基于PLC控制的小車運(yùn)料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于PLC控制的小車運(yùn)料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于,plc,控制,節(jié)制,小車,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 目 錄 目 錄 1 摘 要 關(guān) 鍵 詞 2 第 一 章 概 述 3 1 . 1 可 編 程 序 控 制 器 定 義 3 1 . 2 可 編 程 控 制 器 的 特 點(diǎn) 3 1 . 3 P L C 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 5 1 . 4 P L C 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 6 第 二 章 運(yùn) 料 小 車 控 制 系 統(tǒng) 的 方 案 論 證 及 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 8 2 . 1 方 案 論 證 8 2 . 2 控 制 要 求 8 第 三 章 運(yùn) 料 小 車 P L C 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 9 3 . 1 輸 入 輸 出 點(diǎn) 分 配 9 3 . 2 根 據(jù) 控 制 要 求 繪 制 功 能 圖 9 3 . 2 . 1 模 擬 圖 9 3 . 2 . 2 狀 態(tài) 示 意 圖 1 0 3 . 2 . 3 順 序 功 能 圖 1 0 3 . 3 步 與 動(dòng) 作 1 1 3 . 3 . 1 步 1 1 3 . 3 . 2 初 始 步 1 2 3 . 3 . 3 活 動(dòng) 步 1 2 3 . 3 . 4 與 步 對(duì) 應(yīng) 的 動(dòng) 作 或 命 令 1 2 3 . 4 使 用 起 保 停 電 路 的 方 法 編 程 1 3 3 . 4 . 1 工 步 狀 態(tài) 的 邏 輯 表 達(dá) 式 1 3 3 . 4 . 2 P L C 硬 件 I / O 連 接 圖 1 4 3 . 4 . 3 梯 形 圖 1 4 3 . 4 . 4 生 成 指 令 語(yǔ) 句 表 1 5 3 . 4 . 5 電 氣 控 制 主 電 路 圖 1 6 3 . 5 使 用 過(guò) 程 中 英 文 說(shuō) 明 1 7 3 . 6 P L C 型 號(hào) 的 選 擇 1 7 第 四 掌 對(duì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 認(rèn) 識(shí) 1 8 第 五 章 致 謝 1 9 參 考 文 獻(xiàn) 2 0 A B S T R A C T K e y w o r d 2 2 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 2 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 基 于 P L C 控 制 的 運(yùn) 料 小 車 控 制 系 統(tǒng) ： 近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器技術(shù)已廣 泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域?？删幊绦蚩刂破饕云涓呖煽啃院筒僮骱?jiǎn)便等特點(diǎn)，已經(jīng)形成了一種 工業(yè)趨勢(shì)。目前，可編程序控制器（PLC ）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/ 計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM ）、機(jī) 器人（Rob ）和數(shù)控（NC ）技術(shù)已發(fā)展成為工業(yè)自動(dòng)化的四大支柱技術(shù)。 可編程序控制器是一種新型的通用自動(dòng)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器- 接觸器控制技術(shù)、計(jì) 算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)。這一新型的通用自動(dòng)控制裝置以其高 可靠性、較強(qiáng)的工作環(huán)境適應(yīng)性和極為方便的使用性能，深受自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)人員的普遍歡迎。 運(yùn)料小車在現(xiàn)代化的工廠中普遍存在，而自動(dòng)化的運(yùn)料小車卻并不多見(jiàn)，大多數(shù)的工廠仍 然靠人力推車運(yùn)料，這樣浪費(fèi)了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。 基于PLC 的應(yīng)用及系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理。本人設(shè)計(jì)了用PLC 控制的運(yùn)料小車控制系統(tǒng)，使其達(dá)到 自動(dòng)化，節(jié)省人力，提高效率。本文詳細(xì)地闡述了系統(tǒng)組成、系統(tǒng)硬件接線和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)， 并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)工作原理。 : 運(yùn)料小車控制 PLC I/O 接線 電氣控制主電路 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 3 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 可 編 程 序 控 制 器 定 義 可編程序控制器（Programmable Controller ）簡(jiǎn)稱PLC ，在辦公自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化中 廣泛使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer ）也簡(jiǎn)稱PC ，為了避免混淆，現(xiàn)在一般將可編程序 控制器簡(jiǎn)稱PLC （Programmable Logic Controller ）。現(xiàn)代的可編程序控制器是以微處理器為基 礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，是將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的嶄新產(chǎn)品。1985 年國(guó)家電工委 員會(huì)（IEC ）的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿對(duì)可編程序控制器作了如下定義：“可編程序控 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)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ) 器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通 過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械活生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān) 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)充去功能的原則設(shè)計(jì)?！?可編程序控制器從誕生至今，在短短的30 年來(lái)里，得到了異常迅猛的發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng) 代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。 1.2.1 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) 考慮到企業(yè)中一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人的傳統(tǒng)讀圖習(xí)慣，可編程序控制器配備了他們 易于接受和掌握的梯形圖語(yǔ)言。梯形圖語(yǔ)言的電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相當(dāng)接 近，只用可編程序控制器的二十幾條開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。