畢業(yè)論文關(guān)于日本三菱fx2n型可編程序控制器(plc)的設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書專專 業(yè)：業(yè)： 班班 級：級： 姓姓 名：名： 學(xué)學(xué) 號：號： 課課 題：題： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 年年 月月 日日目目 錄錄摘要摘要-1前言前言-3第一章第一章 方案的選擇方案的選擇-61.1 設(shè)計(jì)方案-61.2 設(shè)計(jì)方案的比較和選擇-6 方案一- 6 方案二- 61.3 總體方案的確立-7第二章第二章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)- 82.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟-82.2 PLC 控制系統(tǒng)的類型-82.3 鑄造機(jī)的工藝流程-10開機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)-10系統(tǒng)運(yùn)行操作-102.3.3 系統(tǒng)保護(hù)及報(bào)警-11操作注意事項(xiàng)-11第三章硬件和軟件設(shè)計(jì)第三章硬件和軟件設(shè)計(jì)-12硬件

2、設(shè)計(jì)-123.23.2 FX2N 的概述-123.33.3 CPU 的選型-123.43.4 部分指令介紹-133.53.5 I/O 的配置-133.63.6 軟件設(shè)計(jì)-14主程序設(shè)計(jì)-14 手動(dòng)設(shè)計(jì)-14順控設(shè)計(jì)-153.6.43.6.4 全自動(dòng)設(shè)計(jì)-15第四章系統(tǒng)調(diào)試第四章系統(tǒng)調(diào)試-17文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述-18總結(jié)總結(jié)-22致謝致謝-23參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)-24附錄附錄 1 系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖附錄附錄 2 程序及注釋程序及注釋摘摘 要要本課題介紹是鑄造機(jī)的 PLC 電控系統(tǒng)，是我校湯仕龍老師為重慶中冶邁克機(jī)電設(shè)計(jì)的，電氣采用日本三菱 FX2NFX2N 型可編程序控制器(PLC)進(jìn)行控制設(shè)計(jì),

3、其目的是提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和自動(dòng)化程度,減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和電氣維修工人的工作量及維護(hù)時(shí)間，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。本文內(nèi)容包括了：系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)選擇，硬件和軟件的設(shè)計(jì),CPU 的選型及系統(tǒng)的調(diào)試等。關(guān)鍵詞：鑄造機(jī) 三菱 FX2N PLC SummaryThe text t introduce the electyicity cortrol PLC system of the Found Machines Its our teacher Tang made for Chongqing zhongye maike company.Its a Especial equipment

4、 .The programme introduce FX2N PLC catena. FX2N made of MITSUBISHI company of Japan. In order to improve the proprety run credibility and robotization plane . Ease the workers work intensity 、workload and maintenance .The mostly is improve quality and work productivity .The text content include proj

5、ect design 、hardware design 、 sofeware design and CPU choice along with the propriety debug and so on.Keyword : Found machine MITSUBISHI PLC 前前 言言本次設(shè)計(jì)是采用日本三菱 FX2NFX2N 型可編程序控制器(PLC)進(jìn)行設(shè)計(jì)的,其目的在于提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和自動(dòng)化程度,減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和電氣維修工人的工作量及維護(hù)時(shí)間，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。本論文共分了四章，第一章介紹系統(tǒng)方案的選擇及方案的確定。第二章介紹的是設(shè)計(jì)的步驟、鑄造機(jī)的工

6、藝流程和操作的注意事項(xiàng)。第三章介紹的是硬件和軟件的設(shè)計(jì) I/O 的配置和 CPU 的選型等。第四章介紹的是系統(tǒng)的調(diào)試。在設(shè)計(jì)的過程中，我參考了很多關(guān)于設(shè)計(jì)中遇到問題的書籍，還有任老師和我同組的蔡大偉同學(xué)給我提出了寶貴的意見，在此對他們表示謝意。由于編者水平有限，書中錯(cuò)誤和缺點(diǎn)是難免的，殷切希望老師和同學(xué)多多指正。 二零零四年六月二零零四年六月第一章第一章 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案方案的選擇在一個(gè)設(shè)計(jì)中是很重要的，因?yàn)樽詈笏x擇的方案始終貫穿在所設(shè)計(jì)的整個(gè)系統(tǒng)中。在方案的選擇時(shí)，考慮它對整個(gè)系統(tǒng)有沒有影響和干擾，對整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是不是會增加難度，對以后的工作崗有沒有幫助。只有全局觀，才能最終選擇出最佳設(shè)

7、計(jì)方案。種類繁多的大、中、小型 PLC，小到作為少量繼電器控制裝置的代替物，大到作為分布控制系統(tǒng)中的上位機(jī)，幾乎可以滿足各種工業(yè)控制的需要。另外，新的 PLC 產(chǎn)品還在不斷的涌現(xiàn)。所有這些，一方面給設(shè)計(jì)者選用 PLC 提供了很大的選擇范圍，另方面也給設(shè)計(jì)者選用 PLC 帶來了難處，究竟選用哪一種 PLC 最適合自己的需要呢？如日本的三菱 PLC、日本歐姆龍 OMRON PLC 、西門子 PLC 等。選用的 PLC 必須滿足被控對象的控制要求；選用的 PLC 不僅要著眼于現(xiàn)在，還要適當(dāng)?shù)乜紤]到將來發(fā)展的需求；在滿足上述二個(gè)前提的情況下，力求使該系統(tǒng)具有較好的性能價(jià)格比。方案一：方案一：采用日本三

8、菱公司的 PLC，其滿足鑄機(jī)控制系統(tǒng)中輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和要實(shí)現(xiàn)的基本功能。是一款性價(jià)比較高的 PLC，其功能也是十分強(qiáng)大的，可以同多種上位機(jī)進(jìn)行通信。其特點(diǎn)：其特點(diǎn)：FX2N 系列是由電源、CPU、存儲器和輸入輸出器件組成的單元型可編程控制器。而且，AC 電源、DC 輸入型的內(nèi)裝 DC24V 電源作為傳感器的輔助電源；FX2N 系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于 FX 系列中最高檔次的超小形程序裝置。其中三菱 FX2N 有三種編程語言，有作為程序基礎(chǔ)的指令表達(dá)方式，有在圖形圖象上進(jìn)行階梯信號作圖的梯形圖方式，還有依據(jù)機(jī)械動(dòng)作的流程進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的 SFC 方式。采用輸入刷新指令，可在

9、順序掃描過程中得到最新信號，并立即輸出運(yùn)算結(jié)果。供短時(shí)脈沖接受與優(yōu)先處理用的 3 種中斷功能。在停止過程中也保持運(yùn)行過程中的狀態(tài)?？梢詫幊唐髦械某绦蚣幼⑨?。PC 使用 A7PHP/A7HGP、A6GPP/A6PHP 相對應(yīng)的編程軟件，可以在 RUN 時(shí)改變程序?？傊?FX2N 是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng) FX 系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出 1625 點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的 PLC。 方案二方案二采用日本的 OMRON,其同樣的能滿足鑄造機(jī)的控制系統(tǒng)中的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)和要實(shí)現(xiàn)的

