控制小車自動(dòng)送料

新鄉(xiāng)學(xué)院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：送料工作臺(tái)的PLC控制姓名：__張哲____所在院系：__機(jī)電工程學(xué)院_____所學(xué)專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)指導(dǎo)老師：_馬超_____論文完成時(shí)間：_2009年5月15日___畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：送料小車的ＰＬＣ設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的：熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)，學(xué)會(huì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和特殊繼電器在實(shí)際中的應(yīng)用。通過設(shè)計(jì)牢固掌握用功能表圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法、步驟及繪制梯形圖所遵循的規(guī)則和設(shè)計(jì)技巧。學(xué)會(huì)時(shí)序控制程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。學(xué)會(huì)PLC輸入/輸出點(diǎn)的分配、接線。對(duì)PLC有系統(tǒng)的了解。設(shè)計(jì)要求：某車間有6個(gè)工作臺(tái)．送料車往返于工作臺(tái)之間送料，如圖所示。每個(gè)工作臺(tái)設(shè)有一個(gè)到位開關(guān)(SQ)和一個(gè)呼“按鈕(SB)。具體控制要求：(I)送料車開始應(yīng)能停留在6個(gè)工作臺(tái)中任意一個(gè)到位開關(guān)的位置上。(2)設(shè)送料車現(xiàn)暫停于M號(hào)工作臺(tái)(SQm閉合)處，若這時(shí)n號(hào)工作臺(tái)呼叫(SBn閉合)若：①m>n，送料車左行，直至SQn動(dòng)作,到位停車，即送料車停車位置SQ的編號(hào)大于呼叫按鈕SB的編號(hào)時(shí)，送料車往左運(yùn)行至呼叫位置后停止；②m<n，送料車右行．直至SQn動(dòng)作，到位停車，即進(jìn)料車所停位置SQ的編號(hào)小于呼叫按鈕SB前編號(hào)時(shí)，送料車往右運(yùn)行至呼叫位置后停止；④m=n，送料車原位不動(dòng)，即送料車所停位置SQ的編號(hào)與呼叫按鈕SB的編號(hào)相同時(shí)，送科車不動(dòng)。目錄摘要Abstract第一章緒論………………81.1

課題的背景意義………………8

1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求………………9

第二章可編程序控制器………………122.1可編程序控制器概述…………12

2.2可編程控制器的特點(diǎn)………122.3可編程控制器的應(yīng)用與發(fā)展…16

第三章可編程控制器的編程語言……21

3.1梯形圖語言…………………213.2助記符語言…………………243.3基本邏輯指令系統(tǒng)…………27第四章PLC控制送料小車的設(shè)計(jì)…31

4.1自動(dòng)送料小車概述………31

4.2控制要求……31

4.3PLC選型……32

4.4控制程序設(shè)計(jì)………………35

第五章設(shè)計(jì)小結(jié)…………………42

參考文獻(xiàn)…………44

摘要：本次設(shè)計(jì)介紹了FX2NPLC機(jī)的性能及其特點(diǎn)，可編程序控制器（programmablecontroller）簡稱PLC。由于PLC的性能優(yōu)越，兼具計(jì)算機(jī)的功能完備，靈活性強(qiáng)，通用性好和繼電接觸器控制簡單易懂，維修方便等雙重優(yōu)點(diǎn)，形成以微電腦為核心的電子控制設(shè)備，可編程序控制器是近年來一種極為迅速，應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置?？删幊炭刂破鳎≒LC）具有編程軟件采自易學(xué)易懂的梯形圖語言，控制靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制多采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。該控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際要求利用PLC的實(shí)時(shí)控制和順序處理功能，完成系統(tǒng)控制，在本次論文中給出了控制系統(tǒng)的主電路圖及軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞：可編程序控制器，計(jì)算機(jī)技術(shù)，Abstract：ThisdesignintroducedthegunctionandmeritsoftheFX2NPLC.ProgrammablecontrollershortforPLC.BecausePLChasoutstandingfunction.Alsohasperfectfunctioncompetence.Plusflexibilitybettercurrentuseofcomputer'sfomelectroniccontrolequipmetwhichcoreonmicrocomputerPLCcontroltechnology.Programmablecontrollerisaspcialdigitalrunningelectricansystemwhichdesignforindnstrycircumstances.BecausePLChassomanymerits.nowindustryproductmostlyadoptPLCtobringabout.Thiscontrolsystem.BasedontherequestofpracticeadoptthePLC'smeritstofinishthecontrolofsystem,attheprosentthisthesishasthesystem'sschemeofhardwaremaincircuitdiagramandsoftwaredesignKeywords:Programmblecontroller,computertechnology,第一章緒論1.1