通過(guò) 閱讀可編程序控制器的使用手冊(cè)活接受短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員或技術(shù)工人只需要幾天時(shí)間就 可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶程序。簡(jiǎn)易編程器的操作和使用也很簡(jiǎn)單。上述特點(diǎn)是 可編程序控制器近年來(lái)獲得迅速普及的原因之一。 這種編程語(yǔ)言的出現(xiàn)，促進(jìn)了一次新的社會(huì)分工，即由計(jì)算機(jī)專業(yè)人員研制可編程序控制 器的硬件和編程語(yǔ)言，并用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)可編程序控制器的系統(tǒng)程序，使可編程序控制器成為 一種通用的控制裝置；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(yǔ)言編制用戶程序。因此，即使不熟悉電子線路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人，在 自動(dòng)化領(lǐng)域也大有用武之地，在計(jì)算機(jī)時(shí)代也可大顯身手。 梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶的高級(jí)語(yǔ)言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用 解釋程序?qū)⑺熬幾g”成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。與直接用匯編語(yǔ)言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行 時(shí)間要長(zhǎng)一些，但是對(duì)于大多數(shù)控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是微不足道的。 1.2.2 硬件配套齊全，用戶使用方便 可編程序控制器配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶不必自己設(shè)計(jì)和制作硬 件裝置。用戶在硬件方面的設(shè)計(jì)工作，只是確實(shí)可編程序控制器的硬件配置和設(shè)計(jì)外部接線圖 而已?？删幊绦蚩刂破鞯陌惭b接線也很方便，各種外部接線都有相應(yīng)的接線端子。 可編程序控制器的輸入/ 輸出端可以直接與AC 200V 或DC 24V 的強(qiáng)電信號(hào)相接，它還具有 較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器的線圈。 1.2.3 通用性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng) 由于可編程序控制器的系列化和模塊化，硬件配置相當(dāng)靈活，可以組成能滿足各種控制要 求的控制系統(tǒng)。硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 4 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 1.2.4 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 絕大多數(shù)用戶都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件?？删幊绦蚩刂破鞑扇×艘幌盗杏?件和軟件抗干擾措施，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。例如FX 系列可編程序控制器 在幅度為1000V 、寬度 1 s 的脈沖干擾下能可靠地工作。從實(shí)際的使用情況來(lái)看，用戶對(duì)可編程 序控制器的可靠性都相當(dāng)滿意。 可以說(shuō)，可編程序控制器是可靠性最高的工業(yè)控制設(shè)備，可編程序控制器的平均無(wú)故障時(shí) 間可達(dá)30 萬(wàn)小時(shí)。如果使用冗余控制系統(tǒng)，可靠性還可以進(jìn)一步提高。事實(shí)上，在可編程序控 制器控制系統(tǒng)中發(fā)生的故障，絕大部分都是由可編程序控制器外部的開(kāi)關(guān)、傳感器和執(zhí)行元件 引起的。 可編程序控制器用軟件取代了繼電器系統(tǒng)中容易出現(xiàn)故障的大量觸點(diǎn)和接線，這是可編程 序控制器具有高可靠性的主要原因之一。除此之外，可編程序控制器還采取了一系列抗干擾、 提高可靠性的措施。 可編程序控制器的故障分為永久性故障和可以恢復(fù)的故障。由于外部或內(nèi)部的原因，系統(tǒng) 的某些元器件損壞或失效引起的不可恢復(fù)的故障稱為永久性故障。可編程序控制器周期性地檢 測(cè)系統(tǒng)的硬件，發(fā)現(xiàn)永久性故障時(shí)，查明故障的種類，自動(dòng)地采取相應(yīng)的措施，盡可能減輕故 障對(duì)系統(tǒng)的影響，同時(shí)通知操作人員?？删幊绦蚩刂破鬟€有檢查用于保持存儲(chǔ)器中的信息的鋰 電池電壓是否過(guò)低，交流電源是否掉電，輸入、輸出電路的電源電壓是否超過(guò)允許的范圍等。 在寫入、編輯程序時(shí)，還要檢查正在寫入的用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，可編程序控制 器自動(dòng)做出相應(yīng)的反應(yīng)，如報(bào)警、封鎖輸出等。 可以恢復(fù)的故障有電磁干擾引起，干擾往往以窄脈沖的形式從電源線或I/O 引線進(jìn)入可編 程序控制器內(nèi)部。瞬時(shí)出現(xiàn)的干擾脈沖可能使可編程序控制器偏離正常的程序執(zhí)行路線，將內(nèi) 存空間中某一隨機(jī)的區(qū)域中的內(nèi)容當(dāng)作程序來(lái)執(zhí)行，一般不能自動(dòng)返回正常的程序執(zhí)行路線。 從外部看，系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。 為了削弱和消除干擾對(duì)系統(tǒng)的影響，可編程序控制器采取了很多硬件措施，以切斷干擾進(jìn) 入可編程序控制器的途徑。濾波是最主要的措施之一，在電源電路和I/O 模塊中設(shè)置了大量的 濾波電路，如RC,RL 和 形濾波電路，它們對(duì)高頻干擾信號(hào)有良好的抑制作用。電源是干擾進(jìn) 入可編程序控制器的主要途徑之一，對(duì)于微處理器用的直流5V 電源，采取了多級(jí)濾波和穩(wěn)壓的 措施。 隔離是抗干擾的另一主要措施，可編程序控制器的輸入、輸出電路一般用光電耦合器來(lái)傳 遞信號(hào)，繼電器型輸出模塊則用繼電器實(shí)現(xiàn)隔離。采用以上隔離措施后，使外部電路與CPU 模 塊之間完全沒(méi)有電路上的聯(lián)系，有效抑制了外部干擾源對(duì)可編程序控制器的影響，還可以避免 外部電路的高電壓竄如CPU 模塊。 在工業(yè)環(huán)境下，往往存在著強(qiáng)烈的空間電磁干擾，為了消除其影響，用導(dǎo)電導(dǎo)磁材料屏蔽 可編程序控制器的電源變壓源，并用良好的導(dǎo)電材料屏蔽易受空間電磁波干擾影響的CPU 模塊。 即使采取了以上措施，強(qiáng)干擾仍然可能進(jìn)入可編程序控制器的CPU 模塊，是可編程序控制 器偏離正常的程序運(yùn)行路線。作為一種補(bǔ)救措施，用監(jiān)控定時(shí)器（Watch Dog ，俗稱看門狗）使 可編程序控制器自動(dòng)恢復(fù)正常的工作狀況。監(jiān)控定時(shí)器是一種硬件定時(shí)器，它的定時(shí)時(shí)間大于 可編程序控制器的最大掃描周期?？删幊绦蚩刂破髟谡９ぷ鲿r(shí)，每一次掃描都將它復(fù)位，使 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 5 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 它重新開(kāi)始定時(shí)，它不會(huì)因?yàn)槎〞r(shí)時(shí)間到而動(dòng)作。如果干擾使可編程序控制器不再執(zhí)行正常的 掃描程序，監(jiān)控定時(shí)器不再被周期性的復(fù)位，當(dāng)它的定時(shí)時(shí)間到時(shí)，它產(chǎn)生的輸出脈沖重新啟 動(dòng)系統(tǒng)，使可編程序控制器恢復(fù)正常工作。這一自恢復(fù)過(guò)程所用的時(shí)間是很短的（小于1s ），對(duì) 系統(tǒng)的正常工作不會(huì)有什么影響。 干擾有可能使可編程序控制器中的用戶程序遭到破壞，求和檢查（Sum Check ）可以診斷這 種故障。在可編程序控制器運(yùn)行時(shí)，CPU 周期性地將用戶存儲(chǔ)器各字節(jié)中的數(shù)相加，并與運(yùn)行開(kāi) 始時(shí)的值相比較，如果總數(shù)變化，可以斷定用戶程序遭到破壞，CPU 自動(dòng)做出相應(yīng)的處理。 