飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)摘要作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，可編程控制器實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍，在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。本論文通過對(duì)飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的組成的了解,利用PLC的功能和特點(diǎn)設(shè)計(jì)出了此系統(tǒng).系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作，當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設(shè)備開始工作，罐裝過程為5秒鐘，罐裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5秒后停止不再顯示報(bào)警；用兩個(gè)傳感器和若干個(gè)加法器檢測(cè)并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)。本課題主要用了PLC，傳感器，繼電器等。采用它的自動(dòng)控制能力好的特點(diǎn)，這樣可以在生產(chǎn)過程中無需有人控制。同時(shí)還介紹還介紹了PLC的組成，特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)等。關(guān)鍵詞：飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制ABSTRACTAsageneralindustrialcontrolcomputers,programmablecontrollersoftheindustrialcontrollogictothestorageareaofwiringtheleapinlogic,industrialcontrolintheworldisplayinganincreasinglyimportantrole.Inthispaper,canneddrinksthroughtheproductionlinecontrolsystemcomposedofunderstandinganduseofthePLCfunctionsandfeaturesdesignedtothesubject.ThemaintopicoftheMitsubishiPLC,sensors,relays,andsoon.Itsabilitytocontroltheuseofgoodcharacteristics,thiscanintheproductionprocesswithoutsomecontrol.ThearticlehasjustbegunonthePLC'sknowledge,giventhecompositionofthePLC,thecharacteristicsandprinciples,andextendedtointheapplicationofthesystem.Thearticleonthesubjectofsystemdesignhasalsomadedetailed,andalsointroducedthePLCprogrammingandapplications.Keywords：Canneddrinksproductionlinescontrol目錄引言可編程控制器簡(jiǎn)稱PC（ProgrammableController），它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController）和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個(gè)老名字。1987年國際電工委員會(huì)（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)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)。1、概述1.1可編程控制器的基本組成運(yùn)行狀態(tài)下，輸入單元接收到外部元件發(fā)出的輸入信號(hào)，可編程控制器執(zhí)行程序，并根據(jù)程序運(yùn)行后的結(jié)可編程控制器主要由CPU、存儲(chǔ)器、基本I/O接口電路、外設(shè)接口、編程裝置、電源等組成?？删幊炭刂破鞯慕Y(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)。編程裝置將用戶程序送入可編程控制器，在可編程控制器果，由輸出單元驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。1.1.1CPU單元CPU是可編程控制器的控制中樞，相當(dāng)于人的大腦。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有：它在系統(tǒng)監(jiān)控程序的控制下工作，通過掃描方式，將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)寫入輸入映象寄存區(qū)域，PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送、邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算等，然后將結(jié)果送到輸出映像寄存區(qū)域。CPU常用的微處理器有通用型微處理器、單片機(jī)和位片式計(jì)算機(jī)等。