課題的背景意義隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化越來越多的工廠設(shè)備采用PLC，變頻器，人機(jī)界面自動(dòng)化器件來控制，因此自動(dòng)化程度越來越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過程全盤自動(dòng)化，這就離不開控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人生安全事故，這樣將給企業(yè)造成重大損失。送料小車是基于PLC控制系統(tǒng)來設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作用于送料小車的運(yùn)行，因此，送料小車性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著直接的關(guān)系。送料小車能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。

所以，對(duì)送料小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要予以重視。1.２設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：確定送料小車控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)送料小車拖動(dòng)電機(jī)的電器控制線路原理圖；確定送料小車控制系統(tǒng)PLC的型號(hào)規(guī)格，確定PLCI/O元件，列出PLCI/O元件分配表；設(shè)計(jì)送料小車控制系統(tǒng)的PLCI/O接線圖，PLC程序的總體結(jié)構(gòu)圖和梯形圖（包括公用程序、控制程序、信號(hào)顯示和故障報(bào)警程序等設(shè)計(jì)題目：送料小車的ＰＬＣ設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的：熟練掌握PLC的指令系統(tǒng)，學(xué)會(huì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和特殊繼電器在實(shí)際中的應(yīng)用。通過設(shè)計(jì)牢固掌握用功能表圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法、步驟及繪制梯形圖所遵循的規(guī)則和設(shè)計(jì)技巧。學(xué)會(huì)時(shí)序控制程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。學(xué)會(huì)PLC輸入/輸出點(diǎn)的分配、接線。對(duì)PLC有系統(tǒng)的了解。設(shè)計(jì)要求：某車間有6個(gè)工作臺(tái)．送料車往返于工作臺(tái)之間送料，如圖所示。每個(gè)工作臺(tái)設(shè)有一個(gè)到位開關(guān)(SQ)和一個(gè)呼“按鈕(SB)。具體控制要求：(I)送料車開始應(yīng)能停留在6個(gè)工作臺(tái)中任意一個(gè)到位開關(guān)的位置上。(2)設(shè)送料車現(xiàn)暫停于M號(hào)工作臺(tái)(SQm閉合)處，若這時(shí)n號(hào)工作臺(tái)呼叫(SBn閉合)若：①m>n，送料車左行，直至SQn動(dòng)作,到位停車，即送料車停車位置SQ的編號(hào)大于呼叫按鈕SB的編號(hào)時(shí)，送料車往左運(yùn)行至呼叫位置后停止；②m<n，送料車右行．直至SQn動(dòng)作，到位停車，即進(jìn)料車所停位置SQ的編號(hào)小于呼叫按鈕SB前編號(hào)時(shí)，送料車往右運(yùn)行至呼叫位置后停止；④m=n，送料車原位不動(dòng)，即送料車所停位置SQ的編號(hào)與呼叫按鈕SB的編號(hào)相同時(shí)，送科車不動(dòng)。第二章可編程序控制器2.1可編程序控制器概述：可編程序控制器(ProgrammableController)通常也可簡稱為可編程控制器,英文縮寫為PC或PLC,是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、 功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡單、靈活通用、維護(hù)方便的一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的能力，更是得到了用戶的好評(píng)，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中的到了越來越廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）2.2可編程控制器的特點(diǎn)1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)現(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無法比較的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)璄下可靠工作，在其設(shè)計(jì)和制造過程中采取了一系列硬件和軟件主面的抗干擾措施。