資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 編號： 畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書 題 目： 小車定點呼叫PLC控制設(shè)計 學(xué)　　院： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師單位： 姓 名： 職 稱： 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) 年5月4日 摘 要 可編程序控制器（PLC）是綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的一門新興技術(shù)，是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究以及其他各個領(lǐng)域自動化的重要手段之一，應(yīng)用十分廣泛，是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。 本課題主要研究的是基于PLC的小車定點呼叫系統(tǒng)的設(shè)計，包括硬件的設(shè)計和軟件的設(shè)計。通過設(shè)計編制PLC程序?qū)崿F(xiàn)小車模型控制系統(tǒng)的自動控制。提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的小車運行狀態(tài)，為維修和故障診斷提供多方面的可能性，充分提高系統(tǒng)的工作效率。 早期運料小車電氣控制系統(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)計周期長、體積大、成本高等缺陷，無數(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)用到運料小車電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制，降低系統(tǒng)的運行費用，PLC運料小車電氣控制系統(tǒng)具有連線簡單，控制速度快，可靠性和可維護性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，運料小車不斷擴大到各個領(lǐng)域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、自動化。 將PLC應(yīng)用到運料小車定點呼叫電氣控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的自動化控制，降低系統(tǒng)的運行費用。它功能強大，可擴展到多達(dá)128I/O點，且能增加特殊功能模塊或擴展板。通信和數(shù)據(jù)連接功能選項使得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：分析被控對象和明確系統(tǒng)控制要求；選定PLC類型，確定系統(tǒng)I/O設(shè)備的數(shù)量及種類；控制流程設(shè)計；控制程序設(shè)計。 PLC在運料小車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)在國內(nèi)外工程、工廠中得到實際應(yīng)用，具有巨大的經(jīng)濟和社會價值，其智能化和自動化的思路值得以后繼續(xù)深入研究和推廣。 【關(guān)鍵詞】 PLC；運料小車；定點呼叫；控制系統(tǒng) Abstract Programmable logic controller (PLC) is a new technology of computer technology,automatic control technology and communication technology, is one of important means of production, scientific and industrial automation in all other areas, a wide range of applications, is one of the three pillars of modern industrial control. The main research topic is the design of PLC car fixed call system based ondesign, including the design of hardware and software.Automatic control of the car model control system designed by PLC programming.Provide a running car is more intuitive, clear, accurate, provides many possibilitiesfor the repair and fault diagnosis, to improve the efficiency of the system. Early haul car electrical control system for multi-relay - contactor complex system composed of, such a system design cycle is long, bulky, high cost of defects, data processing and communication capabilities, there must be someone responsible for the operation of the PLC application haul car electrical control system, the automated control of the car transporter, reducing the running costs of the system, PLC haul car electrical control system has a simple connection, control speed, reliability and maintainability, easy to install, maintenance and transformation, etc.. With economic development, the car transporter expanding to all areas of mechanization and automation, from manual to automatic, and gradually formed. PLC application to the car transporter sentinel call electrical control system can realize the automatic control of the car transporter, reducing the running costs of the system. It is powerful, and can be expanded to up to 128I / O points, and can increase the special function modules or expansion board. Communications and data connectivity options the FX1N in volume, communications and