fa所追求的一致目標(biāo)。3.1自動(dòng)卸料的特點(diǎn) (1) 卸料現(xiàn)場粉塵大, 環(huán)境惡劣;(2) 卸料速度和

37、精度要求高;(3) 卸料方式可能經(jīng)常變換、調(diào)整;(4) 卸料可能受環(huán)境溫度、濕度影響。（5）卸料用時(shí)短，且安全方便。3.2自動(dòng)卸料系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)操作界面簡潔、方便、美觀、穩(wěn)定性好、容錯(cuò)能力強(qiáng)、配料精度高、產(chǎn)量高，簡單易學(xué)，即使沒有學(xué)過電腦的人員，只要按照操作說明書來操作，很快就會(huì)上手。設(shè)備有故障，卸料系統(tǒng)自鎖或提示操作員操作員按下暫停鍵，并聲光報(bào)警提示操作員，提高卸料效率，節(jié)約成本，提高企業(yè)產(chǎn)值，有效提高競爭力。3.3 自動(dòng)卸料系統(tǒng)組成自動(dòng)卸料系統(tǒng)是對(duì)粉?；蛞后w物料進(jìn)行輸送和生產(chǎn)這一工業(yè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理的自動(dòng)化系統(tǒng),已廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、醫(yī)藥、糧食及飼料等行業(yè)。一般的工業(yè)自動(dòng)卸料系統(tǒng)由

38、以下幾部分組成。(1) 給料部分:給料部分是從料倉(或儲(chǔ)罐) 向小車加料的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。根據(jù)物料的不同特性,可以選用不同的給料設(shè)備,如電磁振動(dòng)給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、單(雙) 速電磁閥等。(2) 裝料部分: 裝料部分由傳感器、標(biāo)準(zhǔn)連接件組成。(3 卸料統(tǒng)由可編程控制器及其它控制器件等組成。3.4卸料技術(shù)的最新進(jìn)展目前,自動(dòng)卸料統(tǒng)的流程控制幾乎全部由可編程控制器(plc) 來實(shí)現(xiàn), 上位計(jì)算機(jī)主要用于方便、屏幕人機(jī)對(duì)話等工作。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展, 卸料系統(tǒng)中的裝卸料閥發(fā)展為智能化的工業(yè)控制終端以及專門的裝卸料控制器。卸料控制器是用來控制一種或多種物料的輸送的微電腦系統(tǒng), 可以完全或部分取代可編程控制

39、器, 實(shí)現(xiàn)卸料的自動(dòng)化。近年來, 隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的推廣, 將傳統(tǒng)的卸料控制系統(tǒng)改進(jìn)為基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)成為科技進(jìn)步的必然趨勢。目前,基于現(xiàn)場總線的卸料控制系統(tǒng)正在迅速推廣。 33第四章 自動(dòng)卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括控制系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)、程序的構(gòu)成、生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)方式選擇、配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。4.1.1 控制系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)如圖4-1所示圖4-1 運(yùn)料小車控制系統(tǒng)圖4.1.2 程序的構(gòu)成、開始運(yùn)行程序，plc將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)，按下啟動(dòng)按鈕和呼叫按鈕后，小車到達(dá)呼叫的那個(gè)站點(diǎn)。4.2運(yùn)料小車運(yùn)動(dòng)控制plc i/o地址分配4.2.1 plc框架配

40、置運(yùn)料小車控制采用三菱的fx2n系列整體式plc，它控制著整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地運(yùn)行。 4.2.2 i/o地址分配由于cpu模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入/輸出模塊。采用i/o分配采用自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是x000x015，輸入端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是y000y011。423數(shù)字量輸出部分這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī)一個(gè)。但是電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有2個(gè)。具體的輸出分配如表4-1 所示：表4-1 輸出地址分配輸出地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備y000電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器km1y001電

41、機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器km2424 數(shù)字量輸入部分及內(nèi)部繼電器部分這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、5個(gè)呼叫按鈕開關(guān)、5個(gè)行程開關(guān)共12輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表5-2 所示：內(nèi)部繼電器地址分配如表4-2所示：表4-2 輸入地址分配 輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備x000啟動(dòng)按鈕開關(guān)sb1x001停止按鈕開關(guān)sb2x0021號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)hj1x0032號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)hj2x0043號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)hj3x0054號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)hj4x0065號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)hj5x0071號(hào)站行程開關(guān)ls1x0102號(hào)站行程開關(guān)ls2x0113號(hào)站行程開關(guān)ls3x0124號(hào)站行程開關(guān)ls4x0135號(hào)站行

42、程開關(guān)ls5表4-3 內(nèi)部繼電器地地址分配 內(nèi)部繼電器地址功能說明m0小車運(yùn)行停止m11號(hào)站呼叫m22號(hào)站呼叫m33號(hào)站呼叫m44號(hào)站呼叫m55號(hào)站呼叫m6小車所在站編號(hào) 呼叫編號(hào)m7小車所在站編號(hào) = 呼叫編號(hào)m8小車所在站編號(hào) （d1）時(shí)，即小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，m6得電，小車向左運(yùn)行；當(dāng)（d0）=（d1）時(shí)，即小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時(shí)，m7得電，小車停止不動(dòng)；當(dāng)（d0）（d1）時(shí)，即小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，m8得電，小車向右運(yùn)行。它所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖5-5所示：圖5-5 比較梯形圖所對(duì)應(yīng)的助記符程序?yàn)椋簂d m0cmp d

43、0 d1 m652.5向左運(yùn)動(dòng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車向左運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的停靠站時(shí)停止。它所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖6-6所示：圖5-6 向左運(yùn)動(dòng)梯形圖所對(duì)應(yīng)的助記符程序?yàn)椋簂d m6ld m1ani x007ld m2ani x010orbld m3ani x011orbld m4ani x012orbld m5ani x013orbanbout y000526向右運(yùn)動(dòng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止。它所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖6-7所示：圖5-7 向右運(yùn)動(dòng)梯形圖所對(duì)應(yīng)的助記符程序?yàn)椋簂d m8ld m1a

44、ni x007ld m2ani x010orbld m3ani x011orbld m4ani x012orbld m5ani x013orbanbout y001第六章 元件明細(xì)表6.1 plc設(shè)備元件明細(xì)表如下表6-1所示：表6-1 元件明細(xì)表序號(hào)標(biāo)號(hào)名稱數(shù)量1sb1啟動(dòng)按鈕開關(guān)12sb2停止按鈕開關(guān)13hj1hj5呼叫按鈕開關(guān)54ls1ls5行 程 開 關(guān)55km1電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器16km2電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器16.2 plc程序編制 各種物料的采集只需在plc模塊中對(duì)各物理量進(jìn)行組態(tài)，按照硬件定義各量的通道，根據(jù)各量的實(shí)際情況定義信號(hào)高低位、電流高低位參數(shù)即可。plc i/o點(diǎn)配置表功能名稱 動(dòng)作器件 i / o地址 啟動(dòng)按鈕sb1i0.0停止按鈕sb2i0.1行程開關(guān)sq1i0.2行程開關(guān)sq2i0.3行程開關(guān)sq3i0.4行程開關(guān)sq4i0.5行程開關(guān)sq5i0.6電機(jī)過載保護(hù) fr1i0.7呼叫按鈕x001q0.0呼叫按鈕x002q0.0呼叫按鈕x003q0.1呼叫按鈕x004q0.2