基于PLC控制的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)(完整資料)

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基于PLC控制的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）作者：學(xué)號(hào):系部:專業(yè)：題目：基于PLC控制的運(yùn)料小車設(shè)計(jì)指導(dǎo)者：ＸＸX評(píng)閱者：２0１2年5月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要可編程序控制器(Pｒogramｍabｌecontroller)簡(jiǎn)稱PLC，由于PＬC的可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，所以PLＣ的應(yīng)用領(lǐng)域在迅速擴(kuò)大.對(duì)早期的ＰLＣ,凡是有繼電器的地方，都可采用.而對(duì)當(dāng)今的PLC幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC。尤其是近幾年來，PLＣ的成本下降，功能又不段增強(qiáng)，所以,目前PLＣ在國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè).本設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的手動(dòng)和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化,改變以往小車的單純手動(dòng)運(yùn)料，減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)！而且本運(yùn)料小車的設(shè)計(jì)是由于工作環(huán)境惡劣，不允許人進(jìn)入工作環(huán)境的情況下孕育而成的。本文從第一二章運(yùn)料小車的系統(tǒng)方案的確定為切入點(diǎn),介紹了為什么選用PＬC控制小車;第三章介紹了運(yùn)料小車的應(yīng)達(dá)到的控制要求；第四章根據(jù)控制要求進(jìn)行了小車系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì),包括端子接線圖、梯形圖（分段設(shè)計(jì)說明和系統(tǒng)總梯形圖）和程序指令設(shè)計(jì)；最后得出結(jié)論。關(guān)鍵詞：PLC，運(yùn)料小車，控制，程序設(shè)計(jì)目錄TOＣ\ｏ”1－3"\ｈ\z\u引言PAGEREＦ_Toc32４４6９54２\h1第１章可編程控制器（PLＣ）概況ＰAＧEREF＿Toｃ3244695４3\h２1．1PLC的定義ＰAGＥREＦ_Tｏｃ324４69544\ｈ2HＹPERLINK\l＂_Toc3244６95４５”１．2ＰLC的發(fā)展PＡＧEＲEＦ＿Toc３24469545\h2HＹPERLINK\h\z\u前言4_Toc344900989”可編程邏輯控制器簡(jiǎn)介62。1選型分析72.2系統(tǒng)的安裝82。3輸入/輸出模塊的選擇8_Toc344900995"2。5PLC的選型10HYPERLINK\l”_Toc344900996”2.6運(yùn)料小車控制發(fā)展的歷程12HYPERLINK\l”_Toc344901001”2.7運(yùn)料小車系統(tǒng)方案的確定12HYPERLINK\l”_Toc344901006"第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)14_Toc344901008"3.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)17HYPERLINK\l”_Toc344901009”3。3主要參數(shù)計(jì)算183。4I/O地址分配19HYPERLINK\l”_Toc344901012"數(shù)字量輸入部分19HYPERLINK\l”_Toc344901013"數(shù)字量輸出部分20_Toc344901015"3.5I/O接線圖214.1梯形圖的概述22HYPERLINK\l”_Toc344901018”4.2語句表的概述22HYPERLINK\l”_Toc344901019”4.3小車運(yùn)行條件23HYPERLINK\l”_Toc344901020"4。4梯形圖24_Toc344901022”小車啟停輔助繼電器25呼叫按鈕25向右運(yùn)動(dòng)305。1編程軟件34總結(jié)37HYPERLINK\l”_Toc344901031”致謝39前言隨著社會(huì)迅速的發(fā)展,各機(jī)械產(chǎn)品層出不窮。控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，應(yīng)用范圍涉及各個(gè)領(lǐng)域,例如：機(jī)械、汽車制造、化工、交通、軍事、民用等。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力器。PLC的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力,而且大大地簡(jiǎn)化和減少了維修維護(hù)的工作量。它的接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受，梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用ＰＬＣ的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便的實(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)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門，使它很受工程技術(shù)人員的歡迎。PLC以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn),在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用.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)部電路采用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說,使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電氣系統(tǒng)相比,電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)以減少到數(shù)百甚至千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障檢測(cè)功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)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子診斷程序，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)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了.