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1、安安 徽徽 农农 业业 大大 学学 工工 学学 院院 School of Engineering, Anhui Agricultural University PLCPLC课课 程程 设设 计计 设设 计计 说说 明明 书书 专专 业业 机制 班班 级级 3 班 姓姓 名名 段朋生 学学 号号 14103730 完成日期完成日期 2017 年 5 月 2 日星期二 机机 械械 系系 二二 一一 七七 年年 五五 月月 目录 1、基于 PLC 的四分频控制.3 1.1 概述 .3 1.2 四分频的控制要求 .4 1.3 I/O 端子分配图 .4 1.4 四分频流程图.5 1.5 软件设计.5 1
2、.6 课程设计遇到的问题及解决方案.7 2、自动生产线装配站 PLC 控制 8 2.1 控制要求.8 2.3 装配单元系统 PLC 控制梯形图 .9 3、课程设计总结16 4、参考文献16 摘要：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
3、 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。 关键词 可编程控制器 PLC 控制 应用 1、基于、基于 PLC 的四分频控制的四分频控制 1.1 概述概述 由于 PLC 在不断发展，因此，对它下一个确切的定义是困难的。1980 年 PLC 问世后，由美国电气制造商协会(National Electric ManufacturerAssociation NEMA)对 PLC 下过如下的定义: PLC 是一种数字式的电子
4、装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻 辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过 程进行控制。 1982 年，国际电工委员会(International Electrical Committee IEC)颁 布了 PLC 标准草案，1985 年提交了第 2 版，1987 年的第 3 版对 PLC 作了如下的 定义: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人和输出， 控制各种类型的机械或生产过程。PLC
5、 及其有关的外围设备都应按照易于与工 业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和 社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增 加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益， 另一方面也要注意不断地降低工程的成本。 总之， 1.2 四分频的控制要求四分频的控制要求 1用 STEP7 设计四分频电路梯形图程序并调试，画出四分频时序图。 2输入点引入信号脉冲，输出点输出的是输入脉冲的四分频信号。 1.3 I/O 端子分配图端子分配图 此设计主要利用 CPU 自带的特殊继电器 S
6、M0.5,秒时钟脉冲，占空比为 50%，周期为 1S 的脉冲串。位存储器 M0.0,M0.2,M0.3,M0.4,输出继电器 Q0.0。 1.4 四分频流程图四分频流程图 1.5 软件设计软件设计 四分频梯形图 开始（CPU 得电） M0.0 运行 Q0.0 输出 1 计数器 C20 是否计到 2 Q0.0 输出变为 0 否 是 C10 计到 4 否 是 1.6 课程设计遇到的问题及解决方案课程设计遇到的问题及解决方案 四分频电路设计中遇到的问题还是有不少，首先是题目的理解，即什么是 四分频，但通过对题目二分频的举例说明还是能解决的。最主要的问题还是那 个输入矩形波的实现及如何由输入周期为 1
7、S 变成输出的 4S。我的解决思路是 通过画时序图及顺序功能图，发现设计的电路比较复杂。但通过读有关资料发 现 PLC 中一些主要编程元件，知道了一类特殊继电器 SM 开头的，SMB0 是只读 的。有 SM0.5 及 SM0.4 两个时钟脉冲，前者周期为 1S，后者周期为 1MIN，通过 对还是选择了前者。至于如何 1 变 4，一开始知道通过对脉冲的计数但是在 Q0.0 变 0 时的实现还是卡了一会儿，当然最后也是突然想到的。总之，问题还 是有的，只不过当局者迷。 2、自动生产线装配站、自动生产线装配站 PLC 控制控制 2.1 控制要求控制要求 1、用一个按钮（启/停按钮）控制工作单元的启动
8、和停止。 2、各执行部件的初始状态为：挡料气缸处于伸出状态，顶料气缸处于缩回状态。 料仓上已经有足够物料。装配机械手的升降气缸处于提升状态，伸缩气缸处于 缩回状态，气爪处于松开状态，工件装配台上尚未有待装配工件。 3、装配单元启动后，如果回转台上的左料盘内没有小园柱工件，就执行下料操 作；如果左料盘内有工件，而右料盘内没有工件，执行回转台回转操作。 4、如果回转台上的右料盘内有小园柱工件且装配台上有待装配工件，执行装配 械手抓取小园柱工件放入待装配大工件中的控制。 5、完成装配任务后，装配机械手应返回初始位置，等待下一次装配。 6、在单站工作情况下，装配单元上安装的红、黄、绿三色警示灯用于本单
9、元的 状态显示和报警显示。具体要求是：上电后，绿色灯常亮，红灯和黄灯常灭； 启动后绿色灯和黄灯常亮，红灯常灭；在运行中发生工件不足够报警时，警示 灯中红色灯以1Hz的频率闪烁，绿色和黄色灯常亮；在运行中发生工件没有报警， 警示灯中红色灯以亮1秒，灭0.5秒的方式闪烁，黄色灯熄灭，绿色灯常亮。 7、急停按钮一旦动作，本单元所有机构应立即停止运行；急停复位后，继续原 来的工作。 2.2装配单元系统键位控制装配单元系统键位控制 2.3 装配单元系统装配单元系统 PLC 控制梯形图控制梯形图 3、课程设计总结、课程设计总结 通过这次设计实践。我学会了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的工作原理和
10、使用有了一定的了解。特别是在设计之前，通过对课本的大量阅读，对 PLC 有 了更加深刻的认识，如对开关量的控制，模拟量的控制，运算的。以及 PLC 的 主要编程元件如输入继电器 I，输出继电器 Q，变量寄存器 V，位存器 M，特殊 继电器 SM 等等。此外就是对 PLC 控制系统设计的流程也有了一定的了解。在此 也感谢老师的帮助。 4、参考文献、参考文献 1. 西门子 S7-200PLC 系统设计与应用实例 陈在平 刘文芳 电子工业出 版社（第一版） 2. PLC 原理及应用 李长久 机械工业出版社 3. PLC 应用技术 徐国林 机械工业出版社 4. 西门子 PLC 与工业控制网络应用 高鸿斌，孔美静，赫孟合 电子工 业出版社 5. PLC 工程应用实例解析（附光盘） 吕卫阳，徐昌荣 中国电力 出版社