通用型微處理器常見的如Intel公司的8086、80186、到Pentium系列芯片，單片機(jī)型的微處理器如Intel公司的MCS-96系列單片機(jī)，位片式微處理器如AMD2900系列的微處理器。小型PLC的CPU多采用單片機(jī)或?qū)Ｓ肅PU，中型PLC的CPU大多采用16位微處理器或單片機(jī)，大型PLC的CPU多用高速位片式處理器，具有高速處理能力。1.1.2.存儲(chǔ)器可編程控制器的存儲(chǔ)器由只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和可電擦寫的存儲(chǔ)器EEPROM三大部分構(gòu)成，主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。只讀存儲(chǔ)器ROM用以存放系統(tǒng)程序，可編程控制器在生產(chǎn)過程中將系統(tǒng)程序固化在ROM中，用戶是不可改變的。用戶程序和中間運(yùn)算數(shù)據(jù)存放的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中，RAM存儲(chǔ)器是一種高密度、低功耗、價(jià)格便宜的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池做備用電源。它存儲(chǔ)的內(nèi)容是易失的，掉電后內(nèi)容丟失；當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，用戶程序可以保存在只讀存儲(chǔ)器EEPROM或由高能電池支持的RAM中。EEPROM兼有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn)，用來存放需要長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)。1.1.3.I/O單元及I/O擴(kuò)展接口（1）I/O單元PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部電路（如行程開關(guān)、按鈕、傳感器等）提供的符合PLC輸入電路要求的電壓信號(hào)，通過光電耦合電路送至PLC內(nèi)部電路。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾能力，輸入響應(yīng)時(shí)間一般在0.1~15ms之間。根據(jù)輸入信號(hào)形式的不同，可分為模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元兩大類。根據(jù)輸入單元形式的不同，可分為基本I/O單元、擴(kuò)展I/O單元兩大類。（2）I/O擴(kuò)展接口可編程控制器利用I/O擴(kuò)展接口使I/O擴(kuò)展單元與PLC的基本單元實(shí)現(xiàn)連接，當(dāng)基本I/O單元的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不夠使用時(shí)，可以用I/O擴(kuò)展單元來擴(kuò)充開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的I/O端子。1.1.4.外設(shè)接口外設(shè)接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能通過外設(shè)接口組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC通過PC/PPI電纜或使用MPI卡通過RS-485接口與計(jì)算機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。1.1.5.電源電源單元的作用是把外部電源（220V的交流電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。外部連接的電源，通過PLC內(nèi)部配有的一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需要的工作電源（直流5伏、正負(fù)12伏、24伏），并為外部輸入元件（如接近開關(guān)）提供24V直流電源（僅供輸入端點(diǎn)使用），而驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的電源由用戶提供。1.2可編程控制器的主要特點(diǎn)(1)可靠性高：PLC的MTBF一般在40000～50000h以上，西門子、ABB、松下等微小型PLC可達(dá)10萬h以上，而且均有完善的自診斷功能，判斷故障迅速，便于維護(hù)。(2)模塊化組合靈活：可編程控制器是系列化產(chǎn)品，通常采用模塊結(jié)構(gòu)來完成不同的任務(wù)組合。I/O從8～8192點(diǎn)，有多種機(jī)型、多種功能模板可靈活組合，結(jié)構(gòu)形式也是多樣的。(3)功能強(qiáng)PLC應(yīng)用微電子技術(shù)和微計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)單型式都具有邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能?；拘褪皆偌由夏MI/O、基本算術(shù)運(yùn)算、通信能力等。復(fù)雜型式除了具有基本型式的功能外，還具有擴(kuò)展的計(jì)算能力、多級(jí)終端機(jī)制、智能I/O、PID調(diào)節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信能力、遠(yuǎn)程I/O、多處理器和高速數(shù)據(jù)處理能力。