硬件主面采取的主要措施有：隔離----PLC的輸入、輸出接口電路一般都采用光電耦合器來傳遞信號(hào)，這種光電隔措施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了電的聯(lián)系，有效的抑制了外部的干擾源對(duì)PLC的影響，還可防止外部強(qiáng)電竄入內(nèi)部CPU。濾波----在PLC電路電源和輸入、輸出(I/O)電路中設(shè)置多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。在PLC內(nèi)部對(duì)CPU供電電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，防止干擾信號(hào)通過供電電源進(jìn)入PLC內(nèi)部，另外各個(gè)輸入、輸出（I/O）接口電路的電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的互相干擾。內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)璄檢測與診斷等電路，一旦發(fā)生故障，立即報(bào)警。外部采用密封、防塵、抗振的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)璄。在軟件方面采取的主要措施有：設(shè)置故障檢測與診斷程序，每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)璄和故障進(jìn)行檢測與診斷，發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)后，立即自動(dòng)做出相應(yīng)的處理，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)璄。對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備,以保障停電后有相關(guān)狀態(tài)及信息人不會(huì)因此而丟失。采用以上抗干擾措施后，一般PLC的抗電平干擾強(qiáng)度可達(dá)峰值1000V，脈寬10US，其平均無故障時(shí)間可高達(dá)30-50萬小時(shí)以上。2、編程簡單易學(xué)PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語言，它既有繼電器電路清淅直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)于使用者來說，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此，易學(xué)易懂，程序改變也容易修改。3、功能完善，適應(yīng)性強(qiáng)目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能。它能根椐實(shí)際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)：既可控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、以可以控制一個(gè)機(jī)群、多條生產(chǎn)線；既可以現(xiàn)場控制，以可以遠(yuǎn)程控制。針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)，如交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電流或電壓、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，PLC都有相應(yīng)的I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便地進(jìn)行配置，組成實(shí)用、緊湊的控制系統(tǒng)。4、使用簡單，調(diào)試維修方便PLC的接線極其方便，只需將產(chǎn)生輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與PLC的輸入端子連接，將接收輸出信號(hào)的被控設(shè)備（如接觸器、電磁閥等）與的輸出端子連接，僅用螺絲刀即可完成全部接線工作。PLC的用戶程序可在實(shí)驗(yàn)室摸擬調(diào)試，輸入信號(hào)用開關(guān)來摸擬，輸出信號(hào)可以觀察PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將PLC在現(xiàn)場安裝通調(diào)。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過PLC機(jī)上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。5.采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O（其中也包含特殊功能的I/O）的均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架和電纜將各模塊連接起來。系統(tǒng)的模塊和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需求自行組合，這樣便可實(shí)現(xiàn)用戶要求的合理的性能價(jià)格比。6.