由于采取了以上抗干擾措施，可編程序控制器具有用戶完全可以信賴的極高的可靠性。 1.2.5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì) 數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 可編程序控制器的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律，容易掌 握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖所花的時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖花的時(shí)間要少很多。 可編程序控制器的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，輸出信號(hào) 的狀態(tài)可以觀察可編程序控制器上有關(guān)的發(fā)光二極管，調(diào)試好后再將可編程序控制器安裝在現(xiàn) 場(chǎng)統(tǒng)調(diào)。調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決，調(diào)試花費(fèi)的時(shí)間比繼電器系統(tǒng) 少很多。 1.2.6 維修工作量小，維修方便 可編程序控制器的故障率很低，并且有完善的診斷和顯示功能?？删幊绦蚩刂破骰蛲獠康?輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程序控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信 息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除可編程序控制器的故障。 1.2.7 體積小，能耗低 以O(shè)MRON 的CPM1A 型超小型可編程序控制器（10 個(gè)I/O ）點(diǎn)為例，其底部尺寸僅為90mm 67mm ，功耗30VA 。由于體積小，可編程序控制器很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體 化的理想的控制設(shè)備。 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著可編程序控 制器的性能價(jià)格比的不斷提高，過(guò)去許多使用專用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合也可以使用可編程序控制器。 可編程序控制器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面： 1.3.1 開(kāi)關(guān)量邏輯控制 這是可編程序控制器最基本最廣泛的應(yīng)用，可編程序控制器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)都是只 有通/ 斷狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，這種控制與繼電器控制最為接近，可以用價(jià)格較低，僅有開(kāi)關(guān)量控 制功能的可編程序控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物。開(kāi)關(guān)量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備， 也可以用于自動(dòng)化生成線，如機(jī)床電氣控制、沖壓、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，電 梯的控制，化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制，冶金系統(tǒng)的高爐上料系統(tǒng)、軋機(jī)、連鑄機(jī)、飛 剪的控制，電鍍生產(chǎn)線、啤酒罐裝生產(chǎn)線、汽車裝配生產(chǎn)線、電視機(jī)和收音機(jī)生產(chǎn)線的控制等。 1.3.2 運(yùn)動(dòng)控制 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 6 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 可編程序控制器可用于對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制。早期直接用開(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，世界上各主要可編程序控制器廠家 生產(chǎn)的可編程序控制器幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能?？删幊绦蚩刂破鞯倪\(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各 種機(jī)械，如金屬切割機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等。 1.3.3 閉環(huán)過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^(guò) 模擬量I/O 模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog ）和數(shù)字量（Digital ）之間的A/D 轉(zhuǎn)換和D/A 轉(zhuǎn)換，并 對(duì)模擬量實(shí)行閉環(huán)PID 控制?，F(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有PID 閉環(huán)控制功能，這一 功能可以用PID 子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，更多的是使用專用的智能PID 模塊。 可編程序控制器的模擬量PID 控制功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處 理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 1.3.4 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、 轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與儲(chǔ)存 在存儲(chǔ)器中的參考值比較，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。數(shù) 據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過(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)。 1.3.5 通信 可編程序控制器的通信包括可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器漢人其他智能控 制設(shè)備之間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，近年來(lái)國(guó)外工廠自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 著名的可編程序控制器生產(chǎn)廠商都推出了自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 并不是所有的可編程序控制器都具有上述全部功能，有些小型可編程序控制器只具有上述 的部分功能，但是價(jià)格較低。 可編程序控制器主要由CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。 可編程序控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似， 甚至與之無(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU( 中央處理單元) 、存儲(chǔ)器（RAM 和EPROM ）、輸入/ 輸 出模塊（簡(jiǎn)稱I/O ）模塊、編程器和電源五大部分組成。 1.4.1 CPU 模塊 CPU 模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微處理器（CPU ）和存儲(chǔ)器組成。 CPU 的作用類似于人的大腦和心臟。它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作： (1 ）輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。 (2 ）程序執(zhí)行：逐句讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，完成 數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。 (3 ）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。 可編程序控制器的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì) 算機(jī)的操作系統(tǒng)，它使可編程序控制器具有基本的智能，能夠完成可編程序控制器設(shè)計(jì)者規(guī)定 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 7 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 的各項(xiàng)工作。系統(tǒng)程序由可編程序控制器生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)并固化在ROM 內(nèi)，用戶不能直接存取。 可編程序控制器的用戶程序由用戶設(shè)計(jì)，他決定了可編程序控制器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間 的具體關(guān)系。用戶程序存儲(chǔ)器的容量一般以字（每個(gè)字由16 位二進(jìn)制數(shù)組成）為單位，日本的 可編程序控制器一般以步為單位，每一步存儲(chǔ)一條指令。 1.4.2 I/O 模塊 I/O 模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU 模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接 收和采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有兩類：一類是從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、 接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速 發(fā)電機(jī)各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。 可編程序控制器通過(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，可 編程序控制器控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。 CPU 模塊的工作電壓一般是5V ，而可編程序控制器的輸入/ 輸出信號(hào)電壓一般較高，如直 流24V 和交流220V 。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU 模塊中的元器件，或使可 編程序控制器不能正常工作，所以CPU 模塊不能直接與外部輸入/ 輸出裝置相連。I/O 模塊除了 傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。 1.4.3 編程器 編程器除了用來(lái)輸入和編輯用戶程序外，還可以用來(lái)監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行是梯形圖中 各種編程元件的工作狀態(tài)。 編程器可以永久地連接在可編程序控制器上，將它取下來(lái)后可編程序控制器也可以運(yùn)行。 一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。 1.4.4 電源 可編程序控制器一般使用 220V 交流電源?？删幊绦蚩刂破鲀?nèi)部的直流穩(wěn)壓電源為各模塊 內(nèi)的元件提高直流電壓。某些可編程序控制器可以為輸入電路和少量的外部電子檢測(cè)裝置（如 接近開(kāi)關(guān)）提供24V 直流電源。驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直流電源一般由用戶提供。 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 8 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 工業(yè)的發(fā)展，運(yùn)料小車不斷擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域，而自動(dòng)化的運(yùn)料小車卻并不多見(jiàn)，大多數(shù)的 工廠仍然使用傳統(tǒng)的車運(yùn)料，這樣浪費(fèi)了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。而如今隨著科 學(xué) 技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)料小車從手動(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)料小車電 氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車的自動(dòng)化控制，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，降低了勞動(dòng)力，提高了生 產(chǎn)效率。 設(shè)計(jì)控制要求：設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)料小車的PLC 控制裝置，電機(jī)功率M 為3KW ，運(yùn)料小車的功能及 控制要求如下： 小車可在A 、B 兩地分別啟動(dòng)； 小車在A 、B 兩地的停留等待裝料、卸料時(shí)間均為2 分鐘； 小車在A 地啟動(dòng)時(shí)停車等待裝料； 裝料完畢自動(dòng)駛向B 地，到達(dá)B 地后停車等待裝料； 卸料完畢后自動(dòng)駛向A 地，如此循環(huán)； 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 9 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 運(yùn)料小車PLC 輸入輸出點(diǎn)分配表見(jiàn)下表3-1 分類 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 步序繼電器 其它 信 號(hào) 名 稱 起 動(dòng) 按 鈕 停 止 按 鈕 左 限 位 開(kāi) 關(guān) 右 限 位 開(kāi) 關(guān) 右行 接觸 器 左行 接觸 器 裝 料 電 磁 鐵 卸 料 電 磁 鐵 預(yù) 備 狀 態(tài) 一 工 步 二 工 步 三 工 步 四 工 步 激 活 初 始 步 裝料 卸料 時(shí)間 現(xiàn)場(chǎng) 信號(hào) S B1 S B2 S Q 1 S Q2 KM1 KM2 YV1 YV2 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 L t 0 t 1 P LC 地址 X0 X3 X1 X2 Y0 Y1 Y2 Y3 M0 M1 M2 M3 M4 M8 0 0 2 T0 T 1 表3-1 首先把工作循環(huán)分成預(yù)備、裝料、右行、卸料和左行共5 步，它們的轉(zhuǎn)換條件分別為SB（X0 ）、 T0 、SQ2 （X2 ）、T1 和SQ1 （X1 ）。畫出了功能圖，并且填寫了各步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作及執(zhí)行電器的工作 情況。 3.2.1 模擬圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，畫出運(yùn)料小車運(yùn)行模擬圖 圖3-1 3.2.2 狀態(tài)示意圖 分析其運(yùn)料控制過(guò)程，可得出以下?tīng)顟B(tài) 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 1 0 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 圖3-2 3.2.3 順序功能圖 圖3-3 用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，沒(méi)有一套固定的方法和步驟可以循環(huán)，具有很大的試探性和 隨意性，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，沒(méi)有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)較為復(fù) 雜系統(tǒng)的 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 1 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 梯形圖時(shí)，用大量的中間單元來(lái)完成記憶、聯(lián)鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，它 們往往又交織在一起，分析起來(lái)非常困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問(wèn)題。