卸料小車的PLC自動控制

1、湘潭大學畢業(yè)設計說明書目:小車裝卸料PLC系統(tǒng)學院：職業(yè)技術學院專業(yè)：機電一體化技術學號：20099202142姓名:徐宇指導教師：張志純完成日期： 2011年5月10日湘潭大學畢業(yè)論文（設計）任務書論文（設計）題目：小車裝卸料運行P1C控制系統(tǒng)學 號： 20099202142學生姓名：徐 宇專 業(yè)： 機電一體化技術指導教師姓名：張志純 系主任：黃禎祥一、主要內容及基本要求在一些自動化生產線上，為了實現(xiàn)多地點隨機卸料或者多地點隨機搜集成品 或（廢品），經常會用到一臺裝卸料小車，如下圖所示的裝卸料小車可以根據(jù)請 求在5個位置停車，進行裝卸料，SQ1SQ5為5個停車位置的行程開關，小車 壓上時為O

2、N,小車離開時為OFF, SB1SB5為互鎖的琴鍵開關，用于選擇小車 的位置。SB1.回SB21 SB3 0 SB4 回 SB5回小車在電動機的拖動下運行，電動機正轉時小車右行，電動機反轉時小車左行，具體控制如下：1、當選擇按鈕號與小車位置圧下的行程開關號同時，按下啟動按鈕，小車停止不動。2、旳選擇按鈕號大于小車位置壓下的行程開關號時，按下啟動按鈕，小車向右運行直至兩者相等時，小車停止。3、當選擇按鈕號小于小車位置壓下的行程開關號時，按下啟動按鈕，小車向左運行直至兩者相等時，小車停止4、撰寫設計說明書（論文）。二、重點研究的問題（1）料的感應的PLC程序編寫（2）整個裝卸聊過程的PLC控制程丿

3、了的編寫（3）PLCI/O借口的連接線路三、進度安排（指導教師填寫）序號各階段完成的內容完成時間1査閱資料、調研4月1日到5日2開題報告、制訂設計方案4月6日到10日3實驗（設計）4月10日到12日4分析、調試等4月13日到15日5寫出初稿4月16日到1日6修改，打出第二稿5月1日到5日7寫出正式稿5月6日到10日四、應收集的資料及主要參考文獻【1】于慶廣.可編程控制器原理與系統(tǒng)設計北京：淸華出版社，2004【2】齊榮.可編程汁算機控制器原理及應用.西安：西北工業(yè)大學出版社，2002【3】夏辛明 黃宏 髙光.可編程控制器技術及應用.北京：北京理工大學出版社，2005【4】汪曉平.pic可編程控

4、制器系統(tǒng)開發(fā)實例導航.北京：人民郵電出版社，2004【5】江秀漢暢楠.pic可編程控制器原理及應用.北京：機械工業(yè)岀版社，1998【6】孫振強.可編程控制器原理與應用教程.北京：淸華大學出版社，2005【7】李建興.可編程控制器件應用技術.北京：機械工業(yè)岀版社，2004【8】Daibida.geller.可編程控制器原理與設計.北京：淸華大學出版社，2006【9】郁漢琪 郭建.可編程控制器原理與應用.北京：中國電力出版社，2004【10】周美蘭周封王岳宇.pic電氣控制與組態(tài)設訃.北京：科學岀版社，2005【11】麼常初.PLC編程及應用。北京：機械工業(yè)出版社，2005. （1）【12】現(xiàn)代電

5、氣控制及PLC應用技術，北京航空航天大學出版社.2005?！?3】高鐘毓,機電控制工程，淸華大學出版社.2002 （第二版）【14 】 Jingwen Tian, Meijuan Gao, Hao Zhou. The Intelligent Control System of Flocculation Process of Sewage Treatnient Based on Wavelet Zeural Networks, Intelligent Systems Design and Applications,2006.6【15】 Li-Yan Zhang;Long-Hua Ha.Model

