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1、无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书目录摘要2第一章 绪论291.1 PCL简介291.2 PLC 的基本结构291.3 PLC 的工作原理311.4 PLC 特点321.5PLC的应用领域335.1 PLC国内外应用发展状况35第二章 PLC 控制系统设计原则和设计步骤362.1 设计原则362.2 设计步骤36第三章三菱PLC网络化控制383.1MELSECNET/H网络383.2. cc一L1nk现场总线413.3三菱PLC 的优点42第四章基于三菱 PLC 的伺服平台控制系统设计434.2伺服电机 PLC 控制系统硬件设计444.2.1 控制系统主要设备选型444.2.2 PLC 控
2、制系统输入输出分配表444.2.3 控制系统电气原理图设计454.3 伺服驱动器参数设置454.4 伺服电机 PLC 控制系统软件设计464.4.1 触摸屏画面设计464.4.2 PLC 主要控制程序设计464.5测试系统的搭建474.5.1系统搭建474.6三菱PLC软件编程48总结与展望54总结54展望54参考文献54致谢55摘要：本论文基于三菱plc，伺服平台设计系统设计，控制系统的电气原理图设计、触摸屏控制界面的制作，伺服驱动器的参数设定，PLC的程序设计等详细说明。由于PLC直接控制着伺服电机，表明其具有系统结构简单、运行可靠、扩张性强、具有更好的实用价值等优点。紧接着，本文提出了基
3、于PLC的三菱伺服控制系统设计，并通过一系列测试以证明该系统具有稳定、定位精度和广泛的兼容性。关键字：三菱 PLC；伺服电机；定位控制Abstract：This paper designs a servo platform design system based on mitsubishi PLC, and introduces in detail the electrical schematic design of the control system, touch screen control interface making, servo driver parameter setting
4、, PLC program design and so on. The practice shows that direct control of servo motor by PLC has the advantages of simple system structure, reliable operation, strong expansibility and good practical value. Then, the mitsubishi servo control system design based on PLC is proposed. Finally, through a
5、 series of tests, it is proved that the system has a stable operation, high positioning accuracy and wide versatility.Keyword：Mitsubishi PLC; Servo motor; Positioning control第1页共31页第1章 绪论PLC是传统继电接触器技术与计算机技术相结合的产物。它具有可靠性高、抗干扰能力强、灵活性和通用性强、网络通信功能强、无故障运行率低等优点，可连续工作数万小时甚至数十万小时不受损坏。因此，在工业控制中，它有继电器控制或一般用途。
6、计算机的可比优势。考虑到现场交通控制环境可能会遇到各种恶劣天气的影响和可能的电磁干扰等因素，本文设计了以PLC为控制核心的三菱伺服平台。1.1 PCL简介PLC是伴随着计算机技术、自动控制技术、通信技术的产生与不断的发展中诞生的下一代工业控制器。国际电工委员会(IEC)已经在标准草案中定义了PLC那就是可编程逻辑控制器是被设计成应用于工业环境并以数字方式工作的电子系统。PLC系统使用的内存，程序记忆手段、逻辑运算、时机、计数等面向的用户动作命令执行，并根据数字或模拟输入/输出方式的种种的种类的机械或制造工艺控制程序功能的内部可能拥有。PLC及相关外部设备被设计为能够容易地与产业控制系统协同地扩
7、展功能的原则。PLC的基本设计思想遵从于保持和发展继电式发电机组接触控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点。我们知道计算机具有功能完善、应用模式灵活多变、通用性强等特点。基于此思想，可以方便地使用PLC设计标准、通用控制器硬件和控制对象连接，但要根据实际控制对象和要求，采用外围设备较好的控制程序来编写和编译控制器，以改变用户的内存。根据需求修改程序以符合控制功能的应用对象，可以方便灵活地满足区域内的内容。从上个世纪70年代中期起，伴随着计算机网络技术、半导体技术、微处理技术这些技术的不断发展，PLC的中央处理单元在微处理器中得到了大规模的应用。大规模集成电路的规模也已进入其输入、输出和外
8、围电路的使用。除了plc原有的逻辑判断功能外，还能够实现对数据处理、通信网络和PID进行调整。生产摄像机的保存、故障诊断和DCS监控功能。1.2 PLC 的基本结构PLC通常由主机、扩展机、外部设备这些组件构成。主机一般都是必不可少的，其他组件可以根据我们的需要进行恰当的装配。主机一般包含CPU、内存、相应的I/O单元、通信端口和电源。扩展单元主要包含有I/O单元、接口模块、电源模块、需要连接电缆的主机等。除了可编程终端、打印机、条码扫描器等外，最基本、最常见的外部设备是编程器。个人计算机从其生产、编译、修改、调试等方面来看，也可以看作是PLC的外部设备。增加和改进PLC的配置，将扩大和加强P
