PLC自動定位技術(shù)

1、漢口學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文論文題目： PLC自動定位技術(shù) 學(xué)生姓名： 葉 鐘 學(xué) 號： 2011912077 專業(yè)名稱： 電子信息工程 指導(dǎo)教師姓名： 何錫武 指導(dǎo)教師職稱： 教授 二0 15 年 月 日 漢口學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門

2、或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密 ，在_年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密 。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“”）學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目錄內(nèi) 容 摘 要1關(guān) 鍵 詞1Abstract1Keywords11 緒論2 1.1 課題的提出背景2 1.2 運料小車的發(fā)展概況2 1.2.1手動控制2 1.2.2自動控制2 1.2.3全自動控制2 1.3 本課題的主要工作22可編程

3、控制器（PLC）概述3 2.1 PLC的特點3 2.1.1編程方法簡單易學(xué)3 2.1.2 通用性強，適應(yīng)性強3 2.1.3 可靠性高，抗干擾能力強3 2.2系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少33 運料小車控制系統(tǒng)及硬件選型設(shè)計5 3.1系統(tǒng)的運行方式5 3.2控制系統(tǒng)的方案設(shè)計5 3.3方案論證5 3.4系統(tǒng)的控制原理6 3.5 PLC選型7 3.6系統(tǒng)資源分配7 3.6.1 I/O地址分配7 3.6.2 數(shù)字量輸入部分7 3.6.3 數(shù)字量輸出部分8 3.6.4 內(nèi)部繼電器部分84 基于PLC的運料小車控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計9 4.1 系統(tǒng)工作原理分析9 4.2設(shè)備控制要求9 4.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計9

4、 4.4 系統(tǒng)控制流程115 系統(tǒng)程序仿真調(diào)試13 5.1 控制系統(tǒng)的調(diào)試13 5.1.1編程軟件13 5.1.2 程序的構(gòu)成13 5.1.3 程序的下載安裝和調(diào)試14 5.2 本章主要完成的工作及總結(jié)16參考文獻17致謝18內(nèi) 容 摘 要： 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域，可編程序控制器（PLC）以其高可靠性和操作簡便等特點，已經(jīng)形成了一種工業(yè)趨勢。集合繼電器接觸器控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)而生產(chǎn)的可編程控制器是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的一種新興起的通用控制裝置?？删幊炭刂破饕蚱浒踩煽浚苓m應(yīng)多種復(fù)雜的工作環(huán)境并且簡單易行，而被自

5、動化相關(guān)領(lǐng)域人士所接受。本文設(shè)計了一種由PLC控制的運料小車，該小車能在裝料站完成裝料過程，然后根據(jù)5個卸料站點的呼叫信號運行到相應(yīng)呼叫站點進行卸料，卸料完成之后返回裝料站等待下一個呼叫信號。本文對小車的控制系統(tǒng)經(jīng)行了詳細設(shè)計，其中包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，并結(jié)合三菱PLC編程軟件GX Developer ,對系統(tǒng)程序經(jīng)行了仿真分析。關(guān)鍵詞： PLC，運料小車，控制系統(tǒng)Abstract: In recent years, with the scientific and technological progress and rapid development of microelectronic

6、technology, programmable control technology has been widely used in automation and control, programmable logic controller (PLC) for its high reliability and simple operation, has been formation of an industry trend. Programmable controller is a new type of universal control devices, it will traditio

7、nal relay - contact or control technology, computer technology and communication technology integration, designed specifically for industrial control, this new automatic control device to the general its high reliability, strong work environment is very easy adaptability and performance, by the auto

8、mation of technical staff in general.In this paper, a PLC control car transporter, the car in the loading station to complete the loading process, and then run according to the five discharge site call signal to the corresponding call site discharge, after the completion of the discharge Returning A

9、ssemblies feed station waits for the next call signal. The detailed design of the control system of the car line, including hardware and software systems, combined with Mitsubishi PLC programming software GX Developer, the system program line simulation analysis. Keywords: PLC，transporter cart，contr

10、ol system01緒 論 1.1 課題的提出背景 新中國成立后，借著改革開放的春風(fēng)，我國在社會主義現(xiàn)代化建設(shè)方面取得了很大的建樹。但機遇同樣伴隨著挑戰(zhàn)，經(jīng)濟的快速增長以消耗能源資源，并給環(huán)境造成較大污染為代價，我們比以往任何時候都更加需要緊緊依靠科技進步和創(chuàng)新，帶動生產(chǎn)力質(zhì)的飛躍，推動經(jīng)濟社會的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。21世紀以來，我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，認識到我們在科技領(lǐng)域方面與發(fā)達國家尚有距離。中國有著悠久的文化，向西方學(xué)習(xí)，集其它文化之所長，向前不斷發(fā)展。經(jīng)過15年乃至更長時間的艱苦奮斗，就一定能夠創(chuàng)造出無愧于時代的輝煌科技成就。 1.2 運料小車的發(fā)展概況隨著PLC技術(shù)的越