對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)PLC實(shí)質(zhì)上就是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其控制操作的功能是通過軟件變成來確定的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生改變時(shí)，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序。這對(duì)現(xiàn)代化的小批量、多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)特別適合。2.3可編程控制器的應(yīng)用與發(fā)展可編程序控制器的應(yīng)用近年來，隨著微處理器芯片及其有關(guān)元器件的價(jià)格大幅度下降，PLC的成本也隨之下降。與此同時(shí)，PLC的性能卻在不斷完善，功能也在增多增強(qiáng)，使得PLC的應(yīng)用已由早期的開關(guān)邏輯發(fā)展到現(xiàn)在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)PLC的特點(diǎn)，可以將其應(yīng)用形式歸納為如下幾類：開關(guān)邏輯控制。這是PLC的最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，可以實(shí)現(xiàn)各種簡單和復(fù)雜的邏輯控制。模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量都是模擬量，而PLC中所處理的是數(shù)字量，為了能接受模擬量輸入和輸出模擬量信號(hào)，PLC中配制有A/D和D/A轉(zhuǎn)化模塊，將現(xiàn)場的模擬量經(jīng)過轉(zhuǎn)化變?yōu)閿?shù)字量，經(jīng)微處理器進(jìn)行處理，數(shù)字量又經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換變成模擬量去控制被控制對(duì)象，這樣就可實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)模擬量的控制。閉環(huán)過程控制。定時(shí)控制。PLC具有定時(shí)控制的功能，它可以為用戶提供幾十甚至上百個(gè)定時(shí)器，其定時(shí)的時(shí)間可以由用戶在編寫程序時(shí)設(shè)定，也可以由操作人員在工業(yè)現(xiàn)場通過編程器進(jìn)行設(shè)定，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)的控制。計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)控制也是控制系統(tǒng)不可缺少的，PLC同樣也為用戶提供了幾十個(gè)甚至上百個(gè)定時(shí)器，設(shè)定方式如同定時(shí)一樣。若用戶需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速技術(shù)模塊。順步控制。在工業(yè)控制中，采用PLC實(shí)現(xiàn)順序控制，可以由移位寄存器和步進(jìn)指令編寫程序，也可以采用順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言——順序功能圖SFC編寫程序，使得PLC在實(shí)現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序控制相應(yīng)輸出時(shí)更加容易。數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)代PLC都具有數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示和打印以及數(shù)據(jù)通信等。對(duì)于大、中型PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等。通信和聯(lián)網(wǎng)。PLC的控制已從早期的單機(jī)控制發(fā)展到了多機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了工廠自動(dòng)化。這是由現(xiàn)代的PLC一般通信的功能，它既可以對(duì)遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制，又能實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而可以方便可靠的搭成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。由此可見PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。可編程控制器的發(fā)展世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司研制的。早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器，人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理功能，成為真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入了實(shí)用化階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得了廣泛的應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期的可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)控制的需要。