修改某一局 部電路時(shí)，可能對(duì)系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，因此梯形圖的修改也很麻煩，花了很 長(zhǎng)的時(shí)間還得不到一個(gè)滿意的結(jié)果。用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出的梯形圖往往很難閱讀，給系統(tǒng)的修改和 改進(jìn)帶來(lái)了很大的困難。 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài) 和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有序地進(jìn)行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首 先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。有的 P L C 編程軟 件為用戶提供了順序功能圖（S F C ）語(yǔ)言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。 順序控制設(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，很容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者也會(huì) 提高設(shè)計(jì)的效率，程序的閱讀和測(cè)試修改也很方便。某廠有經(jīng)驗(yàn)的電氣工程師用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè) 計(jì)某控制系統(tǒng)的梯形圖，花了兩周的時(shí)間，同一系統(tǒng)改用順序控制設(shè)計(jì)法，只用了不到半天的 時(shí)間，就完成了梯形圖的設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)試車一次成功。 順序控制設(shè)計(jì)法用轉(zhuǎn)換條件控制代表各步的編程元件，讓他們的狀態(tài)按一定的順序變化， 然后用代表各步的編程元件去控制 P L C 的各輸出繼電器。轉(zhuǎn)換條件為當(dāng)前步進(jìn)入下一步的信號(hào)， 可以是外部的輸入信號(hào)，如按扭、指令開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)的接通和斷開(kāi)等，也可以是 P L C 內(nèi)部產(chǎn) 生的信號(hào)，如定時(shí)器、記數(shù)器常開(kāi)觸點(diǎn)的接通等，還可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合。 順序功能圖（S e q u e n t i a l f u n c t i o n c h a r t , 簡(jiǎn)稱為 S F C ）是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特 性的一種圖形，也是設(shè)計(jì) P L C 的順序控制程序的有力工具。 順序功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語(yǔ)言，可以供進(jìn) 一步設(shè)計(jì)和不同專業(yè)的人員之間進(jìn)行技術(shù)交流之用。 3.3.1 步 順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這 些階段稱為步（S t e p ），可以用編程元件（例如內(nèi)部輔助繼電器 M 和狀態(tài)繼電器 S ）來(lái)代表各步。 步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來(lái)劃分的。在任何一步之內(nèi)，各輸出量的 O N / O F F 狀態(tài)不變，但是 相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的，步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出 量的狀態(tài)之間有著極為簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系。 送料小車開(kāi)始停在左側(cè)限位開(kāi)關(guān) X 1 處（見(jiàn)圖3-1 ），按下起動(dòng)按扭 X 0 ，Y 2 變?yōu)?O N ，打開(kāi) 貯料斗的閘門，開(kāi)始裝料，同時(shí)用定時(shí)器 T 0 定時(shí)，2 分鐘后關(guān)閉貯料斗的閘門，Y 0 變?yōu)?O N ， 開(kāi)始右行，碰到限位開(kāi)關(guān) X 2 后停下來(lái)卸料（Y 3 為 O N ），同時(shí)用定時(shí)器 T 1 定時(shí)；2 分鐘后 Y 1 變?yōu)?O N ，開(kāi)始左行，碰到限位開(kāi)關(guān) X 1 后返回初始狀態(tài)，停止運(yùn)行。 根據(jù) Y 0 Y 3 的 O N / O F F 狀態(tài)的變化。顯然一個(gè)周期可以分為裝料、右行、卸料和左行這 4 步，另外還應(yīng)設(shè)置等待起動(dòng)的初始步，分別用 M 0 M 4 來(lái)代表這 5 步。圖3-1 ）是運(yùn)料小車運(yùn)行 的空間示意圖，圖3-2 ）是描述該系統(tǒng)的順序功能圖，圖中用矩形方框表示步，方框中可以用數(shù) 字表示該步的編號(hào)，一般用代表該步的編程元件的元件號(hào)作為步的編號(hào)，如 M 0 等，這樣在根 據(jù)順序圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)較為方便。 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 1 2 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 3.3.2 初始步 與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的步稱為初始步，初始狀態(tài)一般是系統(tǒng)等待起動(dòng)命令的相對(duì)靜止 的狀態(tài)。初始步用雙線方框表示，每一個(gè)順序功能圖至少應(yīng)該有一個(gè)初始步。 3.3.3 活動(dòng)步 當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱該步為“活動(dòng)步”。步處于活動(dòng) 狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作被執(zhí)行；處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非存儲(chǔ)型動(dòng)作被停止執(zhí)行。 3.3.4 與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令 可以將一個(gè)控制系統(tǒng)劃分為被控系統(tǒng)和施控系統(tǒng)，例如在數(shù)控車床系統(tǒng)中，數(shù)控裝置是施 控系統(tǒng)，而車床是被控系統(tǒng)。對(duì)于被控系統(tǒng)，在某一步中要完成某些“動(dòng)作”（a c t i o n ）；對(duì)于施 控系統(tǒng)，在某一步中則要向被控系統(tǒng)發(fā)出某些“命令”( c o m m a n d ) 。為了敘述方便，下面將命令 或動(dòng)作統(tǒng)稱為動(dòng)作，并用矩形框中的文字或符號(hào)表示，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)的步的符號(hào)相連。 如果某一步有幾個(gè)動(dòng)作，可以用圖 3-4 中的 兩 種畫法來(lái)表 示，但 是并不 隱含 這些動(dòng) 作之間 的 任 何順序。說(shuō) 明命令 的語(yǔ)句 應(yīng)清 楚的表 明該命 令 是 存儲(chǔ) 型的還 是非存 儲(chǔ)型的 。例 如某步 的存儲(chǔ) 型 命令“打開(kāi) 1 號(hào)閥并保持”，是指該步為活動(dòng)步時(shí) 1 號(hào)閥打開(kāi)，該步為不活動(dòng)步時(shí)繼續(xù)打開(kāi)；非存儲(chǔ) 型命令“打開(kāi) 1 號(hào)閥”，是指該步為活動(dòng)步時(shí)打開(kāi)，為不活動(dòng)步時(shí)關(guān)閉。 