special function modules and other important applications very perfect. The main topics include: analysis of the controlled object and a clear system control requirements; selected PLC type to determine the quantity and type of system I / O devices; control process design; design control procedures. PLC the car transporter control system, has been in the domestic and international engineering, plant their practical application, with huge economic and social value of intelligent and automated ideas worth further research and extension. 【Keywords】 PLC; car transporter; fixed-point call; control system 目 錄 前言 1 1 小車定點呼叫方式的選擇和可編程序控制器簡介 3 1.1 小車定點呼叫方式的選擇 3 1.1.1控制方式的分類 3 1.1.2控制方式的比較 3 1.1.3小車定點呼叫控制方式的選定 4 1.1.4PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 4 1.2 可編程序控制器簡介 5 1.2.1PLC的定義 5 1.2.2PLC的發(fā)展 5 1.2.3PLC的特點 6 1.2.4PLC的結(jié)構(gòu) 6 1.2.5PLC的工作原理 9 1.2.6PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 12 2 PLC系統(tǒng)的選擇 13 2.1 選型分析 13 2.1.1PLC選型原則 13 2.2 系統(tǒng)設(shè)計的要點 13 2.2.1輸入回路的設(shè)計 13 2.2.2輸出回路的設(shè)計 13 2.2.3抗干擾措施 14 2.2.4“COM”點的選擇 14 2.3 PLC系統(tǒng)的接線 15 2.3.1電源接線 15 2.3.2接地 15 2.3.3控制單元輸出端子接線 15 3 小車定點呼叫模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 16 3.1 小車定點呼叫控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 16 3.2 所用到的元器件簡介 16 4 小車定點呼叫控制系統(tǒng)設(shè)計 18 4.1 控制系統(tǒng)工作原理 18 4.1.1運料小車的運動流程 18 4.1.2控制要求 18 4.2 控制系統(tǒng)的框架 20 4.2.1PLC框架配置圖 20 4.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 20 4.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 21 4.4.1I/O地址分配 21 4.4.2數(shù)字量輸入部分 22 4.4.3數(shù)字量輸出部分 22 4.4.4輔助繼電器部分 23 4.4.5小車啟停輔助繼電器 23 4.4.6行程開關(guān) 23 4.4.7呼叫按鈕 24 4.4.8比較 25 4.4.9小車呼叫顯示智能指令 28 4.4.10小車啟動定位1號站點指令 28 5 控制系統(tǒng)的調(diào)試 29 5.1 編程軟件簡介 29 5.1.1GX DEVELOPE的主要功能 29 5.1.2GX DEVELOPE的特點 29 5.2 程序的下載、安裝和調(diào)試 29 6 結(jié)論 31 謝 辭 32 參考文獻(xiàn) 33 附 錄 34 附錄1 FX2N基本指令 34 附錄2 程序流程圖 36 附錄3 梯形圖 37 附錄4 指令程序 43 附錄5 外部接線圖 47 前言 在可編程控制器問世之前，繼電器-接觸器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域中占有主導(dǎo)地位。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是采用固定接線的硬件實現(xiàn)控制邏輯，如果生產(chǎn)任務(wù)或工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計，改變硬件結(jié)構(gòu)，這樣造成時間和資金的浪費。另外，大型控制系統(tǒng)采用繼電器-接觸器控制，使用的繼電器數(shù)量多，控制系統(tǒng)的體積大，耗電多，且繼電器觸點為機械觸電，工作頻率低，在頻繁動作情況下壽命較短，造成系統(tǒng)故障，系統(tǒng)的可靠性差。1968年，在世界性工業(yè)技術(shù)改造浪潮的沖擊下，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM公司），為了適應(yīng)汽車型號的不斷翻新，以求在激烈競爭的汽車工業(yè)中占有優(yōu)勢，提出要用一種新型的控制系統(tǒng)裝置取代繼電器-接觸器控制裝置。并且對未來的新型控制裝置做出了具體的設(shè)想，要把計算機的完備功能以及靈活性、通用性好等優(yōu)點和繼電器-接觸器控制的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點融入于新的控制裝置中，且要求新的控制裝置編程簡單，使得不熟悉計算機的人員也能很快掌握他的實用技術(shù)。通用公司提出的新一代控制器應(yīng)具備的條件包括： （1） 編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序。 （2） 維護方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)。 （3） 可靠性高于繼電器控制。 （4） 體積小于繼電器控制柜。 （5） 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機。 （6） 在成本上可與繼電器控制柜競爭。 （7） 輸入可以是交流115V。 （8） 輸出可以為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥。 （9） 擴展時，原有系統(tǒng)只要很小變化。 （10） 用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB。 美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求，于1969年研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車自動裝配線上試用，獲得成功。其后，日本、德國等相繼引入這項新技術(shù)，可編程控制器由此而迅速發(fā)展起來。 PLC的主要特點是：從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運送處理是自上而下的，連續(xù)PID控制等多功能。PID在終端站中可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。