6、 and control of N-removal in sewage treatment based onmi 龍已 dlogical dynamic niEthod、 Machin 亡 Learning andbernetics, 2003, International Conference on Volume, 20032湘潭大學畢業(yè)論文（設計）評閱表學號20099202142姓名 徐 寧 專業(yè) 機電一體化技術畢業(yè)論文（設計）題目：小車裝卸料運行pic控制系統(tǒng)評價項目評價內容選題1. 是否符合培養(yǎng)LI標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求， 達到綜合訓練的目的；2. 難度、份量是否適

7、當。能力1. 是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；2. 是否有綜合運用知識的能力；3. 是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力；4. 是否具備一定的外文與計算機應用能力；5. 工科是否有經濟分析能力。論文質 量1. 立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確， 設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一， 圖表是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2. 文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3. 有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。匸作量工作量是否飽滿，含論文篇幅、圖紙等是否達到規(guī)定要求。該論文符合培養(yǎng)目標，基本達到學科、專業(yè)特點的基

8、本要求和綜綜合訓練的目的：難度、份量適當。具有一定的查閱文獻和綜合歸納資合料的能力：M論較為正確,符號統(tǒng)一，文字、圖表格式一致，程序表評IijfetJoBe刀 Jix，叱乂內aHHJ/ 1價在創(chuàng)新之處和實際應用中仍需探討。工作量較為飽滿，論文篇幅、圖紙等基本達到要求。評閱人姓名（職稱）：年 月 日湘 灣大學畢業(yè)論文（設計）鑒定意見學 號：20099202142學生姓名: 徐宇 專 業(yè)： 機電一體化畢業(yè)論文（設計說明書）28 頁圖00 張論文（設計）題目：小車裝卸料運行Pic控制系統(tǒng) 內容提要：早期運料小車電氣控制系統(tǒng)多為繼電器-接觸器組成的復雜系統(tǒng)，這 須有專人負責操作，將PLC應用到運料小車

9、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，可幕性和可維護性好，易于安裝、維修和改造等優(yōu)點。隨著經濟 的發(fā)展，運料小車不斷擴大到各個領域，從手動到自動，逐漸形成了機械化、 自動化。將PLC應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。它功能強大，可擴展到多達1281/0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PLC在運料小車控制系統(tǒng)中的應用，已經在國內外工程、工廠中得到實際應 用具有巨大的經濟和社會價值，其智能化和自動化的思路值得以后繼續(xù)深

10、入研 究和推廣指導教師評語該論文符合培養(yǎng)目標，滿足學科專業(yè)特點及教學大綱要求，也達到專業(yè) 綜合訓練的目的；論文設計要求有一定難度,設計內容及參數(shù)完成較好;立 論較為正確，符號統(tǒng)一,文字較為規(guī)范,設計內容具有一定的參考意義,工 作量較為飽滿,論文篇幅、圖紙等達到要求；該生設計態(tài)度認真,設計任務 基本完成;從論文完成情況看該生具有一定的查閱文獻和綜合歸納資料的能 力。但創(chuàng)新和實際應用能力有待進一步提高。建議成績評定為。指導教師姓名職稱（副教授）年 月 日答辯委員會意見經答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設計）成績評定為。評定等級答辯委員會主任：年 月 日摘要可編程邏輯控制器，簡稱PLC,是一種工業(yè)控

11、制微型計算機。它的編程 方便、操作簡單尤其是高通用性等優(yōu)點，使它在工業(yè)生產過程中得到了廣泛 的應用。其中的一個應用便是運料小車的控制，主要用到的便是他的邏輯控 制功能。本文主要介紹三菱的PLC產品以及其對應的軟件，并且用它來進行 五個控制臺作業(yè)的運料小車的控制編程。關鍵詞：三菱 PLC：運料小車前言大學生涯就要以這篇畢業(yè)論文作為結局，將所學的東西融會貫通。恰好 所做的畢業(yè)設計是課程開過的PLC,是同一個類型的，但是所編的程序是不相 同的，但是我對應畢業(yè)設計的上手還是可以比較快。這論文的時候，自己還是寫作前期還是一葉蔽LI,毫無頭緒。但是在查 閱了相關的資料后也是對三菱的硬件及其軟件有了比較好的