本課題研究的主要內(nèi)容是通過PLC控制運(yùn)料小車在工作臺(tái)上各呼叫站間運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到生產(chǎn)實(shí)際之用.分析被控對(duì)象和明確系統(tǒng)控制要求；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).在設(shè)計(jì)該P(yáng)LC送料小車設(shè)計(jì)程序的同時(shí)總結(jié)了以往ＰＬＣ送料小車設(shè)計(jì)程序的一般方法、步驟,并且把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來，更加深入的了解了更多的ＰＬＣ知識(shí)。第1章概述可編程邏輯控制器簡(jiǎn)介可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController,簡(jiǎn)稱PLC)根據(jù)國際電工委員會(huì)（IEC)在1987年的可編程控制器國際標(biāo)準(zhǔn)第三稿中，對(duì)其作了如下定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過數(shù)字式、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?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì).”可編程控制器作為目前工業(yè)自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)設(shè)備，被稱為“工業(yè)自動(dòng)化三大支柱性產(chǎn)業(yè)之一”，在各工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈大的作用.第2章PLC系統(tǒng)選擇2.1選型分析在工程中主要根據(jù)工藝要求、控制對(duì)象、用戶需要等方面選擇合適的PLC,以獲得最佳的性能價(jià)格比，就一個(gè)控制系統(tǒng)而言，PLC的選型則和考慮因素如下:PLC一般用于開關(guān)量控制為主兼有模擬量控制的系統(tǒng)，尤其適合與動(dòng)作頻繁、邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序多變的系統(tǒng)。應(yīng)用于這樣的系統(tǒng)，將會(huì)最大限度發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。是否與計(jì)算機(jī)連接，是否要求構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),以及對(duì)遠(yuǎn)程站的設(shè)置要求，是否需要中斷輸入、雙機(jī)設(shè)備、位置控制、高速計(jì)數(shù)器等特殊模塊和智能模塊。開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)、模擬量I/O點(diǎn)數(shù)、電壓等級(jí)及輸出功率、內(nèi)存容量，I/O點(diǎn)數(shù)直接關(guān)系到PLC輸入/輸出模塊的選擇，I/O點(diǎn)數(shù)一般要考慮1—2G的余量，特別是開關(guān)量輸入更應(yīng)考慮多些余量;適合的電壓等級(jí)可提高PLC的抗干擾能力;主機(jī)用戶內(nèi)存容量的大小對(duì)設(shè)備費(fèi)用的影響不大，故建議內(nèi)存容量可選大一些。其他考慮因素選擇PLC還要對(duì)其外型、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、設(shè)置條件、價(jià)格、技術(shù)服務(wù)、應(yīng)用業(yè)績等多項(xiàng)指標(biāo)綜合分析比較，然后才能確定理想的PLC產(chǎn)品。2.2系統(tǒng)的安裝2。3輸入/輸出模塊的選擇模塊電源:在選擇交流I/O模塊時(shí)，應(yīng)采用隔離變壓器為其供電，這樣可防止外部電路故障沖擊模塊。電源線采用雙絞線，絞距1—2cm.隔離變壓器的容量按PLC電源組件容量的1.5—2倍選擇，直接模塊的外接電源，其波紋值應(yīng)滿足模塊要求；若是模塊量直流模塊，尚需用穩(wěn)壓電源。電壓等級(jí)：在選擇1角模塊時(shí)，電壓等級(jí)是一個(gè)比較重要的參數(shù)，它要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來選。當(dāng)外部線路較長時(shí)，可選用AC220V模塊；當(dāng)外線短且控制相對(duì)集中時(shí)可選擇24v模塊。輸出電路：PLC的模塊輸出方式一般有3種：晶體管輸出、繼電器輸出、雙向可控硅輸出。確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶體管輸出.不同的負(fù)載選用不同的輸出方式，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行很重要，每個(gè)輸出點(diǎn)、每個(gè)輸出模塊的負(fù)載電源不得超過額定電流，其中繼電器輸出模塊的負(fù)載電流以不能太接進(jìn)額定電流，當(dāng)接近額定電流時(shí),最好先帶動(dòng)一個(gè)小型中間繼電器,在通過中間繼電器擴(kuò)展輸出模塊的輸出容量，采用雙向可控硅輸出模塊，其負(fù)載電流必須大于雙向可控硅的維持電流，否則應(yīng)在負(fù)載上并聯(lián)電阻。對(duì)于動(dòng)作頻繁、電感性或功率因素低的負(fù)載，不宜選用繼電器輸出模塊，而應(yīng)該采用晶體管輸出模塊,如果PLC輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)接浪涌吸收電路,可有效保護(hù)PLC。當(dāng)頻率為10次/min一下時(shí),即可采用繼電器輸出方式，也可采用PLC輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器或者固態(tài)繼電器（SSR）在驅(qū)動(dòng)負(fù)載；對(duì)于兩個(gè)重要輸出量不僅在PLC內(nèi)部互鎖，建議在PLC外部也進(jìn)行進(jìn)行硬件上的互鎖，以加強(qiáng)PLC系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性。