10、基本功能.也可以與多種上位機(jī)進(jìn)行通信.OMRON 是個(gè)性價(jià)比的 PLC 系統(tǒng)它的底板上安裝了一個(gè)電源和 CPU，編程簡單易學(xué)。OMRON 是電源、CPU、存儲器和輸入輸出器件組成的單元可編程控制器。OMRON 的 PC 有三種操作方式：PROGRAN、MONITOR 和 RUN。在給 PC 編程時(shí)必須使 PC 處于 PROGRAM 方式。無論是三菱 PLC 還是歐姆龍 PLC 都完全符合系統(tǒng)的要求， 針對我們只學(xué)習(xí)過三菱 PLC的現(xiàn)狀，還有在以后的工作中的需要,所以本次設(shè)計(jì)將采用三菱公司的 FX2N 系列進(jìn)行課題設(shè)計(jì)。第二章第二章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步

11、驟 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖 2-1 所示。（1）根據(jù)被控對象的控制要求，確定整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量，從而確定PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)，包括開關(guān)量 I/O、模擬量 I/O 以及特殊功能模塊等。（2）充分估計(jì)被控對象和工廠今后發(fā)展的要求，所選的 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)應(yīng)留有一定的余量。另外，在性能價(jià)格比變化不大的情況下，盡可能選用同類型中功能強(qiáng)的新一代PLC。例如：對三菱公司的小型 PLC 來說，一般應(yīng)選用 FX 系列 PLC，而不再選用 F 系列PLC。（3）確定選用的 PLC 機(jī)型。（4）建立 I/O 分配表，繪制 PLC 控制系統(tǒng)的流程圖。（5）根據(jù)控制要求繪制用戶程序的流程圖。（

12、6）編制用戶程序，并借助編程器將用戶程序裝入 PLC 的用戶程序存儲器。（7）在實(shí)驗(yàn)市模擬調(diào)試用戶程序。（8）完成第 7 步的工作后，進(jìn)入現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試用戶程序。（9）整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試工作結(jié)束后，編制技術(shù)文件。（10）交付使用。 PLC 控制系統(tǒng)的類型控制系統(tǒng)的類型一般來說，PLC 控制系統(tǒng)可以分成下列三種類型：1由 PLC 構(gòu)成的單機(jī)控制系統(tǒng) 這種系統(tǒng)的被控對象通常是單一的機(jī)器或生產(chǎn)流水線，例如：注塑機(jī)、機(jī)床、簡易生產(chǎn)流水線等，其控制器則由單臺 PLC 構(gòu)成，如圖 2-2 所示。雖然這類系統(tǒng)一般不需要與其它控制器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，但是，設(shè)計(jì)者還是應(yīng)考慮將來是否有通信聯(lián)網(wǎng)的需要，如果有的話，則應(yīng)選

13、擇具有通信功能的 PLC。2 由 PLC 構(gòu)成的集中控制系統(tǒng) 這種系統(tǒng)的被控對象通常由數(shù)臺機(jī)器或數(shù)條流水線構(gòu)成，該系統(tǒng)的控制器則由單臺PLC 構(gòu)成，如圖 2-3 所示。每個(gè)被控對象與 PLC 的指定 I/O 相連接。由于采用一臺 PLC控制，因此，各被控對象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)的交換不需要另設(shè)專門的通信線路。但是這種系統(tǒng)也有一個(gè)缺點(diǎn)，即一旦 PLC 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)立即停止工作。因此，對大型的集中控制系統(tǒng)，可以采用冗余系統(tǒng)克服上述缺點(diǎn)。 3由 PLC 構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)這類系統(tǒng)的被控對象比較多，他們分布在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)，相互之間的距離較遠(yuǎn)，而且，各被控對象之間要求經(jīng)常地交換數(shù)據(jù)和信息。這種系

14、統(tǒng)的控制器采用若干個(gè)相互之間具有通信聯(lián)網(wǎng)功能的 PLC 構(gòu)成，系統(tǒng)的上級機(jī)可以采用 PLC，也可以采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。如圖 2-4 所示。 可編程控制器被控對象 1被控對象 2被控對象 3圖圖 2-.2 單機(jī)控制系統(tǒng)單機(jī)控制系統(tǒng) 圖圖 2-3 集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng) 圖圖 2-4 公布式控制系統(tǒng)公布式控制系統(tǒng) 可編程控制器被控對象上 級 機(jī)被控對象 nP L C nP L C 2被控對象 2被控對象 1P L C 1被控對象分布控制要求，確定 I/O 點(diǎn)數(shù)確定 PLC 機(jī)型建 I/O 分配表，繪制 PLC 與外設(shè)接線圖繪制流程圖編制用戶程序程序裝入存貯器模擬調(diào)試滿足要求嗎設(shè)計(jì)控制柜現(xiàn)場接線聯(lián)

15、機(jī)調(diào)試滿足要求嗎滿足要求嗎編制技術(shù)文件交付使用修改修改圖圖 2.12.1 PLCPLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟2.32.3 鑄造機(jī)工藝流程鑄造機(jī)工藝流程（流程圖如圖 2-5 所示）開機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)開機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)(1)合上 PLC 控制柜內(nèi)的所有空氣開關(guān)（空氣開關(guān)可以免除由電線頻繁短路而經(jīng)常更換保險(xiǎn)絲的麻煩，空氣開關(guān)通過機(jī)械脫扣裝置對電接點(diǎn)作通、斷切換。空氣開關(guān)只能作二級輔助保險(xiǎn)，起保護(hù)作用） ，接通 PLC 電源及直流 24V 供電電源。(2)將手動(dòng)順控轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)位置，按下油泵啟停按鈕，電機(jī)在卸荷狀態(tài)下啟動(dòng)（再次按下油泵啟停按鈕，油泵電機(jī)停止運(yùn)行） ，其控制由

16、計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，此時(shí)才可進(jìn)行鑄造機(jī)運(yùn)行操作。系統(tǒng)運(yùn)行操作系統(tǒng)運(yùn)行操作該系統(tǒng)操作為手動(dòng)與順控兩種方式。手動(dòng)方式手動(dòng)方式將手動(dòng)順控轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)位置，啟動(dòng)油泵電機(jī)，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟停按鈕，運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)，可根據(jù)鑄造機(jī)運(yùn)行要求操作相應(yīng)的控制按鈕即可；運(yùn)行中可反復(fù)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟停按鈕，來停止運(yùn)行和返回原運(yùn)行狀態(tài)。順控方式順控方式 進(jìn)行順控操作之前，必須用手動(dòng)方式將鑄造機(jī)的合模缸退回到尾部位置，再將手動(dòng)順控轉(zhuǎn)換開關(guān)置于順控位置，按下步進(jìn)按鈕，系統(tǒng)將從合模缸進(jìn) 1 開始按序動(dòng)作，每一動(dòng)作完成則自動(dòng)停止，再次按下步進(jìn)按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入下一工序，以后重復(fù)上述過程，直到回到原始位置為止；運(yùn)行中可反復(fù)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟停按鈕，