這比用PC機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行；PLC網(wǎng)絡(luò)主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也有閉環(huán)控制功能。PLC的最大特點在于：電氣工程師已不在電氣的硬件上花費太多的心計，只要將按鈕開關(guān)或感應(yīng)器的輸入點連接到PLC的輸入點上就能解決問題，通過輸出點連接接觸器或繼電器來控制大功率的啟動設(shè)備，而小功率的輸出設(shè)備直接連接就可以。PLC可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點,已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計,可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為,可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一,PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性,同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富,可對目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號燈進(jìn)行精確控制,特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時,PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時間,實現(xiàn)科學(xué)化管理。 1 小車定點呼叫方式的選擇和可編程序控制器簡介 1.1 小車定點呼叫方式的選擇 1.1.1控制方式的分類 傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備自動控制主要由繼電器或分立的電子線路來實現(xiàn)，這種控制方式投資相對少一些，目前僅在一些舊式的、簡單的工業(yè)設(shè)備中還有一定市場，但該控制方式卻有以下致命缺陷： （1） 僅適合于簡單的邏輯控制 （2） 僅適合特殊的工程項目，而沒有通用性 （3） 沒有改動和優(yōu)化的可能性。 伴隨著工業(yè)自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，我國工業(yè)領(lǐng)域的自動化已經(jīng)基本實現(xiàn)了從繼電器控制到計算機控制的轉(zhuǎn)變，計算機控制方式具有以下兩個特點： （1） 硬件上至少有一個微處理器 （2） 通過軟件實現(xiàn)控制思想。 目前，工業(yè)自動化領(lǐng)域比較典型的控制方式有： （1） 可編程序邏輯控制器（PLC） （2） 工業(yè)控制計算機（IPC） （3） 集散控制系統(tǒng)（DCS）。 1.1.2控制方式的比較 （1）各自技術(shù)發(fā)展的起源 工業(yè)控制計算機(IPC)是為了滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求的設(shè)備。硬件結(jié)構(gòu)方面，總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，兼容性強，軟件資源豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速、實時性強、模型復(fù)雜和計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。 集散系統(tǒng)（DCS）從工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計算機為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，初期主要用在連續(xù)過程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要應(yīng)用在工序控制上，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。 近年來隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍。在初期邏輯運算的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運算、閉環(huán)調(diào)節(jié)等功能，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)等功能模塊；運算速度提高，CPU的能力趕上了工業(yè)控制計算機；通信能力的提高發(fā)展了多種局部總線和網(wǎng)絡(luò)(LAN)，因而也可構(gòu)成為一個集散系統(tǒng)。特別是個人計算機也被吸收到PLC系統(tǒng)中。PLC在過程控制的發(fā)展將是一智能變送器和現(xiàn)場總線，暨向下拓展功能，開放總線。 （2）相同點 在微電子技術(shù)發(fā)展的背景下，從硬件的角度來看，PLC、工業(yè)計算機、集散系統(tǒng)(DCS)之間的差別正在縮小，都將由類似的一些微電子元件、微處理器、大容量半導(dǎo)體存儲器和I/O模件組成。編程方面也有很多相同點。 （3）不同點 由于PLC和計算機屬于兩類產(chǎn)品，經(jīng)過幾十年的發(fā)展都形成了自身的裝置特點和軟件工具，實際上它們的區(qū)別仍然存在。 PLC用編程器或計算機編程，編程語言是梯形圖、功能塊圖、順序功能表圖和指令表等。集散系統(tǒng)自身或用計算機結(jié)構(gòu)形成組態(tài)構(gòu)成開發(fā)系統(tǒng)環(huán)境。 特別需要提出的是，PLC與STD總線工控機的區(qū)別，無論從維修、安裝和模件功能都很相似。PLC更適用于黑模式下運行，但在線運行時若要進(jìn)行較大的程序修改，其能力略遜于STD工控機，但是從開關(guān)量控制而言，PLC的性能優(yōu)于STD工控機。 1.1.3小車定點呼叫控制方式的選定 PLC實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)，其控制功能基本都是通過設(shè)計軟件來實現(xiàn)的，這種軟件是利用PLC廠商提供的指令系統(tǒng)，根據(jù)機械設(shè)備的工藝流程來設(shè)計。 PLC自問世以來，經(jīng)過20多年的發(fā)展，在美國、歐洲、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前，PLC在國際市場上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用PLC設(shè)計自動控制系統(tǒng)已成為世界潮流。 PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強抗各種干擾的能力。編程安裝使用簡便、低價格長壽命。比之單片機，它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時間和成本。PLC的下端（輸入端）為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計算機。