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1、课程设计（论文）任务书年级专业 电气 0802 电气自动化技术 学生姓名 李晓炫 学号 21题目名称 工业铲车操作控制 设计时间课程名称 PLC 原理及应用 课程编号 设计地点一、课程设计（论文）目的PLC 原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性 PLC 控制系统的软、硬件设计为主。课程设计的目的和任务：全面熟练掌握 PLC 的硬件组成以及各种指令的应用，使学生掌握小型PLC 应用系统设计的步骤，熟悉和掌握 PLC 开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。二、已知技术参数和条件利用 PLC
2、对工业铲车操作进行控制，设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，要求动作过程如下：铲起： 向前 0.5 米 左转 90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，向前 0.5 米 右转 90 度后，后退 0.5 米 放下。三、任务和要求1、设计系统的 PLC 外部接线图2、系统的操作面板3、设计好顺序功能图3、系统的 T 形图按照要求书写课程设计报告2四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）实验室有 EL 型 PLC 实验系统 4 套，FX2N 系列实验装置 8 台，以及相关的软件。FX2N 系列、 S7 系列产品说明书；FX2N 系列实验装置实验指导书；
3、五、进度安排2009 年 12 月 16 日-18 日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2009 年 12 月 21 日-22 日：总体方案设计2009 年 12 月 23 日-25 日：外部接线图2009 年 12 月 28 日-29 日：T 形图设计2009 年 12 月 31 日：系统调试改进2010 年 1 月 4 日-5 日：整理书写设计说明书2010 年 1 月 6 日：答辩六、教研室审批意见教研室主任（签字）： 年 月 日七、主管教学主任意见主管主任（签字）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）：3摘要工业铲车自动化智能低，铲 车 又 叫 装 载 机
4、， 是 在 动 力 机 械 的 基 础 上 ， 采用 液 压 控 制 铲 斗 升 降 和 翻 转 ， 从 而 实 现 对 砂 石 、 水 泥 、 粮 食 、 土 、 煤 等 散 装物 料 的 铲 运 及 装 载 。 本课程设计提出了对其进行自动化设计的技术路线和思路，应用了进行自动化控制的方案；采用了 FX2N-32MT-D 编程器对工业铲车控制部分进行线路控制，可以很容易的实现完成逻辑，定时，计数，数字运算，数据处理等功能，通过输入输出接口建立与工业铲车数字量和模拟量的联系，实现生产过程的自动控制，提高了生产效率，对其他的生产机械有一定的借鉴意义。关键字：P LC； 铲 车 ； 设 计4目录
5、1PLC 与工业铲车的简介 .61.1PLC 简介 .71.2 工业铲车的简介 .112 任务及要求 .122.1 设计任务 .122.2 设计要求 .123 设计思想: .133.1 硬件设计 .133.1.1工业铲车操作控制系统的控制要求 .133.2 软件设计 .153.2.1 顺序功能图 .153.2.2 梯形图 .173.2.3 指令表 .18四设计总结: .20五参考文献: .2151PLC 与工业铲车的简介：1.1PLC 简介：1.1 .1PLC 的发展历程与组成元件在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离
6、散量的数据采集。传统上，这些功 能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968 年美国 GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电 子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 Programmable Controller（PC） 。个人计算机（简称 PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller（PLC） 。上世纪 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这
7、时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能 力和网络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 PLC 的构成：从结构上分，PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式 PLC 包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模
8、块可以按照一定规则组合配置。CPU 的构成：CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，每套 PLC 至少有一个 CPU，它按 PLC 的6系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现 场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和 PLC 内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器 中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU 主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU 单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，
9、是 PLC 不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析 CPU 的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它读取指令、解释指令及执行 指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工 作。CPU 速度和内存容量是 PLC 的重要参数，它们决定着 PLC 的工作速度，IO 数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 I/O 模块：PLC 与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O 模块集成了 PLC 的 I/O 电路，其输入暂存器反映输
10、入信号状态，输出点反映输出锁存 器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入 PLC 系统，输出模块相反。I/O 分为开关量输入（DI） ，开关量输出（DO） ，模拟量输入（AI） ，模拟量 输出（AO）等模块。常用的 I/O 分类如下：开关量：按电压水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA） 、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用 IO 外，还有特殊 IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按 I/O 点数确定模块规格及数量，I/O 模块可多可少，但其最大数受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 电源模块：PLC 电源用于为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供 24V 的