輸出電路：PLC輸出電路電源一般應(yīng)采用DC24v，這對(duì)系統(tǒng)供電安全和PLC安全至關(guān)重要，同時(shí)其帶負(fù)載（接近開關(guān)等)時(shí)要注意容量，同時(shí)做好防短路措施（因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路都將影響PLC的運(yùn)行），建議該電源的容量為輸入電路功率的兩倍,PLC輸入電路電源支路加裝適宜熔絲，防止短路，以直流輸入模版例。2。4抗干擾措施由于產(chǎn)生干擾的因素是復(fù)雜而多樣的，因此采取的抗干擾措施要根據(jù)情況而定。PLC供電電源一般為AC85-240v，適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化原件（如電源濾波器、1:1隔離變壓器等)；隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù),及變壓器的初、次級(jí)線圈屏蔽層與初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，次級(jí)線圈屏蔽層接PLC輸入電路的地，以減少高低頻脈沖干擾。設(shè)置一個(gè)PLC信號(hào)專用接地裝置。該裝置不能和防雷接地裝置、電氣設(shè)備接地裝置有金屬連接，接地電阻可參見使用說明書，一般小于100歐姆即可，接地線進(jìn)入PLC控制柜中的信號(hào)接地端子排。當(dāng)出現(xiàn)干擾時(shí)將PLC地接線端子與信號(hào)接地端子排。2。5PLC的選型輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10％～20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入18點(diǎn),輸出12點(diǎn)。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10~15倍,加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍,以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)5000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間?？刂乒δ艿倪x擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇,根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)控制的需要，PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí),CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,但使用和調(diào)試不方便.在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用.PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷,通過軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷.PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間,因此PLC的選擇對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)來說十分重要。2.6運(yùn)料小車控制發(fā)展的歷程由于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)料小車控制經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：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)采來實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的控制，但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟，只能夠用手動(dòng)方式來控制機(jī)器，而且早期運(yùn)料小車控制系統(tǒng)多為繼電器與接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長、體積大、成本高等缺陷，幾乎無數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作。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，通過機(jī)器人技術(shù)，自動(dòng)化設(shè)備終于實(shí)現(xiàn)了PLC載運(yùn)料小車控制系統(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的技術(shù)向高性能、高速度、大容量方向發(fā)展，大型PLC大多采用多CPU結(jié)構(gòu)。將PLC運(yùn)用到運(yùn)料小車控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的全自動(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).2。7運(yùn)料小車系統(tǒng)方案的確定實(shí)現(xiàn)小車運(yùn)料系統(tǒng)控制有很多方法來實(shí)現(xiàn)，可以用單片機(jī)、可編程控制器PLC等器件來實(shí)現(xiàn)。但在單片機(jī)控制系統(tǒng)電路中需要加入A/D，D/A轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分配大量的中斷地址。而且單片機(jī)控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn)定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時(shí)也需要高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以在此也不易用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。而從上述一節(jié)對(duì)PLC的特點(diǎn)了解可知，PLC具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此我們歸納出：可編程控制器PLC具有很高的可靠性，通常的平均無故障時(shí)間都在30萬小時(shí)以上;安裝,操作和維護(hù)也較容易；編程簡(jiǎn)單，PLC的基本指令不多，編程器使用比較方便，程序設(shè)計(jì)和產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，此外PLC內(nèi)部定時(shí)、技術(shù)資源豐富，可以方便的對(duì)送料小車的控制。因此，最終我選擇了用可編程控制器PLC來實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車系統(tǒng)的控制，完成本次的設(shè)計(jì).