9、LC的功能。PLC的功能由其配置决定。PLC通过它自身结构形态的不同，能够分类为集体型(也称为箱式)和复合型(也称为模型化)这两种。中央处理器(CPU)、内存、输入/输出单元、电源、通讯端口，I/O扩张端口等这些部件被集中在一个箱子形成了主机，这就是PLC的整体特征组成的一部分，它总的体积小，结构也偏于简单，用于比较小的模式应用。整体PLC主机组成如图所示：PLC的主要结构是使CPU单元,输入设备,输出设备,智能I / O模块,通信单元电路板或模块,使用时只要所需的模块插入踢脚板,通过踢脚板总线,所以模块相互连接。包含有CPU的单元称为CPU模块，其余被称为扩展模块。中型PLC和大型PLC经常
10、会结合在一起来使用。由于我们知道组合PLC系统配置灵活的优点，一些小型机器也通常会采用这种结构。如图：1.3 PLC 的工作原理PLC的工作原理和计算机基本上是差不多的。都要通过执行用户的程序才可以实现控制的任务。但是，可编程控制器的工作方式是串行的：通电后，为了使可编程控制器的输出可以立即响应各种输入信号，可编程控制器首先需要执行内部硬件和资源的若干初始化操作。在初始化后，系统反复执行输入采样、用户程序执行、输出更新等任务。这个循环叫做扫描。如图所示。1、系统的初始化PLC 通电后，要进行对变量存储器区、I/O 映像区数据的清除处理，同时检查I/O 模块与 PLC 的连接、复位所有定时器等。
11、2、 输入数据的采样在读出输入数据这个阶段，PLC通过扫描依次读出所有外部输入电路的开/关数字状态和数据存储，并实现把它存储在存储器中单独设置的对应位置。该区域称为输入图像寄存器和输出图像寄存器，把输入和输出信号的状态和数据存下。如果外部输入电路要关闭的时候，在梯形图中输入图像寄存器的那个地方对应的接触状态在关闭的时候变成0或者1。在梯形图里对应的接触点为是断开状态或者闭合状态。3. 执行用户的程序通常情况下，PLC的用户程序都是由梯形图指令或者语音指令构成的。在执行PLC用户程序时，除非在执行扫描跳转命令这种情况下，否则PLC会从第一条命令开始执行，会逐渐扫描用户的程序，并根据相应的动作逻辑
12、条件在命令结束前保存图像寄存器的内容。接收到终止信号时，CPU会查询系统的智能模块需不需要服务。在具有扫描周期的用户程序执行时候，图像寄存器里保存的状态和数据不会发生变化。如果外部输入状态在此期间出现变化的时候，那么也只可以在下一个扫描周期的输入采样阶段重新更新输入图像寄存器中的状态和数据。通过以上的方式，我们知道输入/输出状态和数据原来是通过I/O映像寄存器访问的，而不是直接读写实际的I/O点那么简单。通过这种方法，就会有系统运行会更加稳定、程序执行速度更快、灵活性更好等优点。4. 输出刷新扫描用户程序执行完毕后，可编程控制器将I/O图像的对应的状态和数据传输到输出模块，并实现对输出锁存器电
13、路的刷新。信号也通过相对应的硬件继电器触点输出模块进行驱动。例如，如果输出图像寄存器处于I状态，控制打开的触点会马上闭合，外部负载的电源也由相应的硬件继电器触点输出模块驱动。切断后，控制器开始工作;相反，如果输出图像寄存器处于O状态，则外部负载将被切断并停止工作。通常情况下，PLC的扫描周期会有自诊断、通信这些。PLC会自动诊断测试并且定期检查用户程序内存集成、E2PROM、模块I/O和总线I/O状态、监控定时器复位等这些部位的情况。通信信息处理时期，处理器会开始处理通信端口接收到的信息，并在适当的时间将信息发送给通信请求者。1.4 PLC 特点PLC主要特点有:a)可靠性高,抗干扰能力强很高
14、的可靠性是电气控制器的主要优势。PLC使用了现代大规模集成电路技术，严格的制作过程，拥有先进的内部电路抗干扰技术，所以可靠性相当高。举个例子，三菱电机PLC不出意外情况的平均时间已经超过30万个小时，设计寿命有10年那么久。很多很多使用冗余cpu的plc在没有故障时获得更大的工作空间。从PLC的外部电路开始，利用PLC构建了一个控制系统。与同类规模继电器的接触器系统相比，电器遥控布线系统的路宽减少了千分之一，缺点也少了很多。此外，在拥有硬件故障自检测这个功能的PLC中，我们可以及时得到故障的报警信息的反馈。应用软件的情况下，用户就可以实现对故障自诊断程序进行重新编程，这个程序可以实现对外围设备
15、进行重新编程。除PLC有此功能外，系统中的电路或其他设备也可以通过故障自诊断进行自我保护。b)规模齐全,功能很完善,适用面广到目前为止，PLC已经开发并形成了一系列具有不同规模的大、中、小型产品。各种尺寸的工业控制都能得到满足。现代PLC不仅具有逻辑处理功能，还拥有较强的数据处理能力，这可以让PLC应用于许多数字控制领域。最近几年，PLC研发了很多功能单元，这使得PLC可以进入各种工业控制，比如位置控制、温度控制、数控控制等。随着PLC通讯能力的越来越高和人机界面技术的快速发展，PLC将来会很容易形成不同的控制系统。c)系统的设计工作量小，很容易实现维护、改造和重建PLC使用了存储逻辑替代了电线接线的逻辑，这样做的好处就是使得很多控制设备的外部控制线大大减少，这样还会有大大减少了管理系统的开发和建设周期的好处，以方便其维护修理。更重要的是，现在为了实现改变生产过程，我们可以在同一个设备上修改程序。这种特点适合许多品种和小批量生产过程。d)小尺寸，轻重量，低能耗对于非常小的PLC，如欧姆龙SRMI PLC，最小尺寸小于100对，重量为1509，能耗仅为3.5瓦。PLC的体积很小，这种优势使得它易于装进机器的内部，这是机械集成和机电一体化的理想控制装置。1.5 PLC的应用领域范围PLC现在用途已经很广泛，可以应