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備中不斷擴(kuò)大了可編程控制器的應(yīng)用。目前，我國已可以生產(chǎn)中、小型可編程控制器。隨著我國四個(gè)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，可編程控制器在我國醬油更廣闊的應(yīng)用天地。第三章可編程控制器的編程語言PLC的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、流程圖語言和布爾代數(shù)語言等。其中前兩種語言用得較多，流程圖語言也在許多場合被采用。在此介紹梯形圖語言和助記符語言的編程及其特點(diǎn)。3.1梯形圖語言1.梯形圖與繼電控制的區(qū)別梯形圖結(jié)構(gòu)沿用繼電控制原理圖的形式，采用了常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈和功能快等結(jié)構(gòu)的圖形語言。對(duì)于同一控制電路，繼電控制原理圖和梯形圖的輸入/輸出信號(hào)基本相同，控制過程等效。二者的區(qū)別在于繼電控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時(shí)器，靠硬件連接組成控制線路，而PLC梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，靠軟件實(shí)現(xiàn)控制。因此，PLC的使用具有很高的靈活性，程序修改過程非常防那個(gè)邊。如圖所示是繼電器線路圖和與其等效PLC的梯形圖。圖（a）中SB1為常開按鈕，SB2為常閉按鈕，KM為繼電器線圈。按下啟動(dòng)按鈕SB1，繼電器KM的線圈通電，其常開觸點(diǎn)KM合，由于常開觸點(diǎn)KM與啟動(dòng)按鈕SB1并聯(lián)，即使松開啟動(dòng)按鈕SB1，已經(jīng)閉合的常開觸點(diǎn)KM仍然能使繼電器KM的線圈通電，這個(gè)常開觸點(diǎn)稱做“自鎖”觸點(diǎn)。停止時(shí)按下停止按鈕SB2，繼電器KM的線圈失電。圖（b）中X0為常開觸點(diǎn)，X1為常閉觸點(diǎn)，Y0表示輸出，其工作狀態(tài)受X0、X1信號(hào)控制，邏輯上與圖（a）相同，但是SB1、SB2均為物理實(shí)體，而X0、X1等表示的可能是外部開關(guān)（或硬開關(guān)），也可能是內(nèi)部開關(guān)或觸點(diǎn)（內(nèi)部軟繼電器觸點(diǎn)）。2梯形圖的格式梯形圖按行從上到下、每行從左到右的順序編寫。PLC執(zhí)行順序與梯形圖的編寫順序一致。圖左、右兩邊的垂直線分別稱為起始母線和終止母線。每一邏輯行必須從起始母線開始畫起，終止母線可以省略。梯形圖中的觸點(diǎn)有兩種，即常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。這些觸點(diǎn)可以是PLC的輸入觸點(diǎn)或內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)，也可以是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。同一標(biāo)記的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限。這是因?yàn)槊恳挥|點(diǎn)的狀態(tài)存入PLC內(nèi)的存儲(chǔ)單元中，可以反復(fù)讀/寫。傳統(tǒng)繼電器控制中的每個(gè)開關(guān)均對(duì)應(yīng)一個(gè)物理實(shí)體，故使用次數(shù)有限。這是PLC優(yōu)于傳統(tǒng)控制的優(yōu)點(diǎn)之一。梯形圖的最右側(cè)必須連接輸出元素。PLC的輸出元素用圓圈表示。機(jī)型不同，輸出元素表示有些區(qū)別。同一輸出變量只能使用一次。梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。程序結(jié)束時(shí)要有結(jié)束符，一般用“END”表示。利用計(jì)算機(jī)編程時(shí)，只要按梯形圖的編寫順序把邏輯行輸入計(jì)算機(jī)，按下傳給PLC即可。也可以將梯形圖轉(zhuǎn)化成助記符語言，經(jīng)編程器逐句輸入PLC。助記符語言助記符語言是PLC的命令語句表達(dá)式。用梯形圖變成雖然直觀、簡便，但要求PLC配置較大的顯示器方可輸入圖形符號(hào)，這在有些小機(jī)型上長難以滿足，故需借助助記符語言。應(yīng)該指出的是，不同型號(hào)的PLC，其助記符語言也不同，但其基本原理是相近的。編寫時(shí)，一般先根據(jù)要求編制梯形圖，然后再根據(jù)梯形圖轉(zhuǎn)換成助記符語言。某一控制小車往返運(yùn)動(dòng)的梯形圖編制如圖所示，根據(jù)梯形圖，可以方便的轉(zhuǎn)換出助記符語言。PLC中最基本的運(yùn)算是邏輯運(yùn)算，最常用的指令是邏輯運(yùn)算指令，如與、或、非等。這些指令再加上“輸入”、“輸出”、“結(jié)束”等指令，就構(gòu)成了PLC的基本指令。