(4)編程方便：PLC適用針對(duì)工業(yè)控制的梯形圖、功能塊圖、指令表和順序功能表圖(SFC)編程，不需要太多的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)。新的編程工作站配有綜合的軟件工具包，并可在任何兼容的個(gè)人計(jì)算機(jī)上編程。(5)適應(yīng)工業(yè)環(huán)境：PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境工作，能在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠工作。這是PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)生存價(jià)值。(6)安裝、維修簡(jiǎn)單 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比，PLC安裝不需要特殊機(jī)房和嚴(yán)格的屏蔽。使用時(shí)只要各種器件連接無誤，系統(tǒng)便可工作，各個(gè)模件上設(shè)有運(yùn)行和故障指示裝置，便于查找故障，大多數(shù)模件可以帶電插拔，模件可更換，使用戶可以在最短的時(shí)間內(nèi)查出故障，并排除，最大限度地壓縮故障停機(jī)時(shí)間，使生產(chǎn)迅速恢復(fù)。然后再對(duì)故障模件進(jìn)行修復(fù)，這對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)場(chǎng)合尤為適宜。一些PLC外殼由可在不良工作環(huán)境下工作的合金組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，上面帶有散熱槽，在高溫下，該外殼不像塑料制品那樣變形，還可抗無線電頻率(RF高頻)電磁干擾、防火等。(7)運(yùn)行速度快：隨著微處理器的應(yīng)用，使PLC的運(yùn)行速度增快，使它更符合處理高速度復(fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別不是很明顯。(8)總價(jià)格低PLC的重量、體積、功耗和硬件價(jià)格一直在降低，雖然軟件價(jià)格占的比重有所增加，但是各廠商為了競(jìng)爭(zhēng)也相應(yīng)地降低了價(jià)格。另外，采用PLC還可以大大縮短設(shè)計(jì)、編程和投產(chǎn)周期，使總價(jià)格進(jìn)一步降低。PLC系統(tǒng)與工業(yè)總線計(jì)算機(jī)和DCS系統(tǒng)相互滲透，互為借鑒，相互競(jìng)爭(zhēng)而發(fā)展。促進(jìn)了工業(yè)的進(jìn)步。PLC產(chǎn)品面臨現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需要。1.3可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)PLC的發(fā)展也是與計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，正是這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了可編程控制器的發(fā)展。從控制功能來看，可編程控制器的發(fā)展大致經(jīng)歷了4個(gè)階段：(1)初級(jí)階段：從第一臺(tái)PLC問世到20世紀(jì)70年代中期由于第一代PLC是為了取代繼電器的，因此，主要功能是邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)功能。CPU由中小規(guī)模數(shù)字集成電路構(gòu)成。主要產(chǎn)品有：MODICON公司的084，AB公司的PDQ-IL，DEC公司的PDP-14，日立公司的SCY-022等。第一階段就采用了梯形圖語言作為編程方式，盡管有些枯燥，但卻形成了工廠的編程標(biāo)準(zhǔn)；(2)擴(kuò)展階段：從20世紀(jì)70年代中期到70年代末期這一階段PLC產(chǎn)品的控制功能得到很大擴(kuò)展。擴(kuò)展的功能包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的比較和運(yùn)算、模擬量的運(yùn)算等功能。這一階段的產(chǎn)品有MODICON的184，284，384，西門子公司的SIMATICS3系列，富士電機(jī)公司的SC系列產(chǎn)品；(3)通信階段：20世紀(jì)70年代末期到80年代中期這一階段產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)通信的發(fā)展有關(guān)，形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)。但是，由于各制造商各自為政，通信系統(tǒng)也是各有各的規(guī)范。由于在很短的時(shí)間內(nèi)，PLC就已經(jīng)從汽車行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè)，作為繼電器的替代品進(jìn)入了食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個(gè)行業(yè)。其次，產(chǎn)品功能也得到很大的發(fā)展。同時(shí)，可靠性進(jìn)一步提高。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的SIMATICS6系列，GOULD公司的M84，884等，富士電機(jī)的MICRO和TI公司的TI530等；(4)開放階段：從20世紀(jì)80年代中期開始由于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開放系統(tǒng)互連的參考模型OSI，使PLC在開放功能上有較大發(fā)展。