除了以上的基本結(jié)構(gòu)之外，使用動(dòng)作的修飾詞（見(jiàn)表3-2 ）可以在一步中完成不同的動(dòng)作。 修飾詞允許在不增加邏輯的情況下控制動(dòng)作。例如，可以使用修飾詞 L 來(lái)限制配料閥打開(kāi)的時(shí) 間。 表3-2 動(dòng)作的修飾詞 N 非存儲(chǔ)型 當(dāng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作終止 S 置位（存儲(chǔ)） 當(dāng)步變?yōu)椴换顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作繼續(xù)，直到動(dòng)作被復(fù)位 R 復(fù)位 被修飾詞S ，SD ，SL 或DS 起動(dòng)的動(dòng)作被終止 L 時(shí)間限制 步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作被起動(dòng)，直到步變?yōu)椴换顒?dòng)步或設(shè)定時(shí)間到 D 時(shí)間延遲 步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)延遲定時(shí)器被起動(dòng)，如果延遲之后步仍然是活動(dòng) 的，動(dòng)作被起動(dòng)和繼續(xù)，直到步變?yōu)椴换顒?dòng)步 P 脈沖 當(dāng)步變?yōu)榛顒?dòng)步，動(dòng)作被起動(dòng)并且只執(zhí)行一次 SD 存儲(chǔ)與時(shí)間延遲 在時(shí)間延遲之后動(dòng)作被起動(dòng)，一直到動(dòng)作被復(fù)位 DS 延遲與存儲(chǔ) 在延遲之后如果步仍然是活動(dòng)的，動(dòng)作被起動(dòng)直到被復(fù)位 SL 存儲(chǔ)與時(shí)間限制 步變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)動(dòng)作被起動(dòng)一直到設(shè)定的時(shí)間到或動(dòng)作被復(fù)位 在圖3-3 中定時(shí)器 T 0 的線圈應(yīng)在 M 1 為活動(dòng)步時(shí)“通電”，M 1 為不活動(dòng)步時(shí)斷電，從這個(gè) 意義上來(lái)說(shuō)，T 0 的線圈相當(dāng)于步 M 1 的一個(gè)動(dòng)作，所以將 T 0 作為步 M1 的動(dòng)作來(lái)處理。步 M 1 下面的轉(zhuǎn)換條件 T 0 由在指定時(shí)時(shí)間到時(shí)閉和的 T 0 的常開(kāi)觸點(diǎn)提供。因此動(dòng)作框中的 T 0 對(duì)應(yīng) 的是 T 0 的線圈，轉(zhuǎn)換條件 T 0 對(duì)應(yīng)的是 T 0 的常開(kāi)觸點(diǎn)。 a ） b） 圖3-4 多個(gè)動(dòng)作的表示方法 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 3 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 3 . 4 使 用 起 保 停 電 路 的 方 法 編 程 根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可用內(nèi)部輔助繼電器 M （特殊輔助繼電器除外）來(lái)代表各 步。某一步為活動(dòng)步時(shí)，對(duì)應(yīng)的輔助繼電器為 O N ，某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí)，該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng) 步，前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步。很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號(hào)，即它存在的時(shí)間比它的后續(xù)步激活為活 動(dòng)步的時(shí)間短，因此應(yīng)使用有記憶（或稱保持）功能的電路來(lái)控制代表步的輔助繼電器。如常 用的有起、保、停電路和置位、復(fù)位指令組成的電路。 起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的通用邏 輯 指令，各種型號(hào) P L C 都有這一類指令，所以這種編程方 法，適用于任何型號(hào) P L C 。 如圖 3-5 所示，采用了起保停電路進(jìn)行順序控制梯 形圖編程。圖中 M 2 、M3 和 M 4 是順序功能圖中順序相 連的 3 步，X 2 是步 M 3 之前的轉(zhuǎn)換條件。設(shè)計(jì)起保停電 路的關(guān)鍵是找出它的起動(dòng)條件和停止條件。根據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是它的 前級(jí)步為活動(dòng)步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，所以步 M 3 變?yōu)榛顒?dòng)步的條件是它的前級(jí)步 M 2 為活動(dòng)步，且轉(zhuǎn)換條件 X 2 = 1 。在起保停電路中，則應(yīng)將前級(jí)步 M2 和轉(zhuǎn)換條件 X 2 對(duì)應(yīng)的常開(kāi) 觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制 M 3 的起動(dòng)電路。 當(dāng) M 3 和 X 3 均為 O N 時(shí)，步 M 4 變?yōu)榛顒?dòng)步，這時(shí)步 M 3 應(yīng)變?yōu)椴换顒?dòng)步，因此可以將 M 4 = 1 作為 使輔助繼電器 M 3 變?yōu)?O F F 的條件，即將后續(xù)步 M 4 的常閉觸點(diǎn)與 M 3 的線圈串聯(lián)， 作為起保停電路的停止電路。圖3-5 中的梯形圖可以用邏輯代數(shù)式表示為： 在這個(gè)例子中，M 4 的常閉觸點(diǎn)可以用 X 3 的常閉觸點(diǎn)來(lái)代替。但是當(dāng)轉(zhuǎn)換條件由多個(gè)信號(hào) 經(jīng)“與、或、非”邏輯運(yùn)算組合而成時(shí)，將它的邏輯表達(dá)式求反，再將對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)串并聯(lián)電路 作為起保停電路的停止電路，不如使用后續(xù)步的常閉觸點(diǎn)這樣簡(jiǎn)單方便。 3.4.1 工步狀態(tài)的邏輯表達(dá)式 根據(jù)功能圖直接寫出五個(gè)工步狀態(tài)的以 P L C 地址表達(dá)的邏輯式： 各執(zhí)行電器（即輸出信號(hào)）的邏輯表達(dá)式為： Y 0 0 2 = M1 ，T 0 = M 1 Y 0 0 0 = M2 Y 0 0 3 = M3 ，T 1 = M 3 Y 0 0 1 = M4 3.4.2 PLC 硬件I/O 連接圖 圖3-5 用起保停電路控制步 a ） b） 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 1 4 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求畫出 I / O 連接圖，圖中電動(dòng)機(jī)的功率為 3 K W 圖3-6 3.4.3 梯形圖 根 據(jù) 其 I/O 連 接 圖 使 用 FXGPWIN 軟 件 畫 出 其 梯 形 圖 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 5 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 圖3-7 3.4.4 生成指令語(yǔ)句表 使用FXGPWIN 軟件的轉(zhuǎn)換功能，生成下列語(yǔ)句表 0 LD M4 14 AND T0 28 ANI M0 1 AND X001 15 OR M2 29 ANI X003 2 OR M8002 16 ANI M3 30 OUT M4 3 OR M0 17 ANI X003 31 LD M1 4 ANI M1 18 OUT M2 32 OUT Y002 5 ANI X003 19 LD M2 33 OUT TO K1200 6 OUT M0 20 AND X002 36 LD M2 7 LD M0 21 OR M3 37 OUT Y000 8 AND X000 22 ANI M4 38 LD M3 9 OR M1 23 ANI X003 39 OUT Y003 10 ANI M2 24 OUT M3 40 OUT T1 K1200 11 ANI X003 25 LD M3 43 LD M4 12 OUT M1 26 AND T1 44 OUT Y001 13 LD M1 27 OR M4 45 END 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 