11、來越成熟，工業(yè)生產(chǎn)上的運輸控制有了很大的改觀并且提高了生產(chǎn)率，運料小車控制經(jīng)過了下列幾個歷程 1.2.1手動控制 早在上世紀60年代，一些工業(yè)生產(chǎn)嘗試通過PLC對運料小車進行控制，因為那時的技術(shù)條件有限，不得不手動控制機器，而且早期的運料小車多是由繼電器接觸器控制的，這種控制系統(tǒng)設(shè)計周期長，龐大，費用昂貴，幾乎無法處理數(shù)據(jù)和進行通信，須得有專門的人操作才行。 1.2.2自動控制上世紀80年代以來，因為計算機價格下降，這時的工控企業(yè)利用PLC與計算機相結(jié)合，對運料小車系統(tǒng)進行控制。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。 1.2.3全自動控制當(dāng)前，PLC技術(shù)的發(fā)展越來越高性

12、能化、高速度化、大容量化，通過PLC可對運料小車進行全自動控制，而且連線簡單控制速度快，精確，維修容易。 1.3 本課題的主要工作介紹了可編程序控制器（PLC），詳細闡述運料小車系統(tǒng)的軟件設(shè)計。最后是調(diào)試結(jié)果和小結(jié)，了解系統(tǒng)是怎樣運行的和PLC的發(fā)展前景。1 2可編程控制器（PLC）概述 2.1 PLC的特點 2.1.1編程方法簡單易學(xué) 梯形圖語言的電路符號與表達方式非常接近于繼電器電路原理圖，利用可編程控制器的二十幾條開關(guān)量邏輯控制指令同樣能完成繼電器電路的功能。憑借翻閱可編程控制器的使用說明和短期的培訓(xùn)，電氣技工只要短短幾天就能夠熟悉梯形圖語言，用來制作用戶程序。簡易編程器的操作和使用也很

13、簡單。上述特點是可編程序控制器近年來獲得迅速普及的原因之一。工廠的自控和電氣人員根據(jù)被控設(shè)備的具體情況，用他們最容易掌握的梯形圖語言編制用戶程序。因此，即使不熟悉電子線路、不懂計算機原理和匯編語言的人，在自動化領(lǐng)域也大有用武之地，在計算機時代也可大顯身手。 2.1.2 通用性強，適應(yīng)性強可編程控制器采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令。因為可編程控制器具有系列化和模塊化的特點，恰當(dāng)?shù)挠布渲?，能組成相應(yīng)的控制系統(tǒng)來滿足各種控制要求。在確定硬件配置后，經(jīng)過對用戶程序進行修改，以適應(yīng)變化的工業(yè)環(huán)境。 2.1.3 可靠性高，抗干擾能力強大部分

14、用戶在選擇控制裝置前都會把可靠性作為首要的考慮因素?？删幊炭刂破髟谟布蛙浖喜扇×撕芏嗟目垢蓴_的辦法，可以在各種復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境下工作。例如FX系列可編程序控制器在幅度為1000V、寬度1µs的脈沖干擾下能可靠地工作。從實際的使用情況來看，用戶對可編程序控制器的可靠性都相當(dāng)滿意。傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)中易發(fā)生問題的觸點和接線被可編程控制器用軟件取代，才使得其具有高可靠性。 2.2系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少可編程控制器利用軟件取代了傳統(tǒng)的繼電器、計數(shù)器等電子器件，從而很大程度上減輕了控制柜的設(shè)計、安裝、接線的任務(wù)量。設(shè)計梯形圖相較設(shè)計繼電器3 電路圖更加省時。4 3 運料小車控制系統(tǒng)及硬

15、件選型設(shè)計 3.1系統(tǒng)的運行方式如圖3.1圖3.1運料小車運行方式 3.2控制系統(tǒng)的方案設(shè)計運料小車在自動化生產(chǎn)線上運動的控制方案如下:（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(dāng)小車當(dāng)前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向右運行，運行到呼叫按鈕HJ所對應(yīng)的?？空緯r停止；（3）、當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車向左行，運行到呼叫按鈕HJ所對應(yīng)的?？空緯r停止；（4）、當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕HJ的編碼時，小車保持不動；（5）、呼叫按鈕開關(guān)HJ1-HJ5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。 3.3方案論證工廠運輸是協(xié)調(diào)生產(chǎn)的