17、來停止運(yùn)行和返回原運(yùn)行狀態(tài)。 將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于順控位置通電油泵電機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟停開關(guān)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)位置手動(dòng)運(yùn)行出模脫模缸脫模合模缸第二次退鋁水定型旋轉(zhuǎn)缸前傾旋轉(zhuǎn)缸前傾倒入水合模缸第二次進(jìn)放入模具合模缸第一次退合模缸第一次進(jìn)合模缸必在尾部順控運(yùn)行第一步順控運(yùn)行第二步順控運(yùn)行第三步順控運(yùn)行第四步將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于全自動(dòng)位置脫模缸脫模合模缸自動(dòng)第二次退當(dāng)定時(shí)間到鋁水定型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)缸前傾旋轉(zhuǎn)缸自動(dòng)前傾倒入鋁水合模缸自動(dòng)第二次進(jìn)放入模具合模缸自動(dòng)第一次進(jìn)合模缸自動(dòng)第一次退圖圖 2-52-5 鑄造機(jī)工藝流程圖鑄造機(jī)工藝流程圖全自動(dòng)方式全自動(dòng)方式進(jìn)行全自動(dòng)操作的時(shí)候，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟停按鈕，運(yùn)行指示燈亮后，按鑄造機(jī)

18、工藝流程的全自動(dòng)操作即可，運(yùn)行中可反復(fù)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行啟停按鈕，來停止運(yùn)行和返回原運(yùn)行狀態(tài)。 系統(tǒng)保護(hù)及報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)及報(bào)警 本系統(tǒng)有以下保護(hù)。(1)(1)系統(tǒng)設(shè)有短路保護(hù)。(2)(2)油泵電機(jī)設(shè)有過載保護(hù)（在主電路柜內(nèi)）, 系統(tǒng)設(shè)有回油濾油器堵指示信號,并設(shè)有相應(yīng)的聲音報(bào)警，按下報(bào)警解除按鈕即可解除報(bào)警聲。(3)(3)系統(tǒng)設(shè)有完善的互鎖保護(hù)。輸入輸出點(diǎn)分布表輸入輸出點(diǎn)分布表輸入點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)輸出點(diǎn)X0 脫模缸進(jìn)X10 退 2X21 前傾到位Y0 脫模缸進(jìn)Y16 濾油器堵X1 脫模缸退 2X11 退 1Y1 脫模缸退Y25 系統(tǒng)失壓報(bào)警X2 合模缸進(jìn) 1X12 油泵啟停X23 脫模缸進(jìn)到位Y2 合

19、模缸進(jìn)Y26 濾油器堵電笛X3 合模缸退X13 過載X24 脫模缸退到位Y3 合模缸退Y27 保壓X4 后傾X14 壓力上限X25 系統(tǒng)失壓Y4 后傾X5 前傾X15 濾油器堵X27 保壓Y5 前傾X6 手動(dòng)/順控X17 報(bào)警解除Y6 卸荷閥X7 步進(jìn)開關(guān)X20 后傾到位Y11 濾油器堵操作注意事項(xiàng)操作注意事項(xiàng)(1)(1)本系統(tǒng)的輸入信號由控制按鈕和各檢測裝置發(fā)出，嚴(yán)禁將交流 220V 電源接入控制按鈕和檢測裝置輸入觸點(diǎn)，否則將損壞 PLC 計(jì)算機(jī)。(2)(2)電氣柜及外部接線不許改動(dòng)。第三章第三章 硬件和軟件的設(shè)計(jì)硬件和軟件的設(shè)計(jì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始的時(shí)候,任老師和湯老師帶我們?nèi)⒂^了現(xiàn)場機(jī)械的工

20、作流程,通過現(xiàn)場的參觀我繪制了輸入電路和輸出電路（圖紙?jiān)斠姼戒洠?。三菱 FX2N 系列 PLC 擁有無以匹及的速度，高級的功能邏輯選件以及定位控制系統(tǒng)配置即固定又靈活； 編程簡單； 備有可自由選擇，豐富的品種； 令人放心的高性能； 高速運(yùn)算； 使用于多種特殊用途； 外部機(jī)器通訊簡單化； 共同的外部設(shè)備等特點(diǎn)；FX2N是從 16 路到 256 路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案；FX2N 系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于 FX 系列中最高檔次的超小形程序裝置。三菱 FX2N 是由電源、CPU、存儲器和輸入輸出器件組成的單元型可編程控制器。而且，AC 電源、DC 輸入型的內(nèi)裝 DC

21、24V 電源作為傳感器的輔助電源.三菱 FX2N 有三種編程語言，有作為程序基礎(chǔ)的指令表達(dá)方式，有在圖形圖象上進(jìn)行階梯信號作圖的梯形圖方式，還有依據(jù)機(jī)械動(dòng)作的流程進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的 SFC 方式。在此次課程設(shè)計(jì)中采用的是梯形圖方式。三菱 FX2N 除輸入出 16-25 點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的 PLC。在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行 16-256 點(diǎn)的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128 點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小 8 點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。三菱 FX2N 可根據(jù)電源及輸出形式，

22、自由選擇。程序容量：內(nèi)置 800 步 RAM（可輸入注釋）可使用存儲盒，最大可擴(kuò)充至 16K 步。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等。便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16 位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7 段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。采果用輸入刷新指令，可在順序掃描過程中得到最新信號，并立即輸出運(yùn)算結(jié).三菱 FX2N 供短時(shí)脈沖接受與優(yōu)先處理用的 3 種中斷功能。三菱 FX2N 在停止過程中也保持運(yùn)行過程中的狀態(tài)三菱 FX2N 可以對編程器中的程序加注釋。3.33.3 CPU

23、CPU 的選型的選型在選擇 CPU 型號的時(shí)候，往往需要綜合考慮 CPU 的基本性能、速度、存儲容量等因素。（1 1）CPUCPU 的基本性能的基本性能 CPU 的基本性能要與控制任務(wù)相適應(yīng)，具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面：最大允許配置的 I/O 點(diǎn)數(shù)：這個(gè)性能與 CPU 的尋址能力有關(guān)，不同型號的 CPU 允許配置的 I/O 上限是不一樣的。復(fù)雜控制功能和先進(jìn)控制功能：一般來說，小型 PLC 在這一方面是比較薄弱的。（2 2）響應(yīng)速度）響應(yīng)速度 響應(yīng)速度應(yīng)滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，通常影響響應(yīng)速度的因素主要包括：PLC 固有的 I/O 響應(yīng)滯后、CPU 本身的指令處理速度以及應(yīng)用程序的長短。因此，提高響應(yīng)速