人們在應(yīng)用它時，可以不必進(jìn)行計算機方面的專門培訓(xùn)，就能對可編程控制器進(jìn)行操作及編程，用來完成各種各樣的復(fù)雜程度不同的工業(yè)控制任務(wù)。 PLC具有很多的優(yōu)點。小車定點呼叫控制系統(tǒng)若采用PLC控制，體積小、重量輕、控制方式靈活、可靠性高、操作簡單、維修容易。由于PLC所具有的靈活性、模塊化、易于擴展等特點，可以根據(jù)現(xiàn)場要求實現(xiàn)小車的不同工作要求。機械手采用PLC控制技術(shù)，可以大大提高該系統(tǒng)的自動化程度，減少了大量的中間繼電器、時間繼電器和硬件接線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。同時，用PLC控制系統(tǒng)可方便地更改生產(chǎn)流程，增強控制功能。綜上所述，小車定點呼叫的控制方式選擇PLC控制。 1.1.4PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時，一般要遵循步驟如下： （1） 深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求 （2） 確定I/O設(shè)備 （3） 選擇合適的PLC類型 （4） 分配I/O點 （5） 設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 （6） 繪制各種電路圖 （7） 將程序輸入PLC （8） 進(jìn)行軟件測試 （9） 繪制控制臺與控制柜 （10） 應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 （11） 編制技術(shù)文件 1.2 可編程序控制器簡介 1.2.1PLC的定義 國際電工委員會（IEC）1987年2月頒布的可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)第三稿，對可編程序控制器的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，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，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都按易于工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴充其功能的原則設(shè)計?！? 定義中強調(diào)了可編程序控制器是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)”，它也是一種計算機。它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計”的工業(yè)計算機。 1.2.2PLC的發(fā)展 （1）國外PLC的發(fā)展概況 PLC自問世以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。PLC的世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)商不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新，產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價格不斷下降。目前，世界山有200多個廠商生產(chǎn)PLC，較有名的有美國的AB、通用電莫迪康公司；日本的三菱、富士、歐姆龍、松下電工公司等；德國的西門子公司；法國的施耐德TE公司；韓國的三星、LG公司等。 （2）國內(nèi)PLC的發(fā)展概況 我國的PLC產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個階段：順序控制器（1973-1979年）階段、1位處理器為主的工業(yè)控制器（1979-1985年）階段和8位微處理器為主的PLC（1895年以后）階段。 今年來我國的PLC研制、生產(chǎn)、應(yīng)用發(fā)展也很快。特別是在應(yīng)用方面，在引進(jìn)成套設(shè)備的同時也配套引進(jìn)了不少PLC。在我國自己生產(chǎn)制造的設(shè)備上也大量采用了PLC控制。另外，應(yīng)用PLC對老設(shè)備進(jìn)行改造，使之在投入較少的條件下實現(xiàn)了產(chǎn)品的升級代換。 無論是國外還是國內(nèi)，PLC的發(fā)展其明顯特征是，產(chǎn)品的集成度越來越高，速度越來越快，功能越來越強，工作性越來越可靠，使用越來越方便。PLC現(xiàn)已廣泛用于順序控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信等類型的控制。特別是PLC遠(yuǎn)程通信功能的實現(xiàn)及多種功能的編程語言和先進(jìn)的指令系統(tǒng)，為工業(yè)自動化提供了有力的工具，加速了機電一體化的進(jìn)程。 1.2.3PLC的特點 可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。國內(nèi)外現(xiàn)有的小車呼叫系統(tǒng)，它們的控制形式大都采用可編程序控制器控制，特別是在智能化要求程度高容量大的現(xiàn)代化工業(yè)運料小車系統(tǒng)中應(yīng)用更為普遍。其主要原因是因為PLC具有以下優(yōu)點： （1）編程方法簡單易學(xué)。梯形圖是使用最廣的PLC編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，熟悉繼電器電路原理圖的技術(shù)人員很快就可以學(xué)會，并用來編程。 （2）功能強，性價比高。PLC內(nèi)有上千個可供用戶使用的編程原件，可實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比有很高的性價比。另外，PLC還可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制、集中管理。 （3）硬件配套齊全，用戶可以靈活、方便的選擇，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 （4）可靠性高，抗干擾能力強。PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的，在硬件上采用了屏蔽、濾波、隔離等有效的抗干擾措施；用軟件代替了大量的中間繼電器、時間繼電器和接線，僅剩下與輸入/輸出相關(guān)的少量硬件和接線，大大減少了因接觸點接觸不良而造成的故障，是公認(rèn)的最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 （5）體積小，重量輕，功耗低，易于實現(xiàn)機電一體化。 （6）系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小。PLC用軟件編程來取代硬件接線，模塊功能齊全程序的編制與調(diào)試很方便，因而大大縮短了PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計、施工和投產(chǎn)周期。 1.2.4PLC的結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置如圖1.1所示。 手持編程器或計算機 電磁鐵 輸出接口 輸入接口 接觸器觸點 YA 中央處理器 位置開關(guān) KM 系統(tǒng)存儲器 SB 外電源 用戶存儲器 電源 圖1.1 PLC的組成框圖 PLC是一種通用的工業(yè)控制轉(zhuǎn)置，其組成與一般的微機系統(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。