歐姆龍PLC控制運(yùn)料小車(chē)

1、課程設(shè)計(jì)課 題 PLC在運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 學(xué) 院 電子工程與自動(dòng)化學(xué)院 學(xué) 號(hào) 姓 名 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 PLC在運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要早期運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)多為繼電器接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷，無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作，將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，PLC運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單，控制速度快，可靠性和可維護(hù)性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點(diǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)料小車(chē)不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，從手動(dòng)到自動(dòng)，逐漸形成了機(jī)械化、自動(dòng)化。 將PLC應(yīng)用到運(yùn)料小車(chē)電氣控制系

2、統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。它功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展到多達(dá)128I/O點(diǎn)，且能增加特殊功能模塊或擴(kuò)展板。通信和數(shù)據(jù)連接功能選項(xiàng)使得FX1N在體積、通信和特殊功能模塊等重要的應(yīng)用方面非常完美。本課題主要包括：分析被控對(duì)象和明確系統(tǒng)控制要求；PLC選型；確定系統(tǒng)的I/O設(shè)備的數(shù)量及種類；控制流程設(shè)計(jì)；控制程序設(shè)計(jì)。PLC在運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外工程、工廠中得到實(shí)際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，其智能化和自動(dòng)化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣。 關(guān)鍵詞 PLC；運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)AbstractEarly electric car control system of

3、 the transporter over the relay - contactor complex system composed of The system design cycle, there is a long, bulky, high cost, defects, no data processing and communications functions, must be hand operated, will be applied to transport materials car PLC electrical control system and can realize

4、 automatic control operation of the car, reducing the running costs of the system, PLC control system for electric car transporter with a simple connection to control speed, reliability and maintainability is good, easy to install, repair and improvement and so on. With economic development, transpo

5、rt materials to various areas of growing car, from manual to automatic, and gradually formed the mechanization and automation.PLC applied to transport materials to car electrical control system and can realize automatic control operation of the car and reduce system operating costs. It is powerful,

6、can be expanded to as many as 128I / O points, and can increase the special function modules or expansion boards. Communications and data connectivity options make FX1N in volume, communications and special function modules such important applications perfectly. The topics include: analysis of plant

7、 and a clear system control requirements; PLC selection; determine the systems I / O device number and type; control process design; control programming.PLC control system in the car transporter in the application, has been in domestic and international projects has been applied in the factory, with

8、 huge economic and social value, the intelligence and automation beyond the idea worthy of further research and extension.Key words ：PLC ; control system for transporter cart目 錄緒論 5 1.1運(yùn)料小車(chē)的發(fā)展概況5第二章 可編程控制器（PLC）概述52.1 PLC的定義.52.2 plc的發(fā)展.62.3 plc的功能.62.4 PLC的特點(diǎn) .72.5 PLC的基本組成及各部分作用82.5.1中央處理單元(CPU).92

9、.5.2 I/O模塊92.5.3電源模塊92.5.4底板或機(jī)架102.5.5存儲(chǔ)器102.6 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域10第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)113.1設(shè)備控制要求123.2系統(tǒng)控制流程圖123.3 I/O地址分配表143.4運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)圖.153.5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)15第四章 系統(tǒng)軟件源程序設(shè)計(jì)164.1小車(chē)啟停輔助繼電器164.2行程開(kāi)關(guān)164.3呼叫按鈕174.4比較184.5向右運(yùn)動(dòng)184.6向左運(yùn)動(dòng)194.7 四相步進(jìn)電機(jī)輸出19結(jié)束語(yǔ)20致 謝20參考文獻(xiàn)21 附錄.21緒論可編程控制器（PLC）是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上以微處理器為心，將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的