1 6 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 3.4.5 電氣控制主電路圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求在考慮安全的情況下畫出下列電氣控制主電路圖 u v w KM1 KM2 3 KR S B 2 S B 1 K T K M 1 K R S Q 2 K M 2 K M 1 K T K M 2 S Q 1 K M 1 K M 2 K T 圖3-8 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 7 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 按下正向啟動(dòng)按鈕 SB1 ，接觸器 KM1 得電并自鎖，由于延時(shí)開(kāi)關(guān) KT1 的作用，小車將有 2 分鐘停止于原地，然后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)小車由 A 點(diǎn)走向 B 點(diǎn)，當(dāng)運(yùn)行到 ST2 位置時(shí)，小車壓下 右限位開(kāi)關(guān)SQ2 ，SQ2 的動(dòng)斷觸點(diǎn)使KM1 斷電，但SQ2 的動(dòng)合觸點(diǎn)使KM2 得電動(dòng)作并自鎖，由于 延時(shí)開(kāi)關(guān)KT2 的作用，小車在B 地停留2 分鐘，然后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)小車由B 點(diǎn)走向A 點(diǎn), 當(dāng) 小車壓下左限位開(kāi)關(guān)SQ1 時(shí)，使KM2 斷電，KM1 又得電動(dòng)作，這樣一直循環(huán)下去。按下停止按鈕 SB2 ，斷電，小車停止。 Us e p r o c e d u r e d e c l a r a t i o n Pr es s es down f or war d s t ar t but t on SB, c ont ac t dev i c e KM1 r es ul t s i n t he el ec t r i c i t y and t he s el f - l oc k i ng, as a r es ul t of t he t i me - del ay s wi t c h KT1 f unc t i on, t he c ar wi l l hav e 2 mi nut es s t ops i n- s i t u, t hen t he el ec t r i c mot or r ot at i on dr i v es t he c ar t o mov e t owar d B poi nt s by A s pot , when mov es t o t he ST2 pos i t i on, t he c ar depr es s es r i ght l i mi t s wi t c h SQ2, SQ2 t o mov e t he br eak c ont ac t t o c aus e t he KM1 power f ai l ur e, but t he SQ2 f r ont c ont ac t c aus es KM2 t o r es ul t i n t he el ec t r i c i t y mov ement and t he s el f - l oc k i ng, as a r es ul t of t he t i me - del ay s wi t c h KT2 f unc t i on, t he c ar paus es 2 mi nut es i n B, t hen t he el ec t r i c mot or r ev er s e, dr i v es t he c ar t o move t owar d A poi nt s by B s pot , when t he c ar depr es s es l ef t l i mi t s wi t c h SQ1, c aus es t he KM2 power f ai l ur e, KM1 t he el ec t r i c i t y mov ement , Suc h s t r ai ght c i r c ul at i on get s down. PLC 型號(hào)為FXos-14MR-001, 根據(jù)I/O 連接圖可知運(yùn)料小車的輸入與輸出點(diǎn)數(shù)的多少，而工 業(yè)上大多數(shù)時(shí)候是用交流（AC 電源）所以FXos-14MR-001 這個(gè)型號(hào)的PLC 可以滿足設(shè)計(jì)要求。 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 1 8 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我學(xué)會(huì)了PLC 的基本編程方法，對(duì)PLC 的工作原理和使用方法也有了 更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我的工程素質(zhì)。由于平時(shí)大家都是學(xué)理論，沒(méi)有過(guò) 實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿到的時(shí)候都不知道怎么做。但通過(guò)各方面的查資料并學(xué)習(xí)。我基本學(xué) 會(huì)了PLC 設(shè)計(jì)的步聚和基本方法，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我知道的撐握的都是思想上的，對(duì) 一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我把自己想出來(lái)的程序與到PLC 中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行， 就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我對(duì)PLC 的理 解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益匪淺，學(xué)到的知識(shí)讓我終生受 用。 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 1 9 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 在本論文的完成過(guò)程中，首先感謝我的指導(dǎo)老師彭昌術(shù)老師，3 個(gè)月來(lái)彭老師的悉心指導(dǎo)與 無(wú)微不至的關(guān)懷幫助下，才使我的論文得以順利完成。彭老師為論文課題的研究提出了許多指 導(dǎo)性的意見(jiàn)，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。他對(duì)科研事業(yè)的執(zhí)著追求和 不懈努力的精神，都值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)，他嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、實(shí)事求是不斷探索的科研作風(fēng)，給我留 下了深刻的印象，使我受益匪淺，是我今后人生路上的最好榜樣。此外，我還要感謝系上的領(lǐng) 導(dǎo)和老師對(duì)我的關(guān)心和幫助。 在論文的寫作過(guò)程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。 由于本人已經(jīng)在外工作，這次的畢業(yè)論文我在時(shí)間上準(zhǔn)備得不是很充分, 所以論文中必定有 很多不全面的論述和觀點(diǎn)，在此就要感謝評(píng)閱老師對(duì)本論文進(jìn)行的認(rèn)真評(píng)閱和批評(píng)指正。 最后，向所有給予我關(guān)懷和幫助的師長(zhǎng)和同學(xué)們表示衷心的感謝！ 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 2 0 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 廖常初主編. 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù). 重慶. 重慶大學(xué)出版社，2002.7 廖常初主編. PLC 梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法與技巧. 電工技術(shù)，1998 ，（8 ）1999 ，（5 ） 廖常初主編. PLC 應(yīng)用技術(shù)問(wèn)答. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 戴一平主編. 