另外還有獨立的I/O擴展單元與主機配合使用。主機中，CPU是PLC的核心，I/O單元是連接CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。 組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模板，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱為CPU底板，其他稱為擴展底板。CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過10m，無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。 （1）中央處理單元（CPU） CPU是PLC的控制中樞，是實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的控制，CPU的主要功能如下： ①從存儲器中讀取指令。CPU從地址總線上給出存儲地址，從控制總線上給出讀命令，從數(shù)據(jù)總線上得到讀出指令，并存入CPU內(nèi)的指令寄存器中。 ②執(zhí)行指令。對存放在指令寄存器中的指令操作碼進(jìn)行譯碼，執(zhí)行指令規(guī)定的操作，如讀取輸入信號、取操作數(shù)、進(jìn)行邏輯運算或者算術(shù)運算，將結(jié)果輸出給有關(guān)部分。 ③準(zhǔn)備取下一條指令。CPU執(zhí)行完一條指令后，能根據(jù)條件產(chǎn)生下一條指令的地址，以便取出和執(zhí)行下一條指令。在CPU的控制下，程序的指令即可以順序執(zhí)行，也可以分支或者跳轉(zhuǎn)。 ④處理中斷。CPU除順序執(zhí)行程序外，還能接收輸入、輸出接口發(fā)來的中斷請求，并進(jìn)行中斷處理，中斷處理完后再返回原址，繼續(xù)順序執(zhí)行。 （2）存儲器 存儲器是PLC用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運行數(shù)據(jù)的器件。PLC常用的集中存儲器如下： ①只讀存儲器（ROM）。ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入，電源去掉后仍能保存其內(nèi)容。ROM一般用來存放PLC的系統(tǒng)程序。 ②隨機存儲器（RAM）。RAM是可讀寫存儲器，電源斷開后，存儲的信息會小時。 ③電可擦可編程只讀存儲器（EPROM或EEPROM）：它是可讀寫的可以用編程器對它編程，寫入信息所需時間比RAM長得多。EEPROM用來存放用戶程序，有的PLC將EEPROM作為基本配置。 （3）I/O單元 I/O單元也稱為I/O模塊，PLC通過I/O單元與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場相聯(lián)系。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號。通過接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成中央處理能夠識別和處理的信號，并存到輸入映像寄存器。運行時CPU從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進(jìn)行處理，將處理結(jié)果放到輸入映像寄存器。輸出映像寄存器由輸出點對應(yīng)的觸發(fā)器組成，輸出接口電路將其由弱電控制信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的強電信號輸出，以驅(qū)動電磁閥、接觸器、指示燈被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 （4）電源部分 PLC一般使用220V的交流電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為PLC的中央處理器、存儲器等電路提供5V，+12V,+24V的直流電源，使PLC能正常工作。 電源部件的位置形式可有多種，對于整體式結(jié)構(gòu)的CPU，通常電源封裝到機殼內(nèi)部；對于模塊式PLC，有的采用單獨電源模塊，有的將電源與CPU封裝到一個模塊中。 （5）擴展接口 擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。 （6）通信接口 為了實現(xiàn)“人—機”或“機—機”之間的對話，PLC配有多種通信接口。PLC通過這些通信接口可以監(jiān)視器、打印機和其他的PLC或計算機相連。當(dāng)PLC與打印機相連時，可將過程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打??；當(dāng)與監(jiān)視器相連時，可將過程圖像顯示出來；當(dāng)與其它PLC相連時，可以組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)模的控制；當(dāng)與計算機相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控制。 （7）編程器 編程器的作用是提供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型的編程器只能聯(lián)機編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機器語言助記符后才能輸入。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二極管或其他顯示管件組成，智能型的編程器又稱為圖形編程器，它可以聯(lián)機編程，也可以脫機編程，具有LCD或CRL圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。還可以利用PC作為編程器，PLC生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可實現(xiàn)不同編程語言的互相轉(zhuǎn)換。程序被下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送?，F(xiàn)在很多PLC已不再提供編程器，而是提供微機編程軟件了，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。 （8）人機界面 最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機界面非常普及。 1.2.5PLC的工作原理 PLC是一種存儲程序的控制器。用戶根據(jù)具體控制要求編好的控制程序后，用編程器將程序輸入到PLC的用戶程序存儲器中進(jìn)行存儲。PLC的控制功能就是通過反復(fù)執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)的。 PLC有兩種基本的工作模式，即運行（RUN）模式與停止（STOP）模式。 運行（RUN）模式采用掃描的工作方式，即PLC從0000號存儲地址開始執(zhí)行程序，直至遇到END指令的程序運行結(jié)束，然后再從頭執(zhí)行，并周而復(fù)始的重復(fù)，直至停機或切換到停止（STOP）狀態(tài)為止。 每掃描一次程序就構(gòu)成一個掃描周期。另外，PLC對輸入、輸出信號是集中進(jìn)行批處理的。