個(gè)型號(hào)PLC的指令符號(hào)不盡相同，常見的表示方法如下：LD——表示輸入一個(gè)邏輯變量，每一邏輯行起始出必須使用這一指令；AND——邏輯“與”，表示輸入變量串聯(lián)；OR——邏輯“或”，表示輸入變量并聯(lián)；ANI（ANDNOT）——邏輯“與非”；LDI（LDNOT）——邏輯“非”，表示相反；OUT——表示輸出一個(gè)變量；END——表示程序結(jié)束；0LDX21DRX12DRX33ANIX44ANIX15DUTX16LDX47DRX28ANIX39ANIX110DUTX211END小車往返控制梯形圖及助記符在使用這些邏輯指令時(shí)，需要注意一下兩點(diǎn)：梯形圖中的各觸點(diǎn)，如圖中X1、X2、X3等，各對(duì)應(yīng)的是PLC中的一個(gè)存儲(chǔ)單元，而不是簡單對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)本身的物理實(shí)體。所以，使用者不要把梯形圖中的觸點(diǎn)符號(hào)和實(shí)際的觸點(diǎn)開關(guān)等同起來。在梯形圖中，這些符號(hào)只是一個(gè)邏輯變量，常開觸點(diǎn)斷開時(shí)為邏輯“0”，接通時(shí)為邏輯“1”。圖中的X2、X3、X4等作為輸入端子分別接到三個(gè)外部觸點(diǎn)開關(guān)上，這些觸點(diǎn)開關(guān)本身是常開觸點(diǎn)。在梯形圖中如果要求這些觸點(diǎn)作為常閉開關(guān)使用時(shí)，則須將輸入狀態(tài)求反后在存入PLC總，即使變量輸入指令中使用LDI或ANI?；具壿嬛噶钕到y(tǒng)邏輯取與輸出線圈驅(qū)動(dòng)指令LD：取指令，常用于常開觸點(diǎn)與母線連接。LDI：取反指令，常用于常閉觸點(diǎn)與母線連接。OUT：線圈驅(qū)動(dòng)指令，用于將邏輯運(yùn)算的結(jié)果驅(qū)動(dòng)一個(gè)指定線圈。單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND：與指令。用于單個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，完成邏輯“與”運(yùn)算。ANI：與反指令。用于常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)，完成邏輯“與非“運(yùn)算。觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR：或指令。用于單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)。ORI：或反指令。用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令當(dāng)一個(gè)梯形圖的控制線路由若干個(gè)先串聯(lián)、后并聯(lián)的觸點(diǎn)組成時(shí)，可將每組串聯(lián)的觸點(diǎn)看作一個(gè)塊。與左母線相連的最上面的塊按照觸點(diǎn)串聯(lián)方式編寫語句，依次相聯(lián)的塊叫做子塊。每個(gè)子塊左邊的第一個(gè)觸點(diǎn)用LD或LDI指令，其余串聯(lián)的觸點(diǎn)用AND或ANI指令。每個(gè)子塊的語句編寫完后，加上ORB指令作為指令的結(jié)尾。ORB指令的作用是將串聯(lián)塊相并聯(lián)，是塊或指令。并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令當(dāng)一個(gè)梯形圖的控制線路由若干個(gè)先并聯(lián)、后串聯(lián)的觸點(diǎn)組成時(shí)，可將每組串聯(lián)的觸點(diǎn)看作一個(gè)塊。與左母線相連的塊按照觸點(diǎn)并聯(lián)方式編寫語句，依次相聯(lián)的塊叫做子塊。每個(gè)子塊左邊的第一個(gè)觸點(diǎn)用LD或LDI指令，其余串聯(lián)的觸點(diǎn)用OR或ORI指令。每個(gè)子塊的語句編寫完后，加上一條ANB指令，表示個(gè)并聯(lián)電路塊的串聯(lián)。ANB將并聯(lián)塊相串聯(lián)，為塊與指令。置位與復(fù)位指令SET指令用于對(duì)邏輯線圈M、輸入繼電器Y、狀態(tài)S的置位；RST指令用于對(duì)邏輯線圈M、輸入繼電器Y、狀態(tài)S的復(fù)位，對(duì)數(shù)據(jù)寄存器D和變址寄存器V、Z的清零，還用于對(duì)計(jì)時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C邏輯線圈的復(fù)位，使它們的當(dāng)前計(jì)時(shí)值和計(jì)數(shù)值清零。使用SET和RST指令，可以方便地在用戶程序的任何地方對(duì)某個(gè)狀態(tài)或事件設(shè)置標(biāo)志和清除標(biāo)志。移位指令SFT：移位指令，用于移位寄存器的移位。移位寄存器的使用說明：數(shù)據(jù)輸入端由OUT指令構(gòu)成數(shù)據(jù)輸入端。數(shù)據(jù)輸入端接點(diǎn)的通/斷狀態(tài)決定移位寄存器首位的狀態(tài)。移位輸入端由SFT指令構(gòu)成移位輸入端。復(fù)位輸入端由RST指令構(gòu)成復(fù)位輸入端。每個(gè)輸入端可以單獨(dú)編程，次序不限。以上所介紹的均是本設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的，當(dāng)然在PLC設(shè)計(jì)中不僅僅只有這些指令，還包括很多。