12、認識。這篇論文是以三菱的PLC為主要載體，結合它來對運料小車的控制進行編 程，雖然沒有具體的見到他的硬件，但是也對這樣一個程序對應的接口做了 了解。本文主要是在對FLC進行系統(tǒng)的介紹后，進入具體三菱的PLC,針對這個 型號進行硬件及其軟件的介紹，最后寫出運料小車對應PLC的接口圖及其對 應的程序。山于個人或時間等因素，還不能將這篇論文寫的完美，所以有錯誤的地方還請指導老師同學不吝指教。1. 運料小車的發(fā)展概況22. 可編程控制器（PLC）概述32.1 PLC的概述32.2 PLC的發(fā)展42. 3PLC的特點42.4PLC的基本組成及各部分作用53控制系統(tǒng)設計93.1.運料小車的運動分析93.1

13、.1設備控制要求93. 1.2小車運動分析103. 2運料小車控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置133. 2.1控制系統(tǒng)圖133.3系統(tǒng)資源分配143. 3.1 1 0地址分配1433. 2143. 3.3數(shù)字雖輸岀部分153. 3.4內部繼電器部分153.4系統(tǒng)硬件設計163.5系統(tǒng)軟件源程序設計173.5.1行程開關173.5.2小車啟停輔助繼電器183. 5.3呼叫按鈕183.5.4 比較203.5.5向左運動213.5.6向右運動214 控制系統(tǒng)的調試224.1編程軟件224. 2程序的構成224.3程序的下載.安裝和調試24總結25致謝28參考文獻29（一）胡學林，可編程控制器應用技術，

14、高等教育出版社29（二）謝劍英，微型計算機控制技術EM1.國防工業(yè)出版社29（三）史國生，趙陽等.電氣控制與可編程控制器技術M.北京:化學工業(yè)出版社29（四）胡學林.可編程控制器教程M 北京:電子工業(yè)出版社29（五）劉美俊.通用變頻器應用技術EML福建:福建科學技術出版社29（六）幻劉國光提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的軟件設計.機床電器J29（七）秦虹.PLC控制系統(tǒng)的編程方法簡述.機床電氣J29文獻綜述隨著PLC技術的不斷發(fā)展，它的應用也越來越廣泛了，這次的畢業(yè)設汁要求做的是 其在運料小車中的應用，這個在工業(yè)生產過程中起著很重要的作用，他是向工業(yè)自動化 邁出的很重要的一步，運料小車通過PLC的控

15、制，達到能自動裝卸運料以及及時響應呼 叫的請求。對于這樣一個PLC程序的設計，我先了解施耐德的歐姆龍系列PLC的編程方法以及 其相應的軟件。在這個基礎上，確定小車運料站點的數(shù)LI,重而確定I/O接口的數(shù)日以 確定PLC的具體選型，然后熟悉其他運料小車的PLC設訃程序，再結合自己所學的將程 序達到設計所要求的?？删幊炭刂破鳎≒LC）是在計算機技術、通信技術和繼電器控制技術的發(fā)展基礎上 開發(fā)出來的，現(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域。它以微處理器為核心，用編寫的程 療:進行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術計算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入輸出來控 制機械設備或生產過程。如今，PLC在我國各個工業(yè)控制領域中

16、的應用越來越廣泛。在就業(yè)競爭日趨激烈的 今天，掌握PLC設計和應用是從事工業(yè)控制研發(fā)技術人員必須掌握的一門專業(yè)技術。PLC的學習比一般編程學習困難的地方就在于，要完成一個控制系統(tǒng)不僅需要 掌握一定的編程技術，更為重要的是要知道如何針對實際應用的需要選擇合。理的 PLC的型號，然后進行資源配置，并以此為基礎，設計控制系統(tǒng)。111.運料小車的發(fā)展概況山于PLC的不斷發(fā)展和革新，使得生產線的運輸控制也將得到不斷的改善和 生產率的不斷提高，運料小車控制經歷了以下兒個階段：（1）手動控制：在20世紀60年代末70年代初期，便有一些工業(yè)生產采用 PLC來實現(xiàn)運料小車的控制，但是山于當時的技術還不夠成熟，只