24、度的途徑響應(yīng)的也有三種：采用高速響應(yīng)模塊、選擇處理速度快的 CPU、優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)以縮短掃描周期。事實(shí)上。絕大多數(shù) PLC 都能夠滿足一般的工業(yè)控制要求，只有少數(shù)需要有快響應(yīng)要求的系統(tǒng)，需要仔細(xì)考慮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。（3 3）存儲器容量）存儲器容量 存儲器主要是用來保存應(yīng)用程序以及系統(tǒng)運(yùn)行所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，而應(yīng)用程序的大小是與系統(tǒng)模塊、控制要求、實(shí)現(xiàn)方法及編程水平等許多因素有關(guān)，其中 I/O 點(diǎn)數(shù)在很大程度上可以反映 PLC 系統(tǒng)對存儲器的要求。因此在工程實(shí)踐中，存儲器容量一般是通過 I/O 點(diǎn)數(shù)粗略估算的。根據(jù)統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè) I/O 借口及有關(guān)功能占用的內(nèi)存可以大致估算如下： 開關(guān)量輸入 總字節(jié)

25、數(shù)=總點(diǎn)數(shù)*10； 開關(guān)量輸出 總字節(jié)數(shù)=總點(diǎn)數(shù)*8； 模擬量輸入/輸出 總字節(jié)數(shù)=通道數(shù)*100； 定時(shí)器/記數(shù)器 總字節(jié)數(shù)=定時(shí)器/記數(shù)器*2；通信接口 總字節(jié)數(shù)=接口數(shù)量*300。 3.43.4 部分指令介紹部分指令介紹 調(diào)用指令調(diào)用指令Call（Subroutine Call）是子程序調(diào)用指令，SRET(Sub-routine Return)是子程序返回指令，常數(shù) n 為子程序調(diào)用指令的指針，其選擇范圍為 P0P62。操作碼 CALL 之后加“P”表示當(dāng)其控制線路由“段開”到“閉合”時(shí)才執(zhí)行子程序調(diào)用指令。SRET 指令不需要控制線路，直接與左電力軌相聯(lián)。CALL 指令的編程代碼為“F

26、NC 01”，SRET 指令的編程代碼為“FNC 02”。3.53.5 I/OI/O 的配置的配置I/O 配置主要是根據(jù)控制要求選擇合適的 I/O 模塊，并把輸入點(diǎn)（輸入通道）與輸入信號、輸出點(diǎn)（輸出通道）與輸出控制信號一一對應(yīng)編號，并對系統(tǒng)安裝署名書說接線圖的形式描述出來。I/O 的數(shù)量、信號類型以及輸出信號的驅(qū)動(dòng)能力是 I/O 配置的關(guān)鍵。電源模塊和其它附屬硬件的選擇電源模塊和其它附屬硬件的選擇根據(jù)系統(tǒng)中各模塊所消耗的電源總量及其實(shí)際的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后還需要為 PLC 系統(tǒng)配置一個(gè)或多個(gè)電源模塊。一般來說，電源模塊提供的電流至少需要有 30%的余量。此外通信電纜、通信連接器、信號連接器等一些

27、附屬硬件的配備也是硬件設(shè)計(jì)的內(nèi)容。電氣元件明細(xì)表電氣元件明細(xì)表產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱鑄造機(jī)電控系統(tǒng)鑄造機(jī)電控系統(tǒng)序號序號元件名稱元件名稱元件代號元件代號型號規(guī)格型號規(guī)格單單位位數(shù)數(shù)量量廠廠 家家1隔離斷路器QF1C65N-25A 3 極個(gè)1施耐德2隔離斷路器QF2、QF5C65N-6A 單極個(gè)2施耐德3隔離斷路器QF3C65N-10A 雙極個(gè)1施耐德4隔離斷路器QF4C65N-10 雙極個(gè)1施耐德5電笛MS-190個(gè)1AC220V6可編程序控制器PLCCPM1A-40 CDR-A-V1臺1三菱 FX2N7繼電器（帶座）KA0KA17MK2P-1套9OMNON 公司8控制按鈕SB1SB9XB2-EA1

28、31 套109 綠 1 紅，施耐德9轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1XB2-BD2C ZB2BZ101C個(gè)個(gè)11施耐德信號燈HL0HL15XB7-EV6 DC24個(gè)43 紅 施耐德10接觸器KMLC1-D1810臺1施耐德11直流電源DC1S-2000-24 CDR 臺1臺灣明緯12接線端子SAK2.5/EN節(jié)80魏德米勒13配線槽PXC1-50/50米魏德米勒14熱繼電器FRLR2-D1316C個(gè)1（9-13）A 施耐德采用 GPP 編寫的，開始編程時(shí)我把系統(tǒng)分為三個(gè)部分來編寫，然后在將各個(gè)程序進(jìn)行合并，重要是為了方便讀寫程序并且在程序出錯(cuò)的時(shí)候可以便于檢查。三個(gè)部分分別是：第一部分手動(dòng)程序；第二部分半自動(dòng)程

29、序；第三部分自動(dòng)程序。由于該系統(tǒng)為一臺被控對象，因此采用單機(jī)控制系統(tǒng)。該鑄造機(jī)主要包括合模缸、旋轉(zhuǎn)缸、脫模缸、液壓站四個(gè)部分。三個(gè)液壓缸采用一臺油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過液壓站向三個(gè)液壓缸輸出液壓，使鑄造機(jī)的合模缸前進(jìn)、后退旋轉(zhuǎn)缸前傾、后傾脫模缸脫模。根據(jù)現(xiàn)場的要求，在操作人員的操縱下，鑄造機(jī)的相應(yīng)機(jī)構(gòu)投入運(yùn)行。下面以手動(dòng)和順控對它的運(yùn)行進(jìn)行分析和程序設(shè)計(jì)。3.3.主程序設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)主程序主要包括（1 1）油泵電機(jī)啟動(dòng)及系統(tǒng)短路保護(hù)程序。（2 2）油泵電機(jī)設(shè)有過載保護(hù)程序、回油濾油器程還有系統(tǒng)失壓報(bào)警程序。當(dāng)發(fā)生上述故障系統(tǒng)指示信號,并設(shè)有相應(yīng)的聲音報(bào)警，按下報(bào)警解除按鈕即可解除報(bào)警聲。（3 3）系

30、統(tǒng)設(shè)有完善的互鎖保護(hù)。程序及注釋見附錄。3.3.手動(dòng)設(shè)計(jì)手動(dòng)設(shè)計(jì)開始操作時(shí)，啟動(dòng)鑄造機(jī)工作，先按下合模缸進(jìn)的按鈕，這時(shí)油泵電機(jī)開始向合模缸注入液壓油，然后合模缸開始前進(jìn)，當(dāng)合模缸前進(jìn)到合模缸壓力上限時(shí)（由液壓站壓力來檢測儀表側(cè)得）合模缸停止運(yùn)行同時(shí)卸荷閥打開液壓油流入油泵電機(jī)。這是合模缸第一次進(jìn)到壓力上限，這時(shí)的壓力上限試模狀態(tài)，還不能放入模具。按動(dòng)合模缸退按鈕，油泵電機(jī)向合模缸注入液壓油合模缸開始后退，合模缸不能退到鑄造機(jī)尾部而是退到比尾部更靠前的位置（限位開關(guān)限位開關(guān) 1 1 的位置） 。其目的在于試模狀態(tài)后鑄造機(jī)可以以較短的距離完成第二次合模。這樣可以節(jié)省時(shí)間提高工作效率。第二次合模完成