掃描工作方式如圖1.2所示。在每次循環(huán)過程中，編程序控制器還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段。由于計算機執(zhí)行指令的速度極高，從外部輸入-輸出關(guān)系來看，處理過程似乎是同時完成的。 內(nèi)部處理 通信服務(wù) 程序執(zhí)行 輸入采樣 輸出刷新 圖1.2 PLC掃描過程 在內(nèi)部處理聯(lián)合階段?？删幊绦蚩刂破鳈z查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。 在通信服務(wù)階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。當(dāng)可編程序控制器處于停止（STOP）狀態(tài)時，只執(zhí)行以上的操作。可編程序控制起處于（RUN）狀態(tài)時，還要完成另外3個階段的操作。 在可編程序控制器的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器?？删幊绦蚩刂破魈菪螆D中別的編程元件也有對應(yīng)的映像存儲區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像寄存器。在輸入處理階段，可編程序控制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF）狀態(tài)讀入輸入寄存器。 外接的輸入觸點電路接通時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外接的輸入觸點電路斷開，對應(yīng)的輸入映像寄存器為“0”狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的常開觸點斷開，常閉觸點接通。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài) 也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。 可編程序控制器的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按步序號順序排列。在沒有跳轉(zhuǎn)指令時，CPU從第一條指令開始，逐條順序的執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束之處。在執(zhí)行指令時，從輸入映像寄存器或別的元件映像寄存器中將有關(guān)編程元件的0/1狀態(tài)讀出來，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運算，運算結(jié)果寫入到對應(yīng)的元件映像寄存器中，因此，各編程元件的映像寄存器（輸入映像寄存器除外）的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。 在輸出處理階段，CPU 將輸出映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。體型圖某一輸出繼電器的線圈“通電”時，對應(yīng)的輸出映像寄存器為“1”狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離 和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負(fù)載通電工作。 若梯形圖中輸出繼電器線圈斷電對應(yīng)的輸出映像寄存器為“0”狀態(tài)，在輸出處理階段后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負(fù)載斷電，停止工作。某一編程元件對應(yīng)的映像寄存器為“1”狀態(tài)時，稱該編程元件為ON，映像寄存器為“0”狀態(tài)時，稱該編程元件為OFF。 掃描周期可編程序控制器在RUN工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次掃描操作所需的時間稱為掃描周期，其典型值為1~100ms。指令執(zhí)行所需的時間與用戶程序的長短、指令的種類和CPU執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。當(dāng)用戶程序較長時，指令執(zhí)行時間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。不過嚴(yán)格地來說掃描周期還包括自診斷、通信等。如圖1.3所示。 第(N-1)個掃描周期 輸出刷新 第(N+1)個掃描周期 輸入采樣 第N個掃描周期 輸入采樣 輸出刷新 用戶程序執(zhí)行 圖1.3 PLC的掃描運行方式 （1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有的數(shù)據(jù)和狀態(tài)它們存入I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)發(fā)生變化I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會改變。所以輸入如果是脈沖信號，它的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 （2）用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC的CPU總是由上而下，從左到右的順序依次的掃描梯形圖。并對控制線路進(jìn)行邏輯運算，并以此刷新該邏輯線圈或輸出線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)。或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。例如：算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳達(dá)等。 （3）輸出刷新階段 在輸出刷新階段，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動響應(yīng)的外設(shè)。這時才是PLC真正的輸出。 (4)輸入/輸出滯后時間 輸入/輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時間，是指可編程序控制器的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時間三部分組成。 輸入模塊的CPU濾波電路用來濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點動作是產(chǎn)生的抖動引起的不良影響，濾波電路的時間常數(shù)決定了輸入濾波時間的長短，其典型值為10ms左右。 輸出模塊的滯后時間與模塊的類型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時間一般在10ms左右；雙向可空硅型輸出電路在負(fù)載接通時的滯后時間約為1ms，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時的最大滯后時間為10ms；晶體管型輸出電路的滯后時間約為1ms。由掃描工作方式引起的滯后時間最長可達(dá)到兩個多掃描周期。可編程序控制器總的響應(yīng)延遲時間一般只有幾十ms，對于一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。