10、新型工業(yè)控制裝置。以其編程簡(jiǎn)單、可靠性高，功能完善，體積小、重量輕的特有優(yōu)勢(shì), 廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)是冶金、有色金屬、煤礦、車(chē)站、港口、碼頭倉(cāng)庫(kù)、礦井等行業(yè)的主要設(shè)備之一。本文介紹了一種基于三菱FX1s-20MR 型PLC 控制的運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用PLC 控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)小車(chē)一處裝料兩處卸料的自動(dòng)控制?？蓪?shí)現(xiàn)在線參數(shù)和控制過(guò)程的調(diào)整，克服了繼電器控制系統(tǒng)的可靠性差，維修控制不方便等不足。極大地提高了設(shè)備控制靈活性、穩(wěn)定性以及維護(hù)保養(yǎng)性能和工作效率1.1 運(yùn)料小車(chē)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(yùn)輸控制也將得到不斷的改善和生產(chǎn)率的不斷提高，運(yùn)料小車(chē)控

11、制經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：（1）手動(dòng)控制：在20世紀(jì)60年代末70年代初期，便有一些工業(yè)生產(chǎn)采用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的控制，但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟，只能夠用手動(dòng)的方式來(lái)控制機(jī)器，而且早期運(yùn)料小車(chē)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(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷，幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作。（2）自動(dòng)控制：在20世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格下降，這時(shí)的大型工控企業(yè)將PLC充分的與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，通過(guò)機(jī)器人技術(shù)，自動(dòng)化設(shè)備終于實(shí)現(xiàn)了PLC在運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)在自動(dòng)方面的應(yīng)用。（3）全自動(dòng)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

12、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(yùn)用到運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的全自動(dòng)控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。PLC運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)具有連線簡(jiǎn)單控制速度快，精度高，可靠性和可維護(hù)性好，維修和改造方便等優(yōu)點(diǎn)。第二章 可編程控制器（PLC）概述2.1 PLC的定義PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)

13、字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)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(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。下圖為歐姆龍：2.2PLC的發(fā)展1968年美國(guó)GM（通用汽車(chē)）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開(kāi)招標(biāo)提出十項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn):(1)編程方便，現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)；(6)成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；(7)

14、輸入可以是交流115V；(8)輸出為交流115V, 2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；(9)在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；(10)用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。1969年，美國(guó)數(shù)字公司(DEC)研制出了第一臺(tái)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(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)，很快在美國(guó)其它工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了第五代PLC產(chǎn)品。2.3 plc的功能1）基本控制功能PLC提供了與、或、非等各種指令，可實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)的各種連接的開(kāi)關(guān)量控制。使用PLC提供的定時(shí)、計(jì)數(shù)指令

15、，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，其定時(shí)值和計(jì)數(shù)值即可由用戶在編程時(shí)設(shè)定，也可用數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定，其值可進(jìn)行在線修改，操作十分靈活方便。2）步進(jìn)控制功能PLC提供了專門(mén)用于步進(jìn)控制的步進(jìn)指令，編程使用及為方便。3）模擬控制功能PLC提供了各種智能模塊，如模擬輸入模塊，模擬輸出模塊，熱電阻用模擬輸入模塊等等，通過(guò)這些模擬輸入輸出模塊，可實(shí)現(xiàn)溫度、流量、壓力、速度、位移等模擬量的控制。4）定位控制功能定位控制是PLC不可缺少的控制之一。PLC提供的高速計(jì)數(shù)模塊，定位模塊、脈沖輸出模塊等智能模塊，以實(shí)現(xiàn)各種要求定位控制。5）網(wǎng)絡(luò)通信功能通過(guò)RS232C接口與各種RS232C設(shè)備進(jìn)行通訊。6）自診斷功能PLC

16、本身具有較強(qiáng)的自珍斷功能，保證CPU、RAM、I/O總線等核心硬件正常的情況下，執(zhí)行用戶控制程序。7）顯示監(jiān)控功能借助于編程控制器或人機(jī)界面，可直觀地顯示有關(guān)部分運(yùn)行狀態(tài)，并可方便的調(diào)整定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值， 為調(diào)試和維護(hù)提供了方便。2.4 PLC的特點(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。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模

17、的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)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(cè)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)。2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC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

18、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作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)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，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)