可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1 王兆義主編. 小型可編程控制器實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7 周美蘭 周封 王岳宇等編. PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì). 北京：科學(xué)出版社，2004.1 宋德玉主編. 可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù). 北京：冶金工業(yè)出版社，2005 宋伯生主編. PLC 編程實(shí)用指南. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2 日 岡本裕生主編. 圖解繼電器與可編程控制器. 北京：科學(xué)出版社，2007 常斗南主編. 可編程序控制器原理 應(yīng)用 實(shí)驗(yàn). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1998 戴明宏主編. 電器控制與PLC 應(yīng)用. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社,2007 黃凈主編. 電氣控制與可編程控制器. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004 李向東主編. 電器控制與PLC . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2007 王兆義主編. 可編程控制器使用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 鐘肇新主編. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，1999 路林吉，王堅(jiān)，江龍康編著. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社出版，2003 陳在平主編. 可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 易傳祿主編. 可編程序控制器應(yīng)用指南. 上海：上?？破粘霭嫔纾?002 方承遠(yuǎn)主編. 工廠電氣控制技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998 湯以范主編. 電氣與可編程序控制器技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2005 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文 第 2 1 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) 郁漢琪主編. 機(jī)床電氣及可編程序控制器實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 高等教育出版社,2001 董儒胥主編. 電工電子選訓(xùn)教程. 上海交通大學(xué)出版社,2006 胡學(xué)林主編. 可編程控制器教程（基礎(chǔ)篇）（實(shí)訓(xùn)篇）. 電子工業(yè)出版,2007 魏恩杰：PLC 運(yùn)料小車控制 第 2 2 頁(yè) 共 2 2 頁(yè) AB S T R AC T K e y wo r d AB S T R AC T Aut hor : en- j i e, wei Gui de a t eac her : c ang- s u , peng I n r ec ent y ear s , al ong wi t h s c i enc e s and t ec hnol ogy s pr ogr es s and mi c r oel ec t r oni c t ec hnol ogy s r api d dev el opment , t he pr ogr ammabl e c ont r ol l er t ec hnol ogy has wi del y appl i ed i n t he aut omat ed c ont r ol domai n. Pr ogr ammabl e c ont r ol l er by i t s r edundant r el i abi l i t y and oper at i on s i mpl e and s o on c har ac t er i s t i c s , h ad al r eady f or med one i ndus t r y t endenc y. At pr es ent , t he pr ogr ammabl e c ont r ol l er ( PLC) , t he c omput er - ai ded des i gn/ c omput er aux i l i ar y manuf ac t ur e ( CAD/ CAM) , t he r obot ( Rob) and t he numer i c al c ont r ol ( NC) t he t ec hnol ogy has dev el oped i nt o t he i ndus t r i al aut omat i on f our bi g pr op t ec hnol ogy. The pr ogr ammabl e c ont r ol l er i s one k i nd of new gener al aut omat i c c ont r ol dev i c e, i t t he t r adi t i onal r el ay - c ont ac t dev i c e c ont r ol t ec hnol ogy, t he c omput er t ec hnol ogy and t he mec hani c s of c ommuni c at i on mer ges i nt o one or gan i c whol e, des i gns s pec i al l y f or t he i ndus t r i al c ont r ol . Thi s new gener al aut omat i c c ont r ol dev i c e by i t s r edundant r el i abi l i t y, s t r ong wor k i ng c ondi t i ons c ompat i bi l i t y and gr eat c onv eni enc e oper at i onal per f or manc e, dept h aut omat ed domai n t ec hni c al per s onne l s gener al r ec ept i on. Mov es mat er i al s t he c ar i n t he moder ni z ed f ac t or y t h e uni v er s al ex i s t enc e, but t he aut omat i on mov es mat er i al s t he c ar ac t ual l y not muc h t o s ee, t he maj or i t y f ac t or i es s t i l l depended on t he manpower c ar t t o mov e mat er i al s , l i k e t hi s has was t ed t he mas s i v e manpower and r es our c es , c ut t he pr oduc t i on ef f i c i enc y. Bas ed on PLC appl i c at i on and s y s t em des i gn pr i nc i pl e. My s el f des i gned hav e c ont r ol l ed wi t h PLC mov e mat er i al s t he c ar c ont r ol s y s t em, enabl ed i t t o ac hi ev e t he aut omat i on, s av ed t he manpower , r ai s ed t he ef f i c i enc y. Thi s ar t i c l e el abor at ed i n det ai l t he s y s t em c ompos i t i on, t he s y s t em har dwar e wi r i ng and t he s y s t em s of t war e des i gn, and i nt r oduc ed t he s y s t em pr i nc i pl e of wor k i n det ai l . K E Y WOR D Mov es mat er i al s t he c ar PLC I / O wi r i ng el ec t r i c c ont r ol mai n c i r c ui t