要求輸入—輸出信號之間的滯后時間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的可編程序控制器或采取其他措施。 1.2.6PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期人為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類： （1）開關(guān)量邏輯控制 取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單臺設(shè)備，也可用于多機群控制及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 （2）工業(yè)過程控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)解是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用的較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 （3）運動控制 PLC可用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅(qū)動步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 （4）數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、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、數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些人型控制系統(tǒng)。 （5）通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 但是，可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計編制。 2 PLC系統(tǒng)的選擇 2.1 選型分析 2.1.1PLC選型原則 在工程中主要根據(jù)工藝要求、控制對象、用戶需要等方面選擇合適的PLC，以獲得最佳的性價比，就一個控制系統(tǒng)而言，PLC的選型原則和考慮因素如下： （1）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)，將會最大限度發(fā)揮技術(shù)經(jīng)濟效果。 （2）是否與計算機連接，是否要求構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，以及對遠(yuǎn)程站的設(shè)置要求，是否需要中斷輸入、雙機設(shè)備、位置控制、高速計數(shù)器等特殊模塊和智能模塊。 （3）開關(guān)量I/O點數(shù)、模擬量I/O點數(shù)、電壓等級及輸出功率、內(nèi)存容量,I/O點數(shù)直接關(guān)系到PLC輸入/輸出模塊的選擇，I/O點數(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)備費用的影響不大，故建議內(nèi)存容量可選大一些。 （4）其他考慮因素選擇PLC還要對其外型、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、設(shè)置條件、價格、技術(shù)服務(wù)、應(yīng)用業(yè)績等多項指標(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)設(shè)計的要點 2.2.1輸入回路的設(shè)計 （1）電源回路：PLC供電電源一般為AC85-240V（也有DC24V），適應(yīng)電源范圍較寬，但為了抗干擾，應(yīng)加裝電源凈化器件。 （2）PLC上DC24V電源的使用：本設(shè)計采用的是三菱FX系類的PLC，該產(chǎn)品上有DC24V電源，但該電源容量為幾百毫安，用其帶負(fù)載時要注意連接保護電阻，由于輸出連接的是數(shù)碼管，額定電流為毫安級的。 （3）外部DC24V電源：若輸入回路有DC24V供電的接近開關(guān)、光電開關(guān)等，而PLC上DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源：但該電源的“-”端不要接PLC的DC24V的“-”端以及“COM”端，否則會影響PLC的運行。 （4）輸入的靈敏度：各廠家對PLC的輸入端電壓和電流都有規(guī)定，該設(shè)計用的三菱公司FX系列的PLC的輸入值位DC24V、7mA，啟動電流為4.5mA，關(guān)斷電流小于1.5mA，因此，當(dāng)輸入回路有二極管或電阻時，或者有并聯(lián)電阻或有漏電流時，就會有誤動作，造成靈敏度下降，應(yīng)采用弱電流的輸入器件，并且選用輸入為共漏型輸入的PLC，輸入原件的公共點點位相對為負(fù)，電流是流出PLC的輸入端。 2.2.2輸出回路的設(shè)計 PLC的輸出方式有三種：（1）繼電器輸出 （2）晶體管輸出 （3）晶閘管輸出。 三種輸出形式的比較表如表2-1，不同型號的PLC技術(shù)參數(shù)不盡相同。 表2-1 三種輸出形式的比較 項目 繼電器型 晶體管型 可控硅型 外部電源 250V AC,30V DC以下 5-24V DC 85-242V AC 電路絕緣 繼電器機械絕緣 光耦絕緣 光耦絕緣 動作指示 繼電器輸出觸電閉合指示燈亮 晶體管被驅(qū)動指示燈亮 晶閘管被驅(qū)動指示燈亮 開路時漏電流 - 小于1mA/30V DC 1mA/AC 100V 2mA/200V 最小負(fù)載 2mA/5V DC 5mA/5-24V DC 5mA/85-242V AC 最大輸出電流 阻性 2A/1點、8A/4點、8A/8點 0.5A/1點、0.8A/4點、1.6A/8點 0.3A/1點、0.8A/4點 感性 80VA 12W/DC 24V 15VA/AC 100V 30VA/AV 200V 燈 100W 1.5W/DC 24V 30W 響應(yīng)時間 最低 可在0.2ms以下 較低 2.2.3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)加裝電源凈化元件（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)，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點接大地，次級線圈屏蔽層接PLC輸入電路的地，以減少高低頻脈沖干擾。設(shè)置一個PLC信號專用接地裝置。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100Ω即可，接地線進(jìn)入PLC控制柜中的信號接地端子排。當(dāng)出現(xiàn)干擾時將PLC地接線端子與信號接地端子排相連。 2.2.4“COM”點的選擇 不同的PLC產(chǎn)品，其“COM”點的數(shù)量是不一樣的，有的一個“COM”點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶2個或1個輸出點的。當(dāng)負(fù)載的種類多且電流大時，采用一個“COM”點帶1個或2個輸出點的PLC產(chǎn)品；當(dāng)負(fù)載數(shù)量多而種類少時，采用一個“COM”點帶4個或8個輸出點的PLC產(chǎn)品。 2.3 PLC系統(tǒng)的接線 2.3.1電源接線 PLC供電電源為50Hz、220V的交流電。