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1、1专业综合设计与实践报告书2011 /2012 第 2 学期专 业 电气工程及其自动化班 级 08 电 Y1 学 号 姓 名 2二级学院：电子信息与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 班级：08 电 Y1学生姓名 指导老师 史建平 职称 副教授课题名称 现代物流模拟系统设计与实践课 题 工 作 内 容一、.根据指导书的要求完成所选模块电气原理图的测绘与设计：a) 主回路电路图b) PLC 的接线图c) 模块中各类电机的驱动电路图d) 阀门的控制电路图二、根据测绘与设计给出 PLC 输入输出分配表。三、编制模块的 PLC 梯形图，并连机调试。四、撰写报告书。五、考核（注：现代物流模拟系统分为
2、四个模块，每个学生根据任务分配，选择其中一个模块，在二周内完成上述内容。四个模块的名称如下，请在所选模块的方框内打 。 ）1装配单元 2缓冲单元 3堆垛单元 4仓储单元 3指标（目标）要求1、设计的控制程序能达到控制要求并上机调试通过。2、图纸符合规范。进程安排 第 1 天：布置任务，熟悉课题及系统。第 23 天：电气原理与测绘设计。第 4 天：绘制各类电气原理图 。第 57 天：PLC 梯形图的设计。第 89 天：调试。第 10 天：撰写报告、考核。主要参考文献可编程序控制器应用技术李建兴 机械工业出版社电气控制与可编程控制技术史国生 化学工业出版社可编程控制器应用技术实训指导李俊秀 化工工
3、业出版社地点 1院士楼2院机房起止日期2012.2.20-2012.3.2指导教师： 200 年 月 日4目 录第一章 概 述 -51.1 PLC 的起源 -51.2 三菱 PLC 分类与特点 -51.3 三菱 PLC 的内部结构与工作原理 -61.4 FX-2N 系列 PLC 的指令系统 -91.5 FX-2N 系列编程软件简介 -11第 二章 系统总体方案 -132.1 模拟物流生产线 简介 -132.2 模拟物流系统总设备清单 -14第三章 基于三菱 PLC 堆垛单元实训 -153.1 堆垛单 元认知 -153.1.1 实训目的 -153.1.2 实训要求 -153.1.3 实训器材 -
4、153.1.4 实训操作要点 -153.1.5 实训内容 -163.2 二次堆垛 -193.2.1 实训目的 -193.2.2 实训要求 -193.2.3 实训器材 -193.2.4 实训操作要点 -193.2.5 实训内容 -193.2.6 实训步骤 -21第四章 小结 -22附录一 -23附录二 -24附录三 -255第一章 概 述1.1 PLC 的起源可编程控制器简称 PLC（Programmable Logic Controller） ，在 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定
5、义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。1.2 三菱 PLC 分类与特点三菱 PLC 以其高性能，低价格迎合了中国工控行业的需要，在国内得到了广泛的应用。三菱 PLC 产品系列丰富，可以广泛满足不同用户的需要。（一）三菱 PLC 按系列分类可分为以下7个种类1、FX1S 系列此种系列属于一种集成型小型单元式
6、 PLC。且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。如果考虑安装空间和成本是一种细想的选择。2、FX1N 系列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、链接功能等扩展性。是一款广泛应用提供最大的灵活性和控制能力。3、FX2N 系列是三菱 PLC 家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。4、FX3U 系列是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱 PLC，可能称得上是小型至尊产品。基本性能大幅提升，晶体管输出型的基本单元内置了三轴独立最高 100KHz 的定位功能，并且增加了新的定位指令，
7、从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。5、FX1NC FX2NC FX3UC 系列在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小 I/O 型接线借口降低了接线成本，并大大节省了时间。6、Q 系列6三菱电机公司推出的大型 PLC，CPU 类型有基本型 CPU，高性能型 CPU，过程控制CPU，运动控制 CPU 等。可以满足各种复杂的控制需求。7、A 系列使用三菱专用顺控芯片（MSP） ，速度/指令可媲美大型三菱 PLC。（二）如果按型号大小分类，可分为以下3个种类：1、小型三菱 PLC小型 PLC 目前正代表着整个 PLC 的一种发展方向，各大 PLC 生产商正瞄准了这个趋势，使得小
8、型三菱 PLC 正占据着时代优势。小型三菱 PLC 的 I/O 点数一般在 128 点以下，其特点是体积小，结构紧凑，整个硬件融为一体，出了开关量 I/O 以外，还可以连接模拟量 I/O 以及其他各种特殊功能模块。小型三菱 PLC 能执行包括逻辑运算、计时、计数、算数运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。2、中型三菱 PLC此种 PLC 采用模块化结构，其 I/O 点数一般在2561024点之间。I/O 的处理方式出了采用一般 PLC 通用的扫描处理方式以外，还能采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入，刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰
9、富，内存容量更大，扫描速度更快。3、大型三菱 PLC一般 I/O 点数在1024点以上的称为大型三菱 PLC。大型三菱 PLC 的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。大型三菱 PLC 还可以采用三 CPU 构成表决式系统，使机器的可靠性更高。1.3 三菱 PLC 的内部结构与工作原理（一）PLC 的内部结构 PLC 分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的，对箱体式 PLC，有一块 CPU板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，当然按 CPU 性能分成若干型号，并按 I/O 点数又有若干规格。对模块式
10、PLC，有 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的 PLC，都属于总线式开放型结构，其 I/O 能力可按用户需要进行扩展与组合。1、CPU 的构成PLC 中的 CPU 是 PLC 的核心，起神经中枢的作用，每台 PLC 至少有一个 CPU，它按PLC 的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，7与通用计算机一样，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，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是 PLC 不可缺少的组成单元。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。CPU 的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。CPU 的寄存器参与运算，并存储运算的中间结