由于在本設(shè)計(jì)中沒有用到可提到，就不再一一做介紹第四章PLC控制送料小車的設(shè)計(jì)4.1自動(dòng)送料小車概述自動(dòng)送料小車系統(tǒng)是用于物料輸送的流水線設(shè)備，主要是用于煤粉、細(xì)砂等材料的運(yùn)輸。自動(dòng)送料小車系統(tǒng)一般是由給料器、傳送帶、小車等單體設(shè)備組合來完成特定的過程。這類系統(tǒng)的控制需要?jiǎng)幼鞣€(wěn)定，具備連續(xù)可靠工作的能力。送料小車控制系統(tǒng)采用了PLC控制。從送料小車的工藝流程來看，期控制系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此送料小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。在程序設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的連鎖關(guān)系，從而在設(shè)計(jì)和修改任何一種工作方式的程序時(shí)，不會(huì)對(duì)其他工作方式的程序造成任何影響，使得程序的設(shè)計(jì)，修改和故障查找工作大為簡化。4.2控制要求：某車間有6個(gè)工作臺(tái)．送料車往返于工作臺(tái)之間送料，如圖所示。每個(gè)工作臺(tái)設(shè)有一個(gè)到位開關(guān)(SQ)和一個(gè)呼“按鈕(SB)。具體控制要求：(I)送料車開始應(yīng)能停留在6個(gè)工作臺(tái)中任意一個(gè)到位開關(guān)的位置上。(2)設(shè)送料車現(xiàn)暫停于M號(hào)工作臺(tái)(SQm閉合)處，若這時(shí)n號(hào)工作臺(tái)呼叫(SBn閉合)若：①m>n，送料車左行，直至SQn動(dòng)作,到位停車，即送料車停車位置SQ的編號(hào)大于呼叫按鈕SB的編號(hào)時(shí)，送料車往左運(yùn)行至呼叫位置后停止；②m<n，送料車右行．直至SQn動(dòng)作，到位停車，即進(jìn)料車所停位置SQ的編號(hào)小于呼叫按鈕SB前編號(hào)時(shí)，送料車往右運(yùn)行至呼叫位置后停止；④m=n，送料車原位不動(dòng)，即送料車所停位置SQ的編號(hào)與呼叫按鈕SB的編號(hào)相同時(shí)，送科車不動(dòng)。4.3PLC選型根據(jù)控制要求，系統(tǒng)的輸入量有：啟、停按鈕信號(hào)，1號(hào)位-6號(hào)位的限位開關(guān)SQl—SQ6信號(hào)，1號(hào)位-6號(hào)位的呼叫開關(guān)SB1～SB6信號(hào):系統(tǒng)的輸出信號(hào)有：前進(jìn)、后退控制電機(jī)接觸器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電機(jī)運(yùn)行的聲光信號(hào)。共需實(shí)際輸人點(diǎn)數(shù)l7個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)4個(gè)，本文選用日本三菱公司的FXON-40MR產(chǎn)品，其輸入點(diǎn)數(shù)為24，輸出點(diǎn)數(shù)為I6點(diǎn)。小車行駛控制系統(tǒng)PLC的I／O資源配置表如表l所示：表1系統(tǒng)I/O資源配置表序號(hào)元件名設(shè)備名作用1X0SB0啟動(dòng)按鈕開關(guān)2X1SB11號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)3X2SB22號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)4X3SB33號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)5X4SB44號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)6X5SB55號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)7X6SB66號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)8X11SB111號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)9X12SB122號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)10X13SB133號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)11X14SB144號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)12X15SB155號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)13X16SB166號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)14Y0KMO電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器15Y1KM1電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器系統(tǒng)I/O資源配置表（2）