主要表現(xiàn)為通信系統(tǒng)的開放，使各制造廠商的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議開始標(biāo)準(zhǔn)化，使用戶得益。此外，PLC開始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng)，增加高級(jí)語言編程，并完成了編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化工作。這一階段的產(chǎn)品有西門子公司的S7系列，AB公司的PLC-5，SLC500，德維森的V80和PPC11，加拿大ONLINECONTROL公司與合控電氣公司所開發(fā)的OPENPLC等。1.4可編程控制器的工作原理PLC的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時(shí)間稱描周期或工作周期。CPU從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。執(zhí)行用戶程序時(shí)，需要各種現(xiàn)場(chǎng)信息，這些現(xiàn)場(chǎng)信息已接到PLC的輸入端口。PLC采集現(xiàn)場(chǎng)信息即采集輸入信號(hào)有兩種方式：第一種，采樣輸入方式。一般在掃描周期的開始或結(jié)束將所有輸入信號(hào)（輸入元件的通/斷狀態(tài)）采集并存放到輸入映像寄存器（PII）中。執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均在輸入映像寄存器中取用，而不直接到輸入端或輸入模塊去取用。第二種，立即輸入方式。隨著程序的執(zhí)行需要那一個(gè)輸入信號(hào)就直接從輸入端或輸入模塊取用這個(gè)輸入狀態(tài)，如“立即輸入指令”就是這樣，此時(shí)輸入映像寄存器的內(nèi)容不變，到下一次集中采樣輸入時(shí)才變化。同樣，PLC對(duì)外部的輸出控制也有集中輸出和立即輸出兩種方式。集中輸出方式在執(zhí)行用戶程序時(shí)不是得到一個(gè)輸出結(jié)果就向外輸出一個(gè)，而是把執(zhí)行用戶程序所得的所有輸出結(jié)果，先后全部存放在輸出映像寄存器（PIQ）中，執(zhí)行完用戶程序后所有輸出結(jié)果一次性向輸出端口或輸出模塊輸出，使輸出設(shè)備部件動(dòng)作。立即輸出方式是在執(zhí)行用戶程序時(shí)將該輸出結(jié)果立即向輸出端口或輸出模塊輸出，如“立即輸出指令”就是這樣，此時(shí)輸出映像寄存器的內(nèi)容也更新。PLC對(duì)輸入輸出信號(hào)的傳送還有其他方式。如有的PLC采用輸入，輸出刷新指令。在需要的地方設(shè)置這類指令，可對(duì)此電源ON的全部或部分輸入點(diǎn)信號(hào)讀入上電一次，以刷新輸入映像寄存器內(nèi)容；或?qū)⒋藭r(shí)的輸出結(jié)果立即向輸出端口或輸出模塊輸出。又如有的PLC上有輸入、輸出的禁止功能，實(shí)際上是關(guān)閉了輸入、輸出傳送服務(wù)，這意味著此時(shí)的輸入信號(hào)不讀入、輸出信號(hào)也不輸出?？删幊炭刂破髡麄€(gè)運(yùn)行可分為三部分：第一部分是上電處理?？删幊炭刂破魃想姾髮?duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模塊配置運(yùn)行方式檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。第二部分是掃描過程。可編程控制器上電處理完成以后進(jìn)入掃描工作過程。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。當(dāng)CPU處于STOP方式時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng)CPU處于RUN方式時(shí)，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。第三部分是出錯(cuò)處理。PLC每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動(dòng)作是否正常，如CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O、通信等是否異?；虺鲥e(cuò)，如檢查出異常時(shí)，CPU面板上的LED及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，CPU被強(qiáng)制為STOP方式，所有的掃描停止。PLC運(yùn)行正常時(shí)，掃描周期的長(zhǎng)短與CPU的運(yùn)算速度有關(guān)，與I/O點(diǎn)的情況有關(guān)，與用戶應(yīng)用程序的長(zhǎng)短及編程情況等均有關(guān)。通常用PLC執(zhí)行1K指令所需時(shí)間來說明其掃描速度(一般1~10ms/K)。值得注意的是，不同指令其執(zhí)行是不同的，從零點(diǎn)幾微秒到上百微秒不等，故選用不同指令所用的掃描時(shí)間將會(huì)不同。若用于高速系統(tǒng)要縮短掃描周期時(shí)，可從軟硬件上考慮。2、PLC的編程及應(yīng)用2.1PLC編程方法梯形圖是PLC中最常用的方法，它源于傳統(tǒng)的繼電器電路圖，但發(fā)展到今天兩者之間已經(jīng)有了極大的差別。PLC的梯形圖有一條左母線，相當(dāng)于繼電器電路的電源正極，還有一條右母線，相當(dāng)于電源負(fù)極。