31、以后，為了保證工藝和在旋轉(zhuǎn)缸翻轉(zhuǎn)時(shí)的安全合模缸進(jìn)入保壓階段。按照工藝流程按動(dòng)旋轉(zhuǎn)缸后傾按鈕，油泵電機(jī)向旋轉(zhuǎn)缸注入液壓油旋轉(zhuǎn)缸開始后傾。當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸后傾到后傾到位限位開關(guān)時(shí)，旋轉(zhuǎn)缸停止工作同時(shí)卸荷閥打開液壓油流會油泵電機(jī)。這時(shí)由另外一名操作人員將融化的鋁水倒入以放入模具的機(jī)件中。由溫度檢測元件檢測機(jī)件中的鋁是否冷卻如果已冷卻自動(dòng)提示進(jìn)行下一步的操作。工件冷卻以后操作人員按動(dòng)旋轉(zhuǎn)缸前傾按鈕，油泵電機(jī)向旋轉(zhuǎn)缸注入液壓油旋轉(zhuǎn)缸前傾。當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸前傾到前傾到位限位開關(guān)時(shí)，旋轉(zhuǎn)缸停止工作同時(shí)卸荷閥打開液壓油流會油泵電機(jī)。解除保壓，液壓油流回油泵電機(jī)。此時(shí)操作人員按照工藝流程按動(dòng)合模缸退按鈕，液壓油從新流入合模缸，

32、合模缸開始第二次后退。為了取模方便合模缸第二次退并退到機(jī)器的尾部也就是限位開關(guān) 2 的位置，到位后合模缸停止工作，液壓油流回油泵電機(jī)。由于鋁冷卻后人工取模比較困難，因此在這個(gè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了脫模工藝。合模缸退到位后。操作人員按到脫模按鈕，脫模缸前進(jìn)脫模到位后自動(dòng)后退復(fù)原。這時(shí)一個(gè)循環(huán)完畢。程序及注釋見附錄。3.3.順控設(shè)計(jì)順控設(shè)計(jì)在手動(dòng)過程中操作人員在頻繁的按動(dòng)按鈕，這樣即不利于提高工作效率同時(shí)隨著操作時(shí)間的延長操作人員難免會犯一些錯(cuò)誤，這樣不利于安全生產(chǎn)。因此，將手動(dòng)系統(tǒng)中的合模缸前進(jìn)后退、旋轉(zhuǎn)缸前傾后傾、脫模缸前進(jìn)后退統(tǒng)一為一個(gè)步進(jìn)開關(guān)。這樣就是把手動(dòng)該為順控也就是該為半自動(dòng)控制。其操作分為四

33、個(gè)步驟都由一個(gè)步進(jìn)開關(guān)控制。這樣操作人員就可以減輕一些負(fù)擔(dān)。下面對其進(jìn)行簡要說明：鑄造機(jī)順控工作時(shí)，合模缸必須在鑄造機(jī)的尾部。因?yàn)橐粋€(gè)循環(huán)工序的開始必須定一個(gè)位置為起始位。當(dāng)操作人員第一次按動(dòng)步進(jìn)開關(guān)時(shí)合模缸進(jìn)，此時(shí)油泵電機(jī)向合模缸注入液壓油合模缸前進(jìn)，當(dāng)前進(jìn)到合模缸壓力上限時(shí)（由液壓站壓力檢測儀表側(cè)得）合模缸停止運(yùn)行同時(shí)卸荷閥打開液壓油流會油泵電機(jī)。這是合模缸第一次進(jìn)到壓力上限，但是根據(jù)工藝要求這次進(jìn)到壓力上限為試合模并不放入模具，進(jìn)到壓力上限的同時(shí)合模缸自動(dòng)退的限位開關(guān) 1 的位置。其目的在于試合模以后鑄造機(jī)可以以較短的距離完成第二次合模與手動(dòng)相同。先將膜具放好再第二次按動(dòng)步進(jìn)開關(guān)合模缸進(jìn)

34、，油泵電機(jī)向合模缸注入液壓油合模缸。與手動(dòng)相同當(dāng)?shù)诙魏夏Ｍ瓿梢院?，為了保證工藝和在旋轉(zhuǎn)缸翻轉(zhuǎn)時(shí)的安全合模缸進(jìn)入保壓階段。不需要按動(dòng)旋轉(zhuǎn)缸后傾按鈕，旋轉(zhuǎn)缸自動(dòng)后傾，油泵電機(jī)向旋轉(zhuǎn)缸注入液壓油旋轉(zhuǎn)缸。當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸后傾到后傾到位限位開關(guān)時(shí)，旋轉(zhuǎn)缸停止工作同時(shí)卸荷閥打開液壓油流會油泵電機(jī)。這時(shí)由另外一名操作人員將融化的鋁水倒入以放入模具的機(jī)件中。由溫度檢測元件檢測機(jī)件中的鋁是否冷卻如果已冷卻自動(dòng)提示操作人員進(jìn)行下一步的操作。鑄件冷卻以后操作人員第三次按動(dòng)步進(jìn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)缸前傾，油泵電機(jī)向旋轉(zhuǎn)缸注入液壓油旋轉(zhuǎn)缸前傾。當(dāng)旋轉(zhuǎn)缸前傾到前傾到位限位開關(guān)時(shí)，旋轉(zhuǎn)缸停止工作同時(shí)卸荷閥打開液壓油流會油泵電機(jī)。解除保壓，液

35、壓油流回油泵電機(jī)。此時(shí)操作人員按照工藝流程第四次步進(jìn)開關(guān)合模缸退，液壓油從新流入合模缸，合模缸開始第二次后退。為了取模方便合模缸第二次退并退到機(jī)器的尾部也就是限位開關(guān) 2 的位置，到位后合模缸停止工作，液壓油流回油泵電機(jī)。由于鋁冷卻后人工取模比較困難，因此在這個(gè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了脫模工藝。合模缸退到位后。操作人員按到脫模按鈕，脫模缸前進(jìn)脫模到位后自動(dòng)后退復(fù)原。這時(shí)一個(gè)順控循環(huán)完畢。程序及注釋見附錄。3.3. 全自動(dòng)程序設(shè)計(jì)全自動(dòng)程序設(shè)計(jì)上面介紹了手動(dòng)程序設(shè)計(jì)和順控程序設(shè)計(jì)，手動(dòng)程序設(shè)計(jì)和順控程序設(shè)計(jì)都有其的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，手動(dòng)過程中的頻繁按動(dòng)按鈕，在生產(chǎn)過程中不利于生產(chǎn)效率，浪費(fèi)了工作時(shí)間。在順控操作中