17、能夠用手動的 方式來控制機器，而且早期運料小車控制系統(tǒng)多為繼電器一接觸器組成的復雜系 統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設計周期長、體積大、成本高等缺陷，兒乎無數(shù)據(jù)處理和通信 功能，必須有專人負責操作。（2）自動控制：在20世紀80年代，由于計算機的價格下降，這時的大型工 控企業(yè)將PLC充分的與計算機相結合，通過機器人技術，自動化設備終于實現(xiàn)了 PLC在運料小車控制系統(tǒng)在自動方面的應用。（3）全自動控制：現(xiàn)階段，由于PLC技術的向高性能 高速度、大容量發(fā)展 大型PLC大多采用多CPU結構，不斷向高性能、高速度和大容量方向發(fā)展。將 PLC運用到運料小車控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)運料小車的全自動控制，降低系統(tǒng)的運行 費用。P

18、LC運料小車自動控制系統(tǒng)具有連線簡單控制速度快，精度高，可靠性和 可維護性好，維修和改造方便等優(yōu)點2.可編程控制器（PLC）概述2.1 PLC的概述PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller,是指以計算機技術 為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一 種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設訃的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程 序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算FX0H-40HEFX2

19、NK11H0MR FX1N-60WR等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生 產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易 于擴展其功能的原則而設計。”可編程控制器實際上是一種工業(yè)控制汁算機，它的硬件結構與一般微機控制 系統(tǒng)相似，其至與之無異?？删幊绦蚩刂破髦饕紺PU（中央處理單元）存儲器（RAM 和EPROM）,輸入/輸出模塊（簡稱為I/O模塊）、編程器和電源五大部分組成。近年來 發(fā)展極為迅速、應用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電器控制概念 和設計思想，利用不斷發(fā)展的新技術、新電子器件，逐步形成了具有特色的各種系 列

20、產品。2. 2 PLC的發(fā)展1968年美國GM (通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公 開招標提出十項標準：(1) 編程方便，現(xiàn)場可修改程序；(2) 維修方便，釆用模塊化結構；(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)可直接送入管理計算機；(6) 成本可與繼電器控制裝置競爭；(7) 輸入可以是交流115V；(8) 輸出為交流115V, 2A以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等；(9) 在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更；(10) 用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。1969年，美國數(shù)字公司(DEC)研制岀了第一臺可編程序控制器，滿足了GM 公司裝配線的要求

21、。這種新型的工業(yè)控制裝置簡單易懂、操作方便、可靠性 高、通用靈活、體積小、使用壽命長，很快在美國其它工業(yè)領域推廣使用。 隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在已有了第五代PLC產品。2. 3 PLC的特點(1) 可靠性高，抗干擾能力強。(2) 配套齊全，功能完善，適用性強(3) 易學易用，深受工程技術人員歡迎(4) 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造(5) 體積小，重量輕，能耗低2. 4 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系統(tǒng)基本相同。 按結構形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類。I手持編程器或訐聲I接觸器觸點、KM (D1)時，即

22、小車當前所處停 靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時，M6得電，小車向左運行；當(DO) = (D1) 時，即小車當前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時，H7得電，小車不 動；當(DO) 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語言程序設計，網(wǎng)絡參數(shù)設定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及 調試，具有異地讀寫PLC程序功能。4. 2程序的構成將對應程序轉換成相應梯形圖輸入編程軟件中，如下所示：31X007X010xouX012X013DODODODODOvr cc 4MOCMP DODIM6M6nMlX007I IM2XO1OTlM3X