19、程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5）體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2.5 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(jī)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PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)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(jī)。另外還有獨(dú)立的1/0擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。主機(jī)中，CPU是PLC的核心，1/0單元是連接CPU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口電路，

20、通信接口用于PLC與編程器和上位機(jī)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(guò)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(kuò)展底板。CPU底板與擴(kuò)展底板之間通過(guò)電纜連接，距離一般不超過(guò)10m.無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。2.5.1 中央處理單元(CPU)：CPU在PLC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運(yùn)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(chǔ)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

21、電路的工作狀態(tài)和編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤;(3) 用掃描的方式接收輸入信號(hào)，送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來(lái);(4) PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解釋和行，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:(1) 通用微處理器，如8080, 8088, Z80A, 8085等。通用微處理器的價(jià)格便宜，通用性強(qiáng)，還可以借用微機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。(2) 單片機(jī)，如8051等。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)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

22、理器，如AMD2900系列等。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以4位為一片。用幾個(gè)位片級(jí)聯(lián)，可以組成任意字長(zhǎng)的微處理器。改變微程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以改變計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個(gè)微處理器，將控制任務(wù)劃分為若干個(gè)可以并行處理的部分，幾個(gè)微處理器同時(shí)進(jìn)行處理。這種高運(yùn)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。 2.5.2 I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)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)

23、入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。常用的I/O分類如下：開(kāi)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)

24、限制。2.5.3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。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。2.5.4底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。2.5.5存儲(chǔ)器根據(jù)存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下3種:(1) 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器:和各種計(jì)算機(jī)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(chǔ)器就是用來(lái)存放這部分程

25、序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM.（2）用戶程序存儲(chǔ)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(chǔ)器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試，故用戶程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫(xiě)的RAM。（3）工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，開(kāi)辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映象寄存器用來(lái)存儲(chǔ)PLC的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。2.6 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化

26、工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。(1)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。(2)模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使

27、可編程控制器用于模擬量控制。(3)運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。(4)過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)

28、行專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。(5)數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。(6)通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各P

29、LC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)料小車(chē)由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，小車(chē)右行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，小車(chē)左行。在生產(chǎn)線上有5個(gè)編碼為15的站點(diǎn)供小車(chē)停靠，在每一個(gè)?？空景惭b一個(gè)行程開(kāi)關(guān)以監(jiān)測(cè)小車(chē)是否到達(dá)該站點(diǎn)。對(duì)小車(chē)的控制除了啟動(dòng)按鈕和停止按鈕之外，還設(shè)有5個(gè)呼叫開(kāi)關(guān)（HJ1HJ5）分別與5個(gè)?？奎c(diǎn)相對(duì)應(yīng)。3.1設(shè)備控制要求運(yùn)料小車(chē)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上的控制要求如下；（1）按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；（2）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫

30、按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；（3）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，小車(chē)向左運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕HJ所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止；（4）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕HJ的編碼時(shí)，小車(chē)保持不動(dòng)；（5）呼叫按鈕開(kāi)關(guān)HJIHJ5應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。3.2系統(tǒng)控制流程圖3.3 I/O地址分配表表1 系統(tǒng)I/O資源配置表序號(hào)元件名設(shè)備名作用10.00SB0啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)2100.08SB11號(hào)形成開(kāi)關(guān)3100.09SB21號(hào)形成開(kāi)關(guān)4100.10SB31號(hào)形成開(kāi)關(guān)5100.11SB41號(hào)形成開(kāi)關(guān)6100.12SB51號(hào)形成開(kāi)關(guān)80.01SB111號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)90.02S

31、B122號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)100.03SB133號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)110.04SB144號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)120.05SB155號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)14200.01KMO電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器15200.02KM1電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器3.4運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)圖：?jiǎn)?dòng)按鈕停止按鈕5個(gè)呼叫按鈕5個(gè)行程開(kāi)關(guān)歐姆龍 P L C四相異步電動(dòng)機(jī)3.5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件接線圖如圖圖中KM1 和KM2 分別是控制電機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行（小車(chē)前進(jìn)）和反轉(zhuǎn)運(yùn)行（小車(chē)后退）的交流接觸器。用KM1 和KM2 的主觸點(diǎn)改變進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的三相電源的相序, 即可以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。圖 中KM1 的線圈串聯(lián)了KM2 的輔助常閉觸點(diǎn),KM2 的線圈串聯(lián)了KM1