FX系列的PLC有DC 24V輸出接線端，該接線端可為傳感器提供DC 24V電源，F(xiàn)X系列PLC的外接電源端位于輸出端子板左上角的兩個接線端，使用直徑為0.2cm的雙絞線作為電源線。過強的噪聲及電源電壓波動過大都可能使FX系列PLC的CPU工作異常，以致引起整個控制系統(tǒng)癱瘓。為避免由此引起的事故發(fā)生，在電源接線時，需采取隔離變壓器等有效措施，且用于FX系列PLC。I/O設(shè)備及電動設(shè)備的電源線應(yīng)分開連接。如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10ms，PLC工作不受影響；如電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當(dāng)電源回復(fù)后，若RUN輸入接通，則操作自動進(jìn)行。對于從電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。 2.3.2接地 良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。在接地時要注意一下4點： （1）PLC的接地線應(yīng)為專用的接地線，其直徑應(yīng)在2mm以上。 （2）接地電阻應(yīng)小于100Ω。 （3）PLC的接地線不能和其他設(shè)備共用，更不能將其接到一個建筑物的大型金屬結(jié)構(gòu)上。 （4）PLC各單元的接地線相連。 2.3.3控制單元輸出端子接線 FX系列PLC控制單元輸出端子板為兩頭帶螺釘?shù)目刹鹦栋?，PLC與輸出設(shè)備之間的輸出信號均通過輸出端子進(jìn)行連接，在進(jìn)行輸出端子接線時，應(yīng)注意以下5點： （1）輸出線盡可能的遠(yuǎn)離高壓線和動力線等干擾源。 （2）不能將輸出設(shè)備連接到帶“·”的端子上。 （3）各“COM”端均為獨立的，故各輸出端即可獨立輸出，又可采用公共并聯(lián)輸出。當(dāng)個負(fù)載使用不同電壓時采用獨立輸出方式：而各個負(fù)載使用相同電壓時，可采用公共輸出方式。 （4）當(dāng)多個負(fù)載連到同一個電源上時，應(yīng)使用型號為AFP1803的短路片將他們的“COM”端短接起來。 （5）輸出端接感性負(fù)載時，需根據(jù)負(fù)載的不同情況接入相應(yīng)的保護電路。在交流感性負(fù)載兩端并聯(lián)一個泄放電阻以避免漏電電流的干擾。以上保護應(yīng)安裝在距離負(fù)載50cm以內(nèi)。 3 小車定點呼叫模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 3.1 小車定點呼叫控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 本設(shè)計采用的實物模型小車是用的是紙盒和礦泉水瓶蓋組裝起來。小車驅(qū)動用的是12V的直流電機，采用兩個SRD-12VDC-SL-C的繼電器控制實現(xiàn)，行進(jìn)間為了降低小車的速度，采用了兩個電位器進(jìn)行限流。顯示部分，用兩個共陽一位數(shù)碼管實現(xiàn)。 本裝置中直流電機是由兩個繼電器的吸合與斷開來控制電機的轉(zhuǎn)動方向的，從而實現(xiàn)基座和氣夾的正反轉(zhuǎn)。本模型所用輸入、輸出均為低電平有效。其中IN端接PLC的輸出端口，OUT端接模型的信號輸入端。COM端接PLC的傳感器電源負(fù)端。 3.2 所用到的元器件簡介 所用的電機型號為RS-540SH-7520,其基本參數(shù)和型號如圖3.1,3.2所示 圖3.1 電機基本參數(shù) 圖3.2 電機外型 在控制電機正反轉(zhuǎn)時，所用繼電器型號為SRD-12VDC-SL-C，如圖3.3所示 圖3.3 繼電器型號 三個腳的這邊兩邊的腳是線圈，加12VDC直流電壓，不區(qū)分正負(fù)方向，是電壓驅(qū)動，線圈直流電阻每個工廠或者靈敏度不同稍有區(qū)別。 中間一個腳是觸點的COM端，另外一邊兩個腳正向看，左邊是常開，右邊是常閉。 該繼電器通過TUV UL認(rèn)證，10A 250VAC/30VDC和10A 125VAC/28VDC 是指不同認(rèn)證試驗的最大額定值，是指在最大觸點額定電壓下的最大額定電流，不允許超過這個值。 4 小車定點呼叫控制系統(tǒng)設(shè)計 4.1 控制系統(tǒng)工作原理 4.1.1運料小車的運動流程 如圖4.1一輛小車在一條線路上運行，線路上有1#~5#共5個站點，每個站點有一個呼叫按鈕。無論小車在哪個站點，當(dāng)某一個站點按下按鈕后，小車將自動運行到呼叫點。每個站點安裝一個行程開關(guān)以檢測小車是否到達(dá)該站點，并用數(shù)碼管顯示小車所在的站點號和呼叫按鈕的編號。 圖4.1 小車行走示意圖 4.1.2控制要求 運料小車行走的控制要求如下： （1）按下啟動按鈕,小車開始工作，按下停止按鈕，小車停止工作； （2）當(dāng)呼叫按鈕號與小車位置壓下的行程開關(guān)號相同時，按下啟動按鈕，小車停止不動； （3）當(dāng)呼叫按鈕號大于小車位置壓下的行程開關(guān)號時，按下啟動按鈕，小車向右運行直至兩者相等時，小車停止； （4）當(dāng)呼叫按鈕號小于小車位置壓下的行程開關(guān)號時，按下啟動按鈕，小車向左運行直至兩者相等時，小車停止； （5）記錄下依次呼叫的站點號，控制小車依次到達(dá)對應(yīng)的站點。最多記錄5個目標(biāo)站點，當(dāng)有5個站點呼叫小車后，必須等到小車運動到下一個目的站點后，才能記錄第6個呼叫的目標(biāo)站點。 （6）用數(shù)碼管顯示小車到站號以及呼叫按鈕號。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，分析出如下系統(tǒng)控制流程圖4.2 圖4.2 控制系統(tǒng)流程圖 結(jié)束 按下停止按鈕 小車停止 小車左行 小車右行 小車到達(dá)呼叫點 比較呼叫點是否比所在點大 開始 按下啟動按鈕 按下呼叫按鈕 4.2 控制系統(tǒng)的框架 4.2.1PLC框架配置圖 運料小車定點呼叫系統(tǒng)控制采用三菱的FX2N系列整體式PLC。PLC框架配置如圖4.3所示。 三菱 PLC 啟動按鈕 數(shù)碼管 CPU FX2N-64MR 停止按鈕 5個呼叫按鈕 三相異步電動機 5個行程開關(guān) 圖4.3 PLC框架配置 4.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件接線圖如圖4.4所示，圖中KM1和KM2分別是控制電機正轉(zhuǎn)運行（小車右行）和反轉(zhuǎn)運行（小車左行）的直流繼電器，用KM1和KM2的主觸點改變進(jìn)入電動機的三相電源的相序，即可以改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。圖中KM1線圈得電，控制電路中KM1常開觸點閉合，KM1常閉觸點斷開，KM2線圈互鎖?？梢员苊庥捎谡崔D(zhuǎn)（小車右行、左行）切換過程中電感的延時作用，導(dǎo)致原來接通的接觸器的主觸點還未斷弧時，另一個接觸器的主觸點已經(jīng)合上而造成交流電源瞬間短路的故障。通過主電路與PLC的控制電路的接線，才能實現(xiàn)PLC對系統(tǒng)的控制。 接下頁... 圖4.4 小車定點呼叫PLC接線圖 4.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 4.4.1I/O地址分配 由于CPU模塊有14點數(shù)字量輸入，10點數(shù)字量輸出，所以不再需要擴展輸入/輸出模塊。采用I/O自動分配方