第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1運(yùn)料小車的運(yùn)動(dòng)流程隨著社會(huì)迅速的發(fā)展，控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，在現(xiàn)代化得工廠中普遍存在。尤其是在一些自動(dòng)化生產(chǎn)線上，通過PLC控制運(yùn)料小車在工作臺(tái)上各呼叫站間運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到生產(chǎn)實(shí)際之用。如圖3-1中所示的卸料小車，可根據(jù)要求在五個(gè)位置卸料,因此，它有三個(gè)工作狀態(tài)：左行(電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、右行(電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）、及停車。SQ1～SQ5為五個(gè)停車位置的行程開關(guān)，小車壓上時(shí)為ON，SB1～SB5為選擇小車停車位置的按鈕。圖3-1裝卸料小車運(yùn)行的模擬本系統(tǒng)包括帶導(dǎo)軌的運(yùn)行工作臺(tái)，電機(jī)，行程開關(guān)，啟停按鈕，可編程控制器，繼電器，直流電源等。每個(gè)工作臺(tái)設(shè)有一個(gè)行程開關(guān)（SQ）和一個(gè)小車停車位置按鈕（SB)。控制要求：1.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)與小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)相等時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車仍停車。2.如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)大于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí),按下起動(dòng)按鈕SB，小車右行，直到兩者相等時(shí)停車.3。如果所按選擇小車停車位置的按鈕號(hào)小于小車所壓下的行程開關(guān)號(hào)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB，小車左行，直到兩者相等時(shí)停車。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求分析出如圖3-2所示系統(tǒng)的控制流程圖.否是否是否是否是小車裝料按下呼叫按鈕小車右行到達(dá)呼叫?？奎c(diǎn)小車停止卸料小車左行到達(dá)裝料?？奎c(diǎn)小車停止按下停止按鈕結(jié)束開始按下啟動(dòng)按鈕圖3-2系統(tǒng)的流程圖PLC框架配置圖運(yùn)料小車控制采用三菱的FX2N系列整體式PLC。PLC框架配置如圖所示。啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕5個(gè)呼叫按鈕5個(gè)行程開關(guān)停止按鈕三菱PLCCPU三動(dòng)3。2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件接線圖如圖3—3所示主電路是有組合開關(guān)、熔斷器、接觸器、主觸頭、熱繼電器的熱元件和電動(dòng)機(jī)組成.控制電機(jī)正傳運(yùn)行和反轉(zhuǎn)運(yùn)行的交流接觸器分別是KM1和KM2，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，既可以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。由于正反轉(zhuǎn)切換過程中電感的延時(shí)作用，容易造成原來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。因此為了避免該故障的產(chǎn)生,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的輔助常閉觸點(diǎn)，組成了硬件互鎖電路.圖3-3主電路3.3主要參數(shù)計(jì)算1)斷路器QF脫扣電流。斷路器過電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1。7倍整定。IQF＝1.7IN=1。7×6A＝10.2A≈10A，選用IQF＝10A的斷路器。2）熔斷器FU熔體額定電流IFU.以曝氣風(fēng)機(jī)為例，IFU≥2IN3)熱繼電器的選擇請(qǐng)參考有關(guān)技術(shù)手冊(cè),自行計(jì)算參數(shù)4)電動(dòng)機(jī)M1：Y系列，AC380V，1.5kW，6極3。4I/O地址分配由于CPU模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出,所以不再需要輸入/輸出模塊.采用I/O自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是X000-X013，輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是Y000—Y001.數(shù)字量輸入部分這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕開關(guān)、停止按鈕開關(guān)、5個(gè)呼叫按鈕開關(guān)、5個(gè)行程開關(guān)共12點(diǎn)輸入.具體的輸入分配如表所示.表輸入地址分配輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備X000啟動(dòng)按鈕開關(guān)X001停止按鈕開關(guān)X0021號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)X0032號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)X0043號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)X0054號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)X0065號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)X0071號(hào)站行程開關(guān)X0102號(hào)站行程開關(guān)X0113號(hào)站行程開關(guān)X0124號(hào)站行程開關(guān)X0135號(hào)站行程開關(guān)數(shù)字量輸出部分這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備只有控制小車運(yùn)動(dòng)的三相電動(dòng)機(jī).