36、雖然可以減輕一些負(fù)擔(dān)，減少了安全隱患，但是還是不完全的提高了生產(chǎn)效率。全自動(dòng)程序的設(shè)計(jì)是將順控（半自動(dòng)狀態(tài)）系統(tǒng)中的步進(jìn)開關(guān)用線圈代替，它會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號直接進(jìn)行下一步的操作。其操作部分步進(jìn)開關(guān)控制直接由線圈代替了，并在旋轉(zhuǎn)缸前傾后加個(gè)定時(shí)器，因?yàn)樵诜湃肽＞叩臅r(shí)候是人為動(dòng)作的，操作人員在工作時(shí)可能會有意外事情發(fā)生，所以必須加個(gè)定時(shí)器，這樣工藝可以順利完成，在全自動(dòng)設(shè)計(jì)中操作人員就可以大大減少了時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。全自動(dòng)程序的工藝流程與手動(dòng)和順控程序設(shè)計(jì)近似，在全自動(dòng)的程序設(shè)計(jì)中我用到的線圈過多致使線圈的重復(fù)帶來了不少的麻煩。 全自動(dòng)程序及注釋詳見附錄。第四章第四章 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試在第三章里

37、我介紹了手動(dòng)、程序、全自動(dòng)和主程序的設(shè)計(jì)，以及鑄造機(jī)的工作情況，下面為系統(tǒng)的調(diào)試部分。在編寫程序的時(shí)候，遇到了些問題，比如：在什么情況下油泵電機(jī)開始向合模缸注入液壓油，在什么情況下油泵電機(jī)應(yīng)該啟動(dòng)；怎么實(shí)現(xiàn)合模缸進(jìn)退、旋轉(zhuǎn)缸前傾后傾和脫模缸進(jìn)退。怎么實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)失壓報(bào)警、濾油器堵報(bào)警、合模缸保壓；在全自動(dòng)的過程中怎么來設(shè)置個(gè)定時(shí)器；還有各個(gè)串并聯(lián)線圈間的互鎖問題；主要是如何讓系統(tǒng)正常安全的工作。上述問題都是在程序設(shè)計(jì)過程當(dāng)中都必須要解決的。在編寫手動(dòng)程序時(shí)，問題就是在手動(dòng)過程中主要是用到一些簡單的指令常開常閉觸點(diǎn)的串并聯(lián)線圈的自鎖互鎖等。比如說按動(dòng) X1 時(shí)合模缸第一次進(jìn)線圈 M307 合模缸第一

38、次進(jìn)的標(biāo)志）接通。M307 和 M310（合模缸第二次進(jìn)標(biāo)志）并聯(lián)于 M402（合模缸進(jìn)的總標(biāo)志） 。M402 驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)向合模缸注入液壓油合模缸前進(jìn)。在編寫手動(dòng)程序時(shí)要注意各個(gè)動(dòng)作之間的互鎖，即每一個(gè)缸有兩個(gè)動(dòng)作這兩個(gè)動(dòng)作之間注意要加入互鎖功能同時(shí)還要靠限位開關(guān)控制各個(gè)缸的動(dòng)作。而合模缸與旋轉(zhuǎn)缸之間要加入互鎖功能。調(diào)試順控程序由于在順控程序所有動(dòng)作都由一個(gè)步進(jìn)開關(guān)點(diǎn)動(dòng)完成，因此要注意對各個(gè)動(dòng)作建立標(biāo)志加以區(qū)分比如旋轉(zhuǎn)缸 M405（前傾標(biāo)志）和 M404（后傾標(biāo)志） ，加以互鎖。全自動(dòng)程序的編寫就是步進(jìn)開關(guān) X7 用線圈代替，它會產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號直接進(jìn)行下一步的操作，并加以互鎖。其操作部分步

39、進(jìn)開關(guān)控制直接由線圈代替了，并在旋轉(zhuǎn)缸前傾后加個(gè)定時(shí)器。主程序的調(diào)試主要是油泵電機(jī)啟動(dòng)及系統(tǒng)短路保護(hù)程序。油泵電機(jī)設(shè)有過載保護(hù)程序、回油濾油器程還有系統(tǒng)失壓報(bào)警程序。當(dāng)發(fā)生上述故障是系統(tǒng)有指示信號,并設(shè)有相應(yīng)的聲音報(bào)警，按下報(bào)警解除按鈕即可解除報(bào)警聲。系統(tǒng)設(shè)有完善的互鎖保護(hù)。文獻(xiàn)綜述我國加入 WTO 后，鑄造業(yè)的機(jī)遇大于挑戰(zhàn)，在國內(nèi)外兩個(gè)市場都有較大的增長潛力對于鑄造生產(chǎn)，國外廣泛采用流水線大量生產(chǎn)；高壓造型、射壓造型、靜壓造型和氣沖造型；造芯全部用殼芯和冷、熱芯盒工藝。國內(nèi)除汽車等行業(yè)中少數(shù)廠家采用半自動(dòng)、自動(dòng)化流水線大量生產(chǎn)外，多數(shù)廠家仍采用較落后的鑄造工藝裝備。由于受能源、勞動(dòng)力價(jià)格和環(huán)

40、境因素的影響，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家的鑄件產(chǎn)量將會逐漸減少，轉(zhuǎn)而向發(fā)展中國家采購一般鑄件，但同時(shí)又會向發(fā)展中國家出口高附加值、高技術(shù)含量的優(yōu)質(zhì)鑄件。當(dāng)前，世界經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加速為我國鑄造業(yè)的發(fā)展提供了機(jī)遇，國際和國內(nèi)市場對我國鑄件的需求呈持續(xù)增長的趨勢。抓緊我國鑄造業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)改造；努力提高鑄件質(zhì)量檔次，提高和理環(huán)境污染的水平，實(shí)現(xiàn)鑄鐵材料的高附加值化是應(yīng)付未來更加激烈的市場競爭，滿足用戶多樣化需求的主要對策。重慶中冶邁克機(jī)電的鑄造機(jī)是我校湯仕龍老師為其設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，其電氣采用日本OMRON CPM1-40CDR-A-V1 型可編程序控制器(PLC)進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),其目的在于配合液壓控制

41、提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和自動(dòng)化程度,減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和電氣維修工人的工作量及維護(hù)時(shí)間，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率;與此同時(shí),降低電耗和油耗,節(jié)約能源. 電氣控制系統(tǒng)的作用：充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的性能;對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順序控制與連鎖保護(hù);提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度,減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度.本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的軟件部分改用三菱 PLC 完成。一、可編程控制器在工業(yè)中的應(yīng)用可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員,是專門為工業(yè)控制應(yīng)用而實(shí)際制造的通用控制器。早期的可編程控制器稱作可編程控制器（Programmable Logic Comtroller） ，簡稱 PLC

42、，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體,它具有著可靠性高、功能強(qiáng)、應(yīng)用靈活、編程簡單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。它是一種書記運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)知道的計(jì)算機(jī)，它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力,因此,在冶金、機(jī)械、能源（電力、石油、煤炭） 、化工、輕紡、交通、港口、食品等工業(yè)部門都得到了廣泛的應(yīng)用。二、PLC 的來源在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯

43、條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，使得電氣控制功能實(shí)現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫 Programmable Controller（PC） 。三、PLC 的發(fā)展隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)生，PC 的功能越來越強(qiáng)大，其概念和內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展。1、上世紀(jì) 80 年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來，也簡稱為 PC，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點(diǎn)，美國 A

44、-B 公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器Programmable Logic Controller（PLC） ，并將“PLC”作為其產(chǎn)品的注冊商標(biāo)?，F(xiàn)在，仍常常將 PLC 簡稱 PC。2、上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為 3040%。在這時(shí)期，PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS 系統(tǒng).3、近年，工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)（IPC）和現(xiàn)場總線技術(shù)（FCS）發(fā)展迅速，擠占了一部分 PLC市場，PLC 增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，

45、但其在工業(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，是無法取代的。4、目前，世界上有 200 多廠家生產(chǎn) 300 多品種 PLC 產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（23%） 、糧食加工（16.4%） 、化學(xué)/制藥（14.6%） 、金屬/礦山（11.5%） 、紙漿/造紙（11.3%）等行業(yè)。四、典型的 PLC 產(chǎn)品和分類1、國外施耐德公司， Quantum、Premium、Momentum 等；羅克韋爾（A-B 公司） ，SLC、MicroLogix、Control Logix 等；三菱 FX2N 系列； 日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。2、國內(nèi)PLC 生產(chǎn)廠約 30 家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能

46、力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn). 雖然我國在 PLC 生產(chǎn)方面非常弱，但在 PLC 應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入 10 萬臺套 PLC 產(chǎn)品，年銷售額 30 億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。3、PLC 的分類PLC 在 90 年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種 PLC在我國，一般按 I/O 點(diǎn)數(shù)將其分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）： 微型：32 I/O 小型： 256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O在我國應(yīng)用的 PLC 系統(tǒng)中，I/O 64 點(diǎn)以下 PLC 銷售額占整個(gè) PLC 的 47%，6

47、4 點(diǎn)256 點(diǎn)的占 31%，合計(jì)占整個(gè) PLC 銷售額的 78%。4、PLC 的應(yīng)用在我國應(yīng)用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國聯(lián)軍的態(tài)勢，但從行業(yè)上分，有各自的勢力范圍。大中型集控系統(tǒng)采用歐美PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機(jī)床、設(shè)備單體自動(dòng)化及OEM產(chǎn)品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢，而日本PLC在靈活性和價(jià)位方面占優(yōu)勢。五、PLC發(fā)展的重點(diǎn)1、人機(jī)界面更加友好PLC制造商紛紛通過收購或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相應(yīng)的開發(fā)平臺和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)，為用戶的開發(fā)和維護(hù)降低了成本，使

48、更易形成人機(jī)友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC網(wǎng)絡(luò)IPCCRT的模式被廣泛應(yīng)用。2、網(wǎng)絡(luò)通訊能力大大加強(qiáng)PLC廠家在原來CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。如羅克韋爾AB公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)等。3、開放性和互操作性大大發(fā)展PLC在發(fā)展過程中，各PLC制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場，處于群雄割據(jù)的局面，各自發(fā)展

49、自己的標(biāo)準(zhǔn)，兼容性很差，這給用戶使用帶來不便，并增加了維護(hù)成本。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認(rèn)識，形成了長時(shí)期妥協(xié)與競爭的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。開放的進(jìn)程，可以從以下方面反映：1）IEC形成了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含8種標(biāo)準(zhǔn)，但必竟是一個(gè)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)推出后，各廠商紛紛將自己的產(chǎn)品適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn)，或者開發(fā)與之相應(yīng)的新產(chǎn)品。2）IEC制訂了基于Windows的編程語言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，它規(guī)定了指令表（IL） 、梯形圖（LD） 、順序功能圖（SFC） 、功能塊圖（FBD） 、結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種編程語言。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件。雖然

50、PLC開發(fā)上各工具仍不兼容，但基于這些標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應(yīng)用過程中，可以較方便地適不同品牌的產(chǎn)品。3) OPC基金會推出了OPC（OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步增強(qiáng)了軟硬件的互操作性，通過OPC一致性測試的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)方便的和無縫隙數(shù)據(jù)交換。目前，多數(shù)PLC軟件產(chǎn)品和相當(dāng)一部分儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其它設(shè)備具有了OPC功能。OPC與現(xiàn)場總線技術(shù)的結(jié)合，是未來控制系統(tǒng)向FCS技術(shù)發(fā)展的趨勢。4) PLC的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來越廣泛。PLC的網(wǎng)絡(luò)能力、模擬量處理能力、運(yùn)算速度、內(nèi)存、復(fù)雜運(yùn)算能力均大大增強(qiáng)，不再局限于邏輯控制的應(yīng)用，而越來越應(yīng)用于過程控制方

51、面，有人統(tǒng)計(jì)，除石化過程等個(gè)別領(lǐng)域，PLC均有成功能應(yīng)用，PLC在相當(dāng)多的應(yīng)用取代了昂貴的DCS，從而使原來PLC（順序控制）DCS（過程控制）的模式變成PLCIPC模式。5、工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對PLC有重要影響。以太網(wǎng)應(yīng)用非常廣泛，與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相比，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進(jìn)控制領(lǐng)域。目前的挑戰(zhàn)在于1）硬件上如合適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境；2）通訊機(jī)制如何提高其可靠。以太網(wǎng)能否順利進(jìn)入工控領(lǐng)域，還存在爭論。但以太網(wǎng)在工控系統(tǒng)的應(yīng)用卻日益增多，適應(yīng)這一過程，各PLC廠商紛紛推出適應(yīng)以太網(wǎng)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。六、 PLC 的網(wǎng)絡(luò)及發(fā)展趨勢 一個(gè)或若干 PLC 與 PC 機(jī)聯(lián)出系統(tǒng)，PC 機(jī)起到原

52、編程器及人機(jī)界面操作站的作用，這20 世紀(jì) 90 年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來了商機(jī)，同時(shí)編程軟件和人機(jī)界面軟件(監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件)及軟件接口(或稱驅(qū)動(dòng)軟件)也得到了發(fā)展。 近年來，PLC 廠家在原來 CPU 模板上提供物理層 RS232/422/485 接口的基礎(chǔ)，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，所以 PLC 構(gòu)成的 PCS 系統(tǒng)比 DCS的開放性所處的現(xiàn)狀稍好一些。目前羅克韋爾 AB 公司已形成了多層結(jié)構(gòu)體系，即 Ether Net、Control Net、Device Net

