PLC配料车控制系统程序设计

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1、1目 录前言3摘要3第一部分PLC 概述 5设计任务书9第二部分配料车控制系统控制要求10配料车中元器件的选择10控制方案论证及控制过程11梯形图14总结19参考文献192前言随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。例如智能机器人以及立体式存储仓库的产生等等，一改往日以前人们取料时间长，难度大，效率低等缺点。本次课程设计题目配料车控制系统程序设计也正是在这样的背景下应运而生的，本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理，PLC 控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的 PLC 改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器接触

2、器控制和 PLC 控制的基本原理，设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现小车取料的控制。改变以往人工取料时间长，难度大，效率低的缺点。提高工作效率，节省人力资源。摘要随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经对越来越多的事物不是进行手动操作，而是进行人工智能控制。正是在这样的科技大潮牵引下，我们所学的知识也越来越多的和先进科技接轨了。本次课程设计正是基于此种情况，其目的是为了实现小车自动取料功能。首先是任务分析及方案确定，其中包括：1 任务分析，然后确定主电路。2 确定控制规则3 选择

3、PLC，包括 PLC 点数，类型及扩展模块的类型。4 PLC 输入输出点的确定及分配。然后是电路图的确定，其中包括：31 画出主电路原理图。2 画出 PLC 原理或接线图。3 画出顺序功能图最后是根据控制规则进行如下工作：1 画出顺序功能图。2 设计 PLC 控制梯形图。3 程序调试说明。4第一部分PLC 概述PLC = Programmable logic Controller， 可 编 程 逻 辑 控 制 器 ， 一 种 数 字运 算 操 作 的 电 子 系 统 ， 专 为 在 工 业 环 境 应 用 而 设 计 的 。 它 采 用 一 类 可 编 程 的存 储 器 ， 用 于 其 内 部

4、 存 储 程 序 ， 执 行 逻 辑 运 算 ， 顺 序 控 制 ， 定 时 ， 计 数 与 算术 操 作 等 面 向 用 户 的 指 令 ， 并 通 过 数 字 或 模 拟 式 输 入 /输 出 控 制 各 种 类 型 的机 械 或 生 产 过 程 。 是 工 业 控 制 的 核 心 部 分 PLC = Programmable Logic Controller， 可 编 程 控 制 器 另 外 PLC 还 有 以 下 几 个 名 称 ： PLC = Power Line Communication， 电 力 线 通 信 ， 即 我 们 俗 称 的 “电 力 线 上 网 ”。 PLC = P

5、ublic Limited Company， 公 共 有 限 公 司 ， 股 票 上 市 公 司 。 PLC = Power-line Carrier， 输 电 线 载 波 ， 电 力 线 载 波 ， 电 源 线 车 。 PLC = Power Loading Control， 动 力 负 载 控 制 。 PLC = Preparative Layer Chromatography， 制 备 层 色 谱 法 。 PLC = Programming Language Committee， 程 序 设 计 语 言 委 员 会 美 。 1、 PLC 的 基 本 概 念可 编 程 控 制 器 (Pro

6、grammable Controller)是 计 算 机 家 族 中 的 一 员 ， 是为 工 业 控 制 应 用 而 设 计 制 造 的 。 早 期 的 可 编 程 控 制 器 称 作 可 编 程 逻 辑 控 制 器(Programmable Logic Controller)， 简 称 PLC， 它 主 要 用 来 代 替 继 电 器 实 现逻 辑 控 制 。 随 着 技 术 的 发 展 ， 这 种 装 置 的 功 能 已 经 大 大 超 过 了 逻 辑 控 制 的 范围 ， 因 此 ， 今 天 这 种 装 置 称 作 可 编 程 控 制 器 ， 简 称 PC。 但 是 为 了 避 免 与

7、 个人 计 算 机 (Personal Computer)的 简 称 混 淆 ， 所 以 将 可 编 程 控 制 器 简 称PLC,plc 自 1966 年 出 现 ， 美 国 ， 日 本 ， 德 国 的 可 编 程 控 制 器 质 量 优 良 ， 功 能强 大 。 2、 PLC 的 基 本 结 构PLC 实 质 是 一 种 专 用 于 工 业 控 制 的 计 算 机 ， 其 硬 件 结 构 基 本 上 与 微 型 计算 机 相 同 ， 基 本 构 成 为 ： 5a、 电 源 PLC 的 电 源 在 整 个 系 统 中 起 着 十 分 重 要 的 作 用 。 如 果 没 有 一 个 良 好 的

8、 、可 靠 的 电 源 系 统 是 无 法 正 常 工 作 的 ， 因 此 PLC 的 制 造 商 对 电 源 的 设 计 和 制 造也 十 分 重 视 。 一 般 交 流 电 压 波 动 在 +10%(+15%)范 围 内 ， 可 以 不 采 取 其 它 措 施而 将 PLC 直 接 连 接 到 交 流 电 网 上 去 b. 中 央 处 理 单 元 (CPU) 中 央 处 理 单 元 (CPU)是 PLC 的 控 制 中 枢 。 它 按 照 PLC 系 统 程 序 赋 予 的 功能 接 收 并 存 储 从 编 程 器 键 入 的 用 户 程 序 和 数 据 ； 检 查 电 源 、 存 储 器

9、 、 I/O 以及 警 戒 定 时 器 的 状 态 ， 并 能 诊 断 用 户 程 序 中 的 语 法 错 误 。 当 PLC 投 入 运 行 时 ，首 先 它 以 扫 描 的 方 式 接 收 现 场 各 输 入 装 置 的 状 态 和 数 据 ， 并 分 别 存 入 I/O 映象 区 ， 然 后 从 用 户 程 序 存 储 器 中 逐 条 读 取 用 户 程 序 ， 经 过 命 令 解 释 后 按 指 令的 规 定 执 行 逻 辑 或 算 数 运 算 的 结 果 送 入 I/O 映 象 区 或 数 据 寄 存 器 内 。 等 所 有的 用 户 程 序 执 行 完 毕 之 后 ， 最 后 将