但是電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)有2個(gè)。具體的輸出分配表如表所示。表輸出地址分配輸出地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備Y000電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器Y001電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器內(nèi)部繼電器部分內(nèi)部繼電氣地址分配如表所示。表內(nèi)部繼電氣地址分配內(nèi)部繼電器地址功能說明M0小車運(yùn)行停止M11號(hào)站呼叫M22號(hào)站呼叫M33號(hào)站呼叫M44號(hào)站呼叫M55號(hào)站呼叫M6小車所在站編號(hào)〉呼叫編號(hào)M7小車所在站編號(hào)<呼叫編號(hào)M8小車所在站編號(hào)=呼叫編號(hào)3。5I/O接線圖圖3—4PLC外部接線圖第4章PLC程序設(shè)計(jì)4。1梯形圖的概述梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為為PLC的第一編程語言.梯形圖與電氣控制的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元，（軟繼電器），每一個(gè)軟繼電器與PLC存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元為“1"狀態(tài)。則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器線圈“通電"，通常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱這種狀態(tài)時(shí)軟繼電器的“1"或“ON”狀態(tài)。如果該存儲(chǔ)單元為“0"狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF"狀態(tài),使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。梯形圖兩側(cè)的公共線稱為母線(Busbar），在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí),為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有“能流”，從左向右流動(dòng)。右母線可以不畫出。4。2語句表的概述結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言是用結(jié)構(gòu)化的描述語句來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言.它是一種類似于高級(jí)語言的程序設(shè)計(jì)語言。在大中型的可編程序控制器系統(tǒng)中，常采用結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言來描述控制系統(tǒng)中各個(gè)變量的關(guān)系.它也被用于集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài).結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言采用計(jì)算機(jī)的描述語句來描述系統(tǒng)中各種變量之間的運(yùn)算關(guān)系，完成所需的功能或操作.大多數(shù)制造廠商采用的語句描述程序設(shè)計(jì)語言與BASIC語言、PASCAL語言或C語言等高級(jí)語言相類似，但為了應(yīng)用方便，在語句的表達(dá)方法及語句的種類等方面都進(jìn)行了簡(jiǎn)化。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言具有下列特點(diǎn):1.采用高級(jí)語言進(jìn)行編程，可以完成較復(fù)雜的控制運(yùn)算。2.需要有一定的計(jì)算機(jī)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的知識(shí)和編程技巧,對(duì)編程人員的技能要求較高，普通電氣人員難以完成。3.直觀性和易操作性較差。4。常被用于采用功能模塊等其他語言較難實(shí)現(xiàn)的一些控制功能的實(shí)施。部分PLC的制造廠商為用戶提供了簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，它與助記符程序語言相似，對(duì)程序的步數(shù)有一定的限制。同時(shí)，提供了與PLC間的接口或通信連接程序的編制方式，為用戶的應(yīng)用程序提供了擴(kuò)展余地.4.3小車運(yùn)行條件運(yùn)料小車右行條件：當(dāng)5號(hào)站呼叫時(shí),而小車停在l、2、3、4號(hào)任意一站;當(dāng)4號(hào)站呼叫時(shí)，而小車停在在l、2、3號(hào)任意一站;當(dāng)3號(hào)站呼叫，小車在l號(hào)或2號(hào)站;2號(hào)站呼叫時(shí)，小車在l號(hào)站；為小車右行條件。運(yùn)料小車左行條件：當(dāng)1號(hào)站呼叫時(shí)，而小車停在5、4、3、2號(hào)任意一站；當(dāng)2號(hào)站呼叫，而小車停在5、4、3、號(hào)任意一站；3號(hào)站呼叫時(shí),小車在5號(hào)或4號(hào)；4號(hào)站呼叫時(shí)，小車在5號(hào)站;為小車左行條件。運(yùn)料小車停止條件:呼叫站號(hào)與小車的當(dāng)前站號(hào)相同時(shí)，是小車的停止條件。運(yùn)料小車的互鎖條件：小車右行時(shí)不允許左行啟動(dòng)，同樣小車左行時(shí)也不允許右行啟動(dòng)。4。4梯形圖行程開關(guān)在該程序中，5個(gè)站的行程開關(guān)分別用數(shù)字0-4來表示,當(dāng)小車在1號(hào)站時(shí)，行程開關(guān)X007得電，將數(shù)字0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0；當(dāng)小車在2號(hào)站時(shí)，行程開關(guān)X010得電，將數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D0。它的助記符程序?yàn)椋篖DX007MOVK0D0；小車在1號(hào)站LDX010MOVK1D0；小車在2號(hào)站LDX011MOVK2D0；小車在3號(hào)站LDX012MOVK3D0；小車在4號(hào)站LDX013MOVK4D0;小車在5號(hào)站小車啟停輔助繼電器當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，小車開始運(yùn)動(dòng),該輔助繼電器M0得電;當(dāng)按下停按鈕時(shí)，小車停止運(yùn)動(dòng)，該輔助繼電器M0失電.