53、 及 Asi 等現(xiàn)場總線(原 DH+網(wǎng)也可兼容)。西門子公司在Profibus-DP 通訊網(wǎng)絡(luò)及 Profibus-FMS 網(wǎng)絡(luò)以外，提出了 S7 Routing 網(wǎng)絡(luò)，即 Profibus-DP 和 Industrial Enternet 兩層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)還在發(fā)展，我國應(yīng)已積極的姿態(tài)投入其中。 2001 年我國機(jī)械工業(yè)成為工業(yè)發(fā)展新亮點(diǎn)，總產(chǎn)值比上年增長 17.15%，汽車產(chǎn)量為世界前 10 位，機(jī)床產(chǎn)量為世界第 5 位。機(jī)械工業(yè)利潤增長 33.35%，占整個(gè)工業(yè)新增利潤六成多。出口同樣出現(xiàn)可喜的增長。現(xiàn)在機(jī)械工業(yè)提出要實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化，對這一點(diǎn)，PLC 從業(yè)人員應(yīng)有清醒的認(rèn)識，應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)化的開放性、

54、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的性能/價(jià)格比和網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性、先進(jìn)性上特別下功夫。 網(wǎng)絡(luò)向上連是互聯(lián)網(wǎng)問題，向下連是現(xiàn)場總線問題，另外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能否用以太網(wǎng)“e網(wǎng)到底”方式、網(wǎng)絡(luò)采用客戶器/服務(wù)器方式、瀏覽器/服務(wù)器方式、生產(chǎn)者/消費(fèi)者方式、接口軟件采用 OPC 方式等問題都有待進(jìn)一步落實(shí)。PLC 與智能 MCC 馬達(dá)控制中心、與數(shù)控機(jī)床配套的 NC/CNC 數(shù)控設(shè)備，以及與其它運(yùn)行控制系統(tǒng)、電控設(shè)備、變頻器和軟起動(dòng)器等連成系統(tǒng);PLC 要與 DCS 分工合作，充當(dāng) DCS 的遠(yuǎn)程 I/O 站等;PLC 要與 IPC 分工合作，除用IPC 作人機(jī)界面外，作軟件 PLC 的 I/O 部件也是可行的;此外還有 PL

55、C 與緊急停車安全系統(tǒng)(ESD，Emergency Shut Down Systems)的關(guān)系、與立體倉庫、機(jī)器人、CAD/CAM 等等都要處理好關(guān)系?？傊琍LC 要兼容各種新技術(shù)，使 PLC 成為真正意義上的“電腦” 。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域是寬闊的，還有許多領(lǐng)域急待開拓，如用于海關(guān)過境車輛認(rèn)證(深圳鹽田)、自動(dòng)售藥(若干中藥店)在我國已有實(shí)例。另外，在離散事件系統(tǒng)中，如公路網(wǎng)交通流(車輛計(jì)數(shù)、乘客計(jì)數(shù)及停留時(shí)間計(jì)量)、物流系統(tǒng)、柔行制造系統(tǒng)(敏捷制造系統(tǒng))及一切非標(biāo)準(zhǔn)隨服務(wù)系統(tǒng)中，均可以采用 PLC，進(jìn)而建模和采取對策并優(yōu)化。PLC 的前途一片美好，一切悲觀的論點(diǎn)是站不住腳的。至于技術(shù)進(jìn)步

56、，PLC 與其它技術(shù)融合以至消失，那還需要一定的時(shí)間！總總 結(jié)結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，課題量相對比較大，需要設(shè)計(jì)者對三菱 FX2N 這個(gè)工具有較全面的認(rèn)識，并且要有一定編程知識基礎(chǔ)。通過設(shè)計(jì)“鑄造機(jī)的 PLC 系統(tǒng)”這一系統(tǒng)，我進(jìn)一步了解 GPP 這個(gè)編程軟件，還接觸了些別的編程軟件。三菱 FX2N 系列 PLC 是一個(gè)很好的程序裝置，它擁有無以匹及的速度，高級的功能邏輯選件以及定位控制系統(tǒng)配置即固定又靈活； 編程簡單； 備有可自由選擇，豐富的品種； 令人放心的高性能； 高速運(yùn)算； 使用于多種特殊用途； 外部機(jī)器通訊簡單化； 共同的外部設(shè)備等特點(diǎn)；FX2N 是從 16 路到 256 路輸入/輸出的多種

57、應(yīng)用的選擇方案；FX2N 系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于 FX 系列中最高檔次的超小形程序裝置，滿足用戶的各種操作需要。本次設(shè)計(jì)的“鑄造機(jī)的 PLC 系統(tǒng)”可利用液壓系統(tǒng)與繼電器的配合使用 PLC 變成，則實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的靈活控制。另外，系統(tǒng)的工作時(shí)，各操作執(zhí)行過程均有相應(yīng)的指示等和安全報(bào)警信號。為安全控制的可靠性，提供了充分的保障。且便于現(xiàn)場維護(hù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。要設(shè)計(jì)一個(gè)功能完善的 PLC 系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者要擁有慎密的思維，還要有耐心細(xì)致的工作作風(fēng)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻體會到慎密的思維對于編程設(shè)計(jì)來說是多么重要，更重要的是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我耐心細(xì)致的工作作風(fēng)和良好的編程

58、習(xí)慣。由于本人水平有限，本設(shè)計(jì)不可能很完善，錯(cuò)漏難免，希望各位老師和同學(xué)批評指正，本人不勝感激。致致 謝謝 兩個(gè)多月畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲了，留給我思考的卻有很多，帶給我經(jīng)驗(yàn)和心得也很多，此次設(shè)計(jì)主要是鑄造機(jī)的 PLC 電控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過程中我們參考了大量的有關(guān) PLC 應(yīng)用的書籍，這彌補(bǔ)了我以前在 PLC 學(xué)習(xí)中的不足，也填補(bǔ)了我對 PLC 在實(shí)際應(yīng)用中認(rèn)識的空白。設(shè)計(jì)的圓滿完成還得益于老師和同學(xué)的幫助，在此我要衷心的感謝我的指導(dǎo)教師任國梅老師，我的同組設(shè)計(jì)者蔡大偉同學(xué)。以及那些在設(shè)計(jì)中給過我?guī)椭耐瑢W(xué)和老師，我想沒有你們的幫助，我的設(shè)計(jì)完成的就沒有這么順利，謝謝你們！ 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)1

59、 可編程控制器原理與應(yīng)用 顧戰(zhàn)松 陳鐵年 國防工業(yè)出版社2 工廠電氣控制技術(shù) 方承遠(yuǎn) 機(jī)械工業(yè)出版社3 歐姆龍編程手冊 4 FX2N PLC 編程手冊5 FX2N PLC 使用手冊 6 可編程序控制器 PC 基礎(chǔ)與應(yīng)用 楊長能 張興毅 重慶大學(xué)出版社7 可編程序控制原理與應(yīng)用 金廣業(yè) 李景學(xué) 電子工業(yè)出版社8 可編程序控制器原理與應(yīng)用 朱邵祥 張宏生等 上海交通大學(xué)9 電氣控制原理與設(shè)計(jì) 方承遠(yuǎn) 寧夏人民出版社10 工廠電氣控制設(shè)備 趙明 許主 機(jī)械工業(yè)出版社11 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) 田瑞庭 機(jī)械工業(yè)出版社 g an employment tribunal claiEmployment t

60、ribunals sort out disagreements between employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if:you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against youyour employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more informatio