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1、基于PLC的货叉取放箱程序设计摘要 可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。本次课程设计的目的在于用PLC控制货叉的运行，使的PLC在实际生产中发挥更重要的作用。要货叉可从中点位置向左取箱后回到中点位置,也可向右取箱后回到中点位置。 关键词：货叉；可编程控制器（PLC）；控制目录前言31 课程设计的容和要求51.1 课程设计的容51.2 课程设计的控制要求52 硬件系统设计62.1 PLC控制的优点62.2 PLC的发展72.3
2、PLC的选型及其特点82.4 所需硬件工具与仪器93 软件系统设计123.1 设计思想123.2 PLC端子接线123.3 PLC梯形图143.4 指令程序154 系统的安装、调试164.1 系统的安装164.2 调试175 课程设计总结19参考文献20致21前言 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC，目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对
3、象，将控制容编成软件写入控制器的用户程序存储器,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的
4、机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。由于可编程控制器的不断发展，对它下一个确切定义是困难的。可编程控制器问世后，美国电器制造商协会NEMA（National Electrical Manufactures Association）于1980年对可编程控制器有如下定义：可编程控制器是一种数字式电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，实现对各种机械或生产过程的控制。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工
5、具，得到了广泛的普及推广应用。 可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 可靠性高，抗干扰能力强； 编程直观、简单； 适应性好； 功能完善，接口功能强。 PLC主要由中央控制单元（CPU）、存储器（RAM或ROM或 ）输入输出模块（I/O）部分、电源和编程设备组成(见图1-1），有的PLC还可以配备特殊功能模块，用来完成某些特殊的任务。术语“体系结构”是指PLC的硬件，或软件，或者二者的结合。开放式的体系结构，是指系统使用现成的标准组件，能方便的与其它生产厂家的设备和程序兼容。封闭的体系结构是指该系统为专用的并且与其他系统不兼容。目前，大多数PLC系统从本质上讲都是封闭
6、的系统，所以使用时必须确定所选用的硬件和软件与所使用的PLC是兼容的。本次使用的是FX1N-60MR三菱PLC，适合在小型环境中进行控制。它具有卓越的性能、串行36 输出点：24继电器输出 1.系统配置即固定又灵活；2.编程简单；3.备有可自由选择，丰富的品种；4.令人放心的高性能；5.高速运算；6.使用于多种特殊用途；7.外部机器通讯简单化；8.共同的外部设备。1 课程设计的容和要求1.1 课程设计的容 1、课程设计说明书 2、顺序功能图 3、器件与PLC部等效继电器地址编号的对照表 4、PLC与现场器件的实际连接图 5、梯形图 6、指令程序1.2 课程设计的控制要求货叉最初停在中点位置(光
7、电开关SQ3处),当按下左向行驶按钮SB1时,货叉向左取箱运行到左点(光电开关SQ1处)停止;此时再按下右向行驶按钮SB2,货叉又向右运行到中点(光电开关SQ3处)停止,完成一次向左取箱过程。如果按下右向行驶按钮SB2,货叉向右取箱运行到右点(光电开关SQ2处)停止,然后再按下左向行驶按钮SB1,货叉向左运行到中点(光电开关SQ3处)停止,完成一次向右取箱过程。工艺流程图及I/O分配: 向左 向右 正转 输出 0 输出 1 反转 SQ1 输入3 SQ3 输入5 SQ2 输入4 输入 1 输入 0 输入 2 左向按钮 停止按钮 右向按钮 SB1 SB2 SB3 SQ1SQ3 SQ2 SQ3 2
8、硬件系统设计 2.1 PLC控制的优点PLC控制则PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好LC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作。 PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定
9、于程序扫描顺序。PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。 PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时围宽，用户可根据需要在程序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况， 主要性能指标 I/O点数 I/O点数是指可编程序控制器外部输入。输出端子数的总和。它标志着可以接开关的多少、按钮和可以
10、控制负载的多少。 储存容量 存储容量是指可编程序控制器部用于存放用户程序的存储器容量,一般以步为单位,二进制 16位,即以一个字为一步 。 扫描速度 一般以执行1000步指令所需要的时间来衡量，单位为ms/k步，也有以执行一步指令所需要时间来计算的单位用s/步。 功能扩展能力 可编程序控制器除了主模板之外，通常度可配置一些可扩展模板，以适应各种特殊应用的需要，如A/D模板、D/A模板、位置控制模板等。 基本参数如下： AC电源、DC输入、横式端子排、继电器输出。输入点数：16 输出点数：362.2 PLC的发展 世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元
11、器件条件及计算机发展水平。早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超
12、小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多、产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单
13、元使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上屋电气生产的CF系列、机床电器厂生产的DKK及D系列、组合机床研究所生产的S系列、电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外华光公司、乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。2.3 PLC的选型及其特点本次课程设计选用的PLC是三菱FX1N60MR。三菱FX1N-60MR-001是三菱FX1N系列PLC，是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。 三菱FX1N-60MR-001主要特点 结构灵活不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。 传输质量高、速度快、