(1)經(jīng)驗(yàn)編程法

(2)解析編程法

(3)圖解編程法

PLC在梯形圖里可以無數(shù)次地使用其觸點(diǎn)，既可以是常閉也可以是常開。2.2PLC編程的基本規(guī)則PLC編程應(yīng)遵循以下基本規(guī)則：(1)輸入/輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等軟元件的觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無需復(fù)雜的程序結(jié)構(gòu)來減少觸點(diǎn)的使用次數(shù)。

(2)梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈止于右母線。觸點(diǎn)不能直接接右母線；線圈不能直接接左母線。

(3)在程序編寫中一般不允許雙重線圈輸出，步進(jìn)順序控制除外。

(4)可編程序控制器程序編寫中所有的繼電器的編號(hào)，都應(yīng)在所選PLC軟元件列表范圍內(nèi)。

(5)梯形圖中不存在輸入繼電器的線圈。

(6)程序的編寫應(yīng)按照自上而下、從左到右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數(shù)，程序應(yīng)“左大右小、上大下小“，盡量不出現(xiàn)電路塊在左邊或下邊的情況。2.3典型控制程序(1)自保持程序自保持電路也稱自鎖電路。常用于無機(jī)械鎖定開關(guān)的啟動(dòng)停止控制中。如用無機(jī)鎖定功能的按鈕控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止；并且分為啟動(dòng)優(yōu)先和斷開優(yōu)先兩種。(2)互鎖程序互鎖電路用于不允許同時(shí)動(dòng)作的兩個(gè)或多個(gè)繼電器的控制，如電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。

(3)時(shí)間電路程序時(shí)間電路程序主要用于延時(shí)、定時(shí)和脈沖控制。時(shí)間控制電路，既可以用以用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)也可以用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖實(shí)現(xiàn)。在FX1S系列有64個(gè)定時(shí)器和四種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖（1min、1S、100ms、10ms）可用于時(shí)間控制，編程時(shí)使用方便.3、順序控制及狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，采用步進(jìn)指令可對(duì)復(fù)雜的順序控制進(jìn)行編程。為了對(duì)步進(jìn)指令靈活地運(yùn)用，我們?cè)诖藨?yīng)對(duì)順序控制和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的概念加強(qiáng)了解。

3.1順序控制所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝所要求的動(dòng)作規(guī)律，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時(shí)間順序，使生產(chǎn)過程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地、有秩序地進(jìn)行操作。

在順序控制中，生產(chǎn)過程是按順序、有秩序地連續(xù)工作。因此可以將一個(gè)較復(fù)雜的生產(chǎn)過程分解成若干步驟，每一步對(duì)應(yīng)生產(chǎn)過程中的一個(gè)控制任務(wù)，即一個(gè)工步或一個(gè)狀態(tài)。且每個(gè)工步往下進(jìn)行都需要一定的條件，也需要一定的方向，這就是轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向。

3.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)法何謂狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（系統(tǒng)狀態(tài)）設(shè)計(jì)法，系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)一般有兩種思路：一是針對(duì)某一具體對(duì)象（輸出）來考慮），另一種就是功能圖設(shè)計(jì)法。它把整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)時(shí)間段，在這段時(shí)間里可以有一個(gè)輸出，也可有多個(gè)輸出，但他們各自狀態(tài)不變。一旦有一個(gè)變化，系統(tǒng)即轉(zhuǎn)入下一個(gè)狀態(tài)。給每一個(gè)時(shí)間段設(shè)定一個(gè)狀態(tài)器（步進(jìn)接點(diǎn)），利用這些狀態(tài)器的組合控制輸出。例如工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)控制系統(tǒng),我們可以畫出它的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖：一工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)控制程序（1）要求：正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)信號(hào)SB0、SB1，停車信號(hào)SB2，左右限位開關(guān)SQ1、SQ2，左右極限保護(hù)開關(guān)SQ3、SQ4，輸出信號(hào)Y0、Y1。具有電氣互鎖和機(jī)械互鎖功能。