它的助記符程序?yàn)椋篖DX000ORM0ANIX001OUTM0；小車啟停輔助繼電器呼叫按鈕在該程序中，5個(gè)站的呼叫按鈕分別用數(shù)字0-4來表示，而且由于5個(gè)呼叫按鈕開關(guān)HJ1-HJ5具有互鎖功能,先按下者優(yōu)先,所以需5個(gè)輔助繼電器M1—M5。當(dāng)按下1號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)時(shí),行程開關(guān)X002得電，數(shù)字0傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)1號(hào)按鈕開關(guān)輔助繼電器得電;當(dāng)按下2號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)X003得電，數(shù)字1傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1,同時(shí)2號(hào)按鈕開關(guān)輔助繼電器得電；依次類推，當(dāng)按下5號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)時(shí),行程開關(guān)X005得電，數(shù)字4傳送到數(shù)據(jù)寄存器D1，同時(shí)5號(hào)按鈕開關(guān)輔助繼電器得電;它的助記符程序?yàn)?LDM2ANIM3AMIM4ANIM5ANIX007ANDM0LDX002ORM1ANBMOVK0D1；1號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)OUTM1；1號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDM1ANIM3ANIM4ANIM5ANIX010ANDM0LDX003ORM2ANBMOVK1D1；2號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)OUTM2；2號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDM1ANIM2ANIM4ANIM5ANIX011ANDM0LDX004ORM3ANBMOVK2D1；3號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)OUTM3；3號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDIM1ANIM2ANIM4ANIM5ANIX012ANDM0LDX005ORM4ANBMOVK3D1；4號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)OUTM4；4號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器LDM1ANIM2ANIM3ANIM4ANIX013ANDM0LDX006ORM5ANBMOVK4D1；5號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)OUTM5;5號(hào)站呼叫按鈕開關(guān)輔助繼電器比較按下啟動(dòng)按鈕和呼叫按鈕后，開始對(duì)行程開關(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)，即小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí),M6得電，小車向左運(yùn)行；當(dāng)(D0）=(D1）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)，M7得電,小車不動(dòng);當(dāng)（D0）<（D1)時(shí),即小車當(dāng)前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，M8得電，小車向右運(yùn)行。它的助記符程序?yàn)?LDM0CMPD0D1M6向左運(yùn)動(dòng)小車當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時(shí),小車向左運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止。它的助記符程序?yàn)椋篖DM6LDM1ANIX007LDM2ANIX010ORBLDM3ANIX011ORBLDM4ANIX012ORBLDM5ANIX013ORBANBOUTY000；小車向左運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的停靠站時(shí)停止。它的助記符程序?yàn)椋篖DM8LDM1ANIX007LDM2ANIX010ORBLDM3ANIX011ORBLDM4ANIX012ORBLDM5ANIX013ORBANBOUTY001；小車向右運(yùn)動(dòng)功能指令編程的小車定點(diǎn)呼叫梯形圖第5章控制系統(tǒng)的調(diào)試5.1編程軟件編程軟件采用三菱公司的編程軟件GX-Developer，它適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、ST及FB、Label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)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.5.2程序的下載、安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入和輸出端子和實(shí)際控制中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。打開GX-Developer編程軟件，打開運(yùn)料小車程序,即可在線調(diào)試，最終調(diào)試結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，如圖所示圖程序調(diào)試總結(jié)本文主要介紹了運(yùn)料小車的發(fā)展過程,PLC的選型及該P(yáng)LC所連接的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程.順帶的介紹了現(xiàn)代社會(huì)對(duì)運(yùn)料小車的功能要求,以及運(yùn)料小車以后的發(fā)展趨勢(shì)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高,運(yùn)料小車應(yīng)用前景可觀，在老師的開導(dǎo)下以及同學(xué)的幫助下，我在本文中解決了如下問題：了解了一些關(guān)于三菱PLC的控制系統(tǒng)知識(shí)；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，小車能正確無誤的應(yīng)答各呼叫站的呼叫；軟件編程調(diào)試方面,通過三菱編程軟件已經(jīng)正確調(diào)試了設(shè)計(jì)程序,