16、重要環(huán)節(jié)和工廠設(shè)施的重要組成部分，它的效率直接影響生產(chǎn)成本及生產(chǎn)率。手推運料小車需人為動力，勞動強度大，運輸效率低。5 PLC運料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，精度高，可靠性和可維護性好，安裝、維修和改造方便等優(yōu)點，不增加外部控制電器即可實現(xiàn)任意復(fù)雜邏輯控制等特點，實現(xiàn)了運料小車的智能控制。 3.4系統(tǒng)的控制原理 控制部分：采用大規(guī)模集成電路制作的微處理器和存儲器，執(zhí)行按照被控對象要求編制程序，并存入程序存儲器中，完成控制任務(wù)，產(chǎn)生控制信號輸出，驅(qū)動輸出設(shè)備工作。根據(jù)運料小車隨機運動控制的要求，可將5個行程開關(guān)賦予不同的值；當(dāng)操作者按了某個按鈕時，就將該按鈕的值送到內(nèi)部輔助繼電器通

17、道。系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)原理圖如圖3.2所示啟動按鈕停止按鈕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圖3.2運料小車控制系統(tǒng)圖 3.5PLC選型 合適的電壓等級可提高PLC的抗干擾能力:主機用戶內(nèi)存容量的大小對設(shè)備費的影響不大，故建議內(nèi)存容量可選大一些。通過對各方因素的考慮以及對目前市面上PLC產(chǎn)品的考察，本文選用三菱PLC，具體型號為FX-1N。FX-1N具體性能參數(shù)如下：輔助繼電器：1536點；定時器：256點；計數(shù)器：235點；數(shù)據(jù)寄存器：8000點；基本指令：0.55-0.7s/指令；應(yīng)用指令：3.7-100s/指令。 3.6系統(tǒng)資源分配 3.6.1 I/O地址分配由于C

18、PU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I/O模塊。 3.6.2 數(shù)字量輸入部分具體的輸入分配如表3.1所示。表3.1 輸入地址分配輸入地址對應(yīng)的外部設(shè)備X000啟動按鈕開關(guān)X001停止按鈕開關(guān)X0021號站呼叫按鈕開關(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)7 X102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輸入地址分配表 3.6.3 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。具體的輸出分配表如表3.2所示。 輸

19、出地址對應(yīng)外部設(shè)備Y000電機正傳繼電器Y001電機反轉(zhuǎn)繼電器Y002電機停車Y002裝料電機繼電器Y003卸料電機繼電器 表3.2 輸出分配表 3.6.4 內(nèi)部繼電器部分內(nèi)部繼電器地址分配如表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有呼叫信號M7小車途徑站編號呼叫站編號M8小車途徑站編號裝料站編號表3.3內(nèi)部繼電器地址分配表8 4 基于PLC的運料小車控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 4.1 系統(tǒng)工作原理分析 經(jīng)分析，運料小車的整個工作過程如圖4.1所示：開始按下啟動開關(guān)，小車停在裝料站等待，系統(tǒng)檢測到呼叫信號，裝料站電機

20、運行開始裝料，同時定時器T0開始計時，當(dāng)計時滿120S時，小車右行，系統(tǒng)檢測到途徑站點編碼為呼叫站點編碼，小車停止，卸料電機工作開始卸料，同時定時器T0開始計時，當(dāng)計時滿120S時，小車左行，系統(tǒng)檢測到途徑站點編碼為裝料站點編碼，小車停止等待，如此循環(huán)往復(fù)。 圖4.1運料小車示意圖 4.2設(shè)備控制要求運料小車應(yīng)實現(xiàn)的功能及控制要求如下：實現(xiàn)一處裝料、多處卸料（不少于四處）的小車自動運料。當(dāng)沒有呼叫信號時小車停在裝料處等待呼叫信號。經(jīng)分析，運料小車在自動化生產(chǎn)線上運動的控制方案如下：（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(dāng)小車當(dāng)前沒有接收到呼叫信號時，小車原地等待直

21、至收到呼叫信號，呼叫按鈕開關(guān)應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。（3）當(dāng)小車接收到呼叫信號時，裝料電機開啟，小車開始裝料，120s后，小車向右運行，運行到按對應(yīng)的呼叫站時停止； （4）當(dāng)小車停在呼叫站點時，卸料電機開啟，小車開始裝料，120s后，小車向左運行，運行到裝料站時停止；如此循環(huán)往復(fù)。 4.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件接線圖如圖4.2,4.3所示，9 圖4.2三項異步電動機正反轉(zhuǎn)主電路圖如圖4.2，當(dāng)KM1閉合時電機正轉(zhuǎn)，當(dāng)KM2閉合時電機反轉(zhuǎn)。10 圖4.3 PLC外部接線圖 4.4 系統(tǒng)控制流程根據(jù)系統(tǒng)控制要求，分析出系統(tǒng)控制流程圖如圖4.4所示，11 圖4.4系統(tǒng)控制流程圖5 系統(tǒng)程序仿真調(diào)試 5.1 控制系統(tǒng)的調(diào)試 5.1.1編程軟件編程軟件采用三菱公司的編程軟件GX-Developer,它支持梯形圖、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。