3.3狀態(tài)轉(zhuǎn)移的實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)順序控制過程都可分解為若干步驟，每一工步就是控制過程中的一個(gè)狀態(tài)，所以順序控制的動(dòng)作流程圖也稱為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就是用狀態(tài)（工步）來描述控制過程的流程圖。

在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中，一個(gè)完整的狀態(tài)必須包括：

(1)該狀態(tài)的控制元件；

(2)該狀態(tài)所驅(qū)動(dòng)的對(duì)象；

(3)向下一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件；

(4)明確的轉(zhuǎn)移方向。

狀態(tài)轉(zhuǎn)移的實(shí)現(xiàn)，必須滿足兩個(gè)方面：一是轉(zhuǎn)移條件必須成立，二是前一步當(dāng)前正在進(jìn)行。二者缺一不可，否則程序的執(zhí)行在某些情況下就會(huì)混亂。

3.4畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的一般步驟(1)分析控制要求和工藝流程，確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖結(jié)構(gòu)（復(fù)雜系統(tǒng)需要）。

(2)工藝流程分解若干步，每一步表示一穩(wěn)定狀態(tài)。

(3)確定步與步之間轉(zhuǎn)移條件及其關(guān)系。

(4)確定初始狀態(tài)。（可用輸出或狀態(tài)器）

(5)解決循環(huán)及正常停車問題。

(6)急停信號(hào)的處理。4、飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)目的采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，完成PLC控制飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。4.2設(shè)計(jì)器材施耐德PLC，XK-2005電氣智能技術(shù)應(yīng)用教學(xué)專家系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，導(dǎo)線若干。4.3動(dòng)作要求（1）系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作（2）當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設(shè)備開始工作，罐裝過程為5秒鐘，罐裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5秒后停止不再顯示報(bào)警；（3）用兩個(gè)傳感器和若干個(gè)加法器檢測(cè)并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)，必須記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設(shè)最多不超過9999瓶

（4）可以手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值清零（復(fù)位）4.4I/O分配表%I0.0啟動(dòng)%I0.2空瓶數(shù)復(fù)位%I0.1停止%I0.3滿瓶數(shù)復(fù)位%M2空瓶數(shù)計(jì)數(shù)%M5滿瓶數(shù)計(jì)數(shù)%Q0.2報(bào)警顯示%Q0.1傳送帶4.5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖%Q0.1M1M6%Q0.1M1M6M2T0C0+1M3T15SM5%I0.0C1+1%Q0.2%I0.0傳送帶起動(dòng) 傳送帶起動(dòng)檢測(cè)空瓶數(shù)檢測(cè)空瓶數(shù)1S1S1S1S檢測(cè)滿瓶數(shù)檢測(cè)滿瓶數(shù)飲料罐裝流水線控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖飲料罐裝流水線控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4.6梯形圖實(shí)驗(yàn)臺(tái)接線參照?qǐng)D如下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)的外部接線。滿瓶數(shù)手動(dòng)復(fù)位罐裝設(shè)備下停頓1秒罐裝過程為5秒空瓶數(shù)手動(dòng)滿瓶數(shù)手動(dòng)復(fù)位罐裝設(shè)備下停頓1秒罐裝過程為5秒空瓶數(shù)手動(dòng)復(fù)位空瓶數(shù)計(jì)數(shù)滿瓶數(shù)計(jì)數(shù)4.7上機(jī)調(diào)試首先對(duì)要求進(jìn)行編寫程序，調(diào)整輸入輸出分配，按照飲料罐裝流水線控制系統(tǒng)根據(jù)輸入再后面填寫對(duì)應(yīng)輸出，根據(jù)要求進(jìn)行循環(huán)，加寫循環(huán)程序。程序完成后，進(jìn)行外部接線，COM口接0V。C1接24V并根據(jù)要求和I