外圍設(shè)備

在外圍設(shè)備方面，采用RS232通信或RS485通信方式，與上位機(jī)連接，外部輸入設(shè)備有光電開關(guān)，接近開關(guān)，按鈕等。外部輸出設(shè)備有接觸器，電磁閥，指示燈等。輸入/輸出點(diǎn)分配如圖4-1所示。圖4-1

PLC輸入/輸出點(diǎn)分配圖4．4控制程序設(shè)計(jì)本程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是處理好呼叫按鈕和到位開關(guān)的位置關(guān)系，為此我們采用了將每個(gè)位置的行程開關(guān)與每個(gè)位置的按鈕記錄到數(shù)據(jù)寄存器中去，如將送料小車當(dāng)前位置送到數(shù)據(jù)寄存器DO中，將呼叫工作臺(tái)號(hào)送數(shù)據(jù)寄存器Dl中，然后通過比較DO與Dl中的數(shù)據(jù)，決定送料小車運(yùn)行方向和達(dá)到的目標(biāo)位置。(1)流程圖控制系統(tǒng)流程圖如圖4-2所示，通過比較小車當(dāng)前位置和呼叫信號(hào)位置決定小車運(yùn)行方向，當(dāng)小車當(dāng)前位置與呼叫信號(hào)位置相同，則小車停止運(yùn)行；每次只允許出現(xiàn)一個(gè)呼叫信號(hào)，其實(shí)現(xiàn)方法可以采用競爭電路實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方法見下文控制程序部分。圖4-2控制程序流程圖(2)控制程序程序梯形圖如圖4-3所示。程序解釋如下。第l段到第6段：6個(gè)站的行程開關(guān)分別用常數(shù)l～6來表示，當(dāng)小車在l號(hào)站時(shí)，行程開關(guān)X1l得電，將數(shù)字l傳送到數(shù)據(jù)寄存器DO；當(dāng)小車在2號(hào)站時(shí)，行程開關(guān)X12得電，將數(shù)字2傳送到數(shù)據(jù)寄存器DO。依此類推，當(dāng)小車在6號(hào)站時(shí)，行程開關(guān)X16得電，將數(shù)字6傳送到數(shù)據(jù)寄存器DO。第7段到第l2段：6個(gè)站的呼叫按鈕分別用數(shù)字l～6表示，而且由于6個(gè)按鈕開關(guān)SB1~SB6通過M2實(shí)現(xiàn)互鎖功能，先按下者優(yōu)先。當(dāng)按下l號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)SB1時(shí)，X1得電，數(shù)字l傳送到數(shù)據(jù)寄存器Dl，同時(shí)將M3觸發(fā)，從而獲得優(yōu)先權(quán)，在完成SB1呼叫任務(wù)之前再按下其他呼叫信號(hào)都無效。依此類推，當(dāng)按下6號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)SB6時(shí)，行程開關(guān)X6得電，數(shù)字6傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，在執(zhí)行完SB6呼叫任務(wù)之前，再按下其他呼叫信號(hào)無效。第l3段：按下啟動(dòng)按鈕后，開始對(duì)行程開關(guān)數(shù)據(jù)寄存器DO和呼叫按鈕數(shù)據(jù)寄存器D1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。當(dāng)(D1)>(D0)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)，M0得電，Y0有輸出，接通接觸器KM0，小車向右運(yùn)行；當(dāng)(D1)=(DO)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)，小車不動(dòng)，當(dāng)(D1)<(D0)時(shí)，