10、I/O 映 象 区 的 各 输 出 状 态 或 输 出 寄 存 器 内的 数 据 传 送 到 相 应 的 输 出 装 置 ， 如 此 循 环 运 行 ， 直 到 停 止 运 行 。 为 了 进 一 步 提 高 PLC 的 可 靠 性 ， 近 年 来 对 大 型 PLC 还 采 用 双 CPU 构 成 冗余 系 统 ， 或 采 用 三 CPU 的 表 决 式 系 统 。 这 样 ， 即 使 某 个 CPU 出 现 故 障 ， 整 个系 统 仍 能 正 常 运 行 。 c、 存 储 器 存 放 系 统 软 件 的 存 储 器 称 为 系 统 程 序 存 储 器 。 存 放 应 用 软 件 的 存

11、储 器 称 为 用 户 程 序 存 储 器 。 d、 输 入 输 出 接 口 电 路 1、 现 场 输 入 接 口 电 路 由 光 耦 合 电 路 和 微 机 的 输 入 接 口 电 路 ， 作 用 是PLC 与 现 场 控 制 的 接 口 界 面 的 输 入 通 道 。 2、 现 场 输 出 接 口 电 路 由 输 出 数 据 寄 存 器 、 选 通 电 路 和 中 断 请 求 电 路 集 成 ，作 用 PLC 通 过 现 场 输 出 接 口 电 路 向 现 场 的 执 行 部 件 输 出 相 应 的 控 制 信 号 。 e、 功 能 模 块 如 计 数 、 定 位 等 功 能 模 块 f、

12、 通 信 模 块 如 以 太 网 、 RS485、 Profibus-DP 通 讯 模 块 等 3、 PLC 的 工 作 原 理6一 . 扫 描 技 术 当 PLC 投 入 运 行 后 ， 其 工 作 过 程 一 般 分 为 三 个 阶 段 ， 即 输 入 采 样 、 用 户程 序 执 行 和 输 出 刷 新 三 个 阶 段 。 完 成 上 述 三 个 阶 段 称 作 一 个 扫 描 周 期 。 在 整个 运 行 期 间 ， PLC 的 CPU 以 一 定 的 扫 描 速 度 重 复 执 行 上 述 三 个 阶 段 。 (一 ) 输 入 采 样 阶 段 在 输 入 采 样 阶 段 ， PLC

13、以 扫 描 方 式 依 次 地 读 入 所 有输 入 状 态 和 数 据 ， 并 将 它 们 存 入 I/O 映 象 区 中 的 相 应 得 单 元 内 。 输 入 采 样 结束 后 ， 转 入 用 户 程 序 执 行 和 输 出 刷 新 阶 段 。 在 这 两 个 阶 段 中 ， 即 使 输 入 状 态和 数 据 发 生 变 化 ， I/O 映 象 区 中 的 相 应 单 元 的 状 态 和 数 据 也 不 会 改 变 。 因 此 ，如 果 输 入 是 脉 冲 信 号 ， 则 该 脉 冲 信 号 的 宽 度 必 须 大 于 一 个 扫 描 周 期 ， 才 能 保证 在 任 何 情 况 下 ，

14、 该 输 入 均 能 被 读 入 。 (二 ) 用 户 程 序 执 行 阶 段 在 用 户 程 序 执 行 阶 段 ， PLC 总 是 按 由 上 而 下 的 顺 序 依 次 地 扫 描 用 户 程 序(梯 形 图 )。 在 扫 描 每 一 条 梯 形 图 时 ， 又 总 是 先 扫 描 梯 形 图 左 边 的 由 各 触 点 构成 的 控 制 线 路 ， 并 按 先 左 后 右 、 先 上 后 下 的 顺 序 对 由 触 点 构 成 的 控 制 线 路 进行 逻 辑 运 算 ， 然 后 根 据 逻 辑 运 算 的 结 果 ， 刷 新 该 逻 辑 线 圈 在 系 统 RAM 存 储 区中 对

15、应 位 的 状 态 ； 或 者 刷 新 该 输 出 线 圈 在 I/O 映 象 区 中 对 应 位 的 状 态 ； 或 者确 定 是 否 要 执 行 该 梯 形 图 所 规 定 的 特 殊 功 能 指 令 。 即 ， 在 用 户 程 序 执 行 过 程 中 ， 只 有 输 入 点 在 I/O 映 象 区 内 的 状 态 和 数 据不 会 发 生 变 化 ， 而 其 他 输 出 点 和 软 设 备 在 I/O 映 象 区 或 系 统 RAM 存 储 区 内 的状 态 和 数 据 都 有 可 能 发 生 变 化 ， 而 且 排 在 上 面 的 梯 形 图 ， 其 程 序 执 行 结 果 会对 排 在 下 面 的 凡 是 用 到 这 些 线 圈 或 数 据 的 梯 形 图 起 作 用 ； 相 反 ， 排 在 下 面 的梯 形 图 ， 其 被 刷 新 的 逻 辑 线 圈 的 状 态 或 数 据 只 能 到 下 一 个 扫 描 周 期 才 能 对 排在 其 上 面 的 程 序 起 作 用 。 在 程 序 执 行 的 过 程 中 如 果 使 用 立 即 I/O 指 令 则 可 以 直 接 存 取 I/O 点 。 即使 用 I/O 指 令 的 话 ， 输 入 过 程 影 像 寄 存 器 的 值 不 会 被