32、的輔助常閉觸點(diǎn),組成了硬件互鎖電路?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車(chē)前進(jìn)、后退）切換過(guò)程中電感的延時(shí)作用,導(dǎo)致原來(lái)接通的接觸器的主觸點(diǎn)還未斷弧時(shí), 另一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過(guò)主電路與PLC 的控制電路的接線, 才能實(shí)現(xiàn)PLC 對(duì)系統(tǒng)的控制。第四章 系統(tǒng)軟件源程序設(shè)計(jì)4.1小車(chē)啟停輔助繼電器當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，該輔助繼電器200.04得電；當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)4.2行程開(kāi)關(guān)在該程序中，5個(gè)站的行程開(kāi)關(guān)分別用數(shù)字1-5來(lái)表示，當(dāng)小車(chē)在1號(hào)站時(shí)，行程開(kāi)關(guān)0.08得電，將數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0；當(dāng)小車(chē)在2號(hào)站時(shí)，行程開(kāi)關(guān)0.09得電，將數(shù)字2傳送到

33、數(shù)據(jù)寄存器D0。依次類推，當(dāng)小車(chē)在5號(hào)站時(shí)，行程開(kāi)關(guān)0.12得電，將數(shù)字5傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0。4.3呼叫按鈕在該程序中，5個(gè)站的呼叫按鈕分別用數(shù)字1-5來(lái)表示，而且由于5個(gè)呼叫按鈕開(kāi)關(guān)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先，所以需5個(gè)輔助繼電器0.010.05。當(dāng)按下1號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)100.01得電，數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)1號(hào)按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器得電；當(dāng)按下2號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)100.02得電，數(shù)字2傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)2號(hào)按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器得電；依次類推，當(dāng)按下5號(hào)站呼叫按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)100.05得電，數(shù)字5傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)5號(hào)按鈕開(kāi)關(guān)輔助繼電器得

34、電4.4比較按下啟動(dòng)按鈕和呼叫按鈕后，開(kāi)始對(duì)行程開(kāi)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(jìn)行比較。當(dāng)（D0）（D1）時(shí)，即小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，200.02得電，小車(chē)向左運(yùn)行；當(dāng)（D0）=（D1）時(shí)，即小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時(shí)，200.01得電，小車(chē)不動(dòng)；當(dāng)（D0）（D1）時(shí)，即小車(chē)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(chē)向右運(yùn)行。4.5向右運(yùn)動(dòng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行，運(yùn)行呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止4.6向左運(yùn)動(dòng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向左運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止4.7 四相步進(jìn)電機(jī)輸出定時(shí)每部之間的時(shí)間間隔為0.2S。 結(jié)束語(yǔ)本文主要介紹了運(yùn)料小車(chē)的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)代社會(huì)對(duì)運(yùn)料小車(chē)的功能要求，以及運(yùn)料小車(chē)以后的發(fā)展趨勢(shì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，運(yùn)料小車(chē)應(yīng)用前景可觀。在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下，我在本文中解決了如下問(wèn)題：控制系統(tǒng)硬件電路的正確設(shè)計(jì)及連接，節(jié)約了成本，優(yōu)化了配置；實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工作臺(tái)5個(gè)呼叫站的呼叫要求，小車(chē)能正確無(wú)誤的應(yīng)答各呼叫站的呼叫；軟件編程調(diào)試方面，通過(guò)歐姆龍編程軟件已經(jīng)正確調(diào)試了設(shè)計(jì)程序，并在設(shè)計(jì)調(diào)試中收獲很多寶貴經(jīng)驗(yàn)。致 謝感謝趙學(xué)軍、龍超、李平、陳樂(lè)庚老師