23、O11IM4X012T IM5X013MlTkH(YOOOM8nMl X007 TlM2X010IIM3X011TlM4X012TlM5X013Ml(YOOlND開始運行程序，PLC將運行已經設置好的程序和參數(shù)，按下啟動按鈕和呼 叫按鈕后，小車到達呼叫的那個站點。4.3程序的下載、安裝和調試將各個輸入和輸出端子和實際控制中的按鈕、所需控制設備正確連接， 完成硬件的安裝。打開GX-Developer編程軟件，打開運料小車程序，即可在 線調試，最終調試結果符合設計要求，如圖4-1所示圖4T程序調試如何選購PLC產品成為系統(tǒng)設計和系統(tǒng)功能要求的重要環(huán)節(jié)。1. 系統(tǒng)規(guī)模首先應該確定系統(tǒng)用PLC單機控制

24、，還是用PLC形成網(wǎng)絡，由 此計算機PLC輸入，輸出點數(shù)，并且在選購PLC時要在實際需要點數(shù)的基礎上 保留一定的余量。2. 確定負載類型根據(jù)PLC輸入端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電 流還是小電流，以及PLC輸出點數(shù)動作頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸 出，還是晶體管輸出，或是晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式， 對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是很重要的。3. 存儲量與速度盡管國外各個廠家的PLC產品大體相同，但也有一定的區(qū) 別。目前還未發(fā)現(xiàn)各個公司之間完全兼容的產品。各個公司的開發(fā)軟件都不 相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執(zhí)行速度是兩個重要指標。一般存儲 容量越大、速度越快的PLC產品價格

25、就越高，但應該根據(jù)系統(tǒng)懺得大小合理選 用PLC產品。4. 編程器的選購PLC編程可釆用三種方式：一是：用一般的手持編程器編程，他只能用商家規(guī)定的語句表中的語言 編程。這種方式效率低，但對于系統(tǒng)容量小，用量小的產品比較適宜，并且 體積小，容易現(xiàn)場調試，造價也較低。二是：用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，翻遍直觀，一般 的電氣人員短期內就可以應用自如，但該編程器造價較高。三是：用個人汁算機加PLC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式。 基于電腦、筆記本的普及和PLC軟件包編程的方便性，并且易于現(xiàn)場調試。這 種方式是用戶最喜歡的一種方式。因此，應根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易，開發(fā)的周期長短以及資

26、金的情況合理 選購PLC產品。5. 盡量選用大公司的產品，其質量有保障，且技術支持好，一般售后服 務也好，還有利于你的產品擴展與軟件升級。A:各種輸出方式之間的比較（1）.繼電器輸出：有點是不同公共點之間可帶不同的交流、直流負載, 且電壓也可不同，帶負載直流可達2A/點，但繼電器輸出方式不適于高頻作 用的負載，這是山繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負載電流增加而減少， 一般在十兒萬次至兒百萬次之間，有的公司可達1000萬次以上，響應時間為 lOmso（2）.晶閘管輸出：帶負載最大的優(yōu)點帶負載能力為0.2A/點，只能帶交 流負載，可適應高頻動作，響應時間為Ims。（3）.晶體管輸出：最大的優(yōu)點是適

27、用于高頻動作，響應時間短，一般 為0.加s左右，但它只能帶DC5-30V的負載，最大輸出負載電流為0.5A/點，但 每4點不得大于0. 8Ao當你的系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘六次以下時，應首選繼電器輸出，因其電 路設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。當頻率為10次/min以下時，既可采用 繼電器輸出方式；也可采用PC輸出驅動達林頓三極管(5-10A),再驅動負載 可大大減小。B:抗干擾與外部互鎖當PLC輸出帶感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出 造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續(xù)流二極管， 對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。當兩個物理量的輸出在PLC內部已進行軟件互鎖后，在PLC的外部也應進 行互鎖，以加強系統(tǒng)的可靠性。C: “COM”點的選擇不同的PLC產品,其“COM”點的數(shù)量是不一樣，有的 一個“COM”點帶八個輸出點，有的帶四個輸出點，也有的帶一個或兩個輸出 點的。當負載的種類多，且電流大時，采用一個“COM”點帶1-2個輸出點的 PLC產品；當負載數(shù)量多而種類少時，釆用一個“COM”點帶4-8個輸出點的PLC 產品，這樣會對電路設計帶來很多方便。每個“COM”點處加