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1、摘 要随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。我们为各个装料生产领域所生产的可编程控制器装料系统。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。关键词 : plc；可编程控制器；自动装料IAbstractWith adv
2、ances in science and technology, requirement is higher and higher degree of automation, the original production feeding device far cannot satisfy the needs of the highly automated.Reduce labor intensity and ensure the security and reliability of production, reduce production costs, reduce environmen
3、tal pollution, improve product quality and economic benefit is the enterprise to generate major issues to be faced with.We produced to each loading production area of programmable controller charging system.It integrated automatic control technology, measurement technology, new sensor technology, co
4、mputer management technology in the integration of mechanical and electrical integration products;Make full use of computer technology to the production process for centralized monitoring, control, management and decentralized control;Fully absorbed the advantages of distributed control system and c
5、entralized control system, standardized, modular, systematic design, flexible configuration,easy configuration.Key words PLC Programmable controller Automatic chargingII目 录 1 控制要求11.1 设备概况11.2 控制过程12 整体设计32.1 PLC的特点32.2 PLC的结构和工作原理32.3 PLC与其他工业控制的比较42.4 FX 系列PLC的特点52.5 PLC机型的选择62.6 开关量输入/输出模块的选择62.6
6、.1 开关量输入模块的选择62.6.2 开关量输出模块的选择62.7 开关的选择62.8 熔断器的选择62.9 继电器的选择62.9.1 热继电器的选择（FR）62.9.2 接触器的选择（KM）73 系统分配83.1 I/O地址表84 软件编程94.1 GPP软件简介94.2 用GPP编写梯形图94.3 传输、调试124.4 控制源程序介绍135 调试结果分析166 心得体会17致谢18参考文献19附录一 自动送料装车系统的总体梯形图20附录二 自动送料装车系统的指令表211 控制要求1.1 设备概况自动装料系统由料斗、四节传送带组成，如图1所示，传送带电动机MA1-MA4的功率均为1kW。图
7、1 自动装料系统示意图1.2 控制过程（1）启动控制系统启动后，红灯PG2灭，绿灯PG1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口电磁阀MB1关闭，若料位传感器BG0置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀MB2开启进料（PG64亮）。当BG0置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料MB2关闭（PG6灭）。电动机MA1、MA2、MA3和MA4均为OFF。（2）装车控制装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关BG1置为ON，红灯信号灯PG2亮，绿灯PG1灭；同时启动电机MA4，经过2S后，再启动MA3，再经2S后启动MA2，再经过2S最后启动MA1，MA1启动2S后才打开出料阀MB1（PG5亮），物料
8、经料斗出料。当车装满时，限位开关BG2为ON，料斗关闭，2S后MA1停止，MA2在MA1停止2S后停止，MA3在MA2停止2S后停止，MA4在MA3停止2S后最后停止。同时红灯PG2灭，绿灯PG1亮，汽车可以开走，计数器计数。（3）停机控制当装满120车或按下停止按钮SF2，自动装料装车的整个系统终止运行。表1 控制信号说明输入输出文字符号说明文字符号说明SF1停止按钮PG1车未到指示灯SF2启动按钮PG2车到指示灯BG0料斗状态开关PG3车满指示灯BG1车位状态开关PG4料斗满指示灯BG2车满动作开关PG5出料口电磁阀工作指示灯PG6进料口电磁阀工作指示灯MB1出料口电磁阀MB2进料口电磁阀
9、MA1-MA4传送带电动机2 整体设计 可编程控制器（Programmable Controller）是以微处理器为基础的新型工业控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的崭新产品。1985年国际电工委员会（IEC）对可编程控制器做了如下定义：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。它采用可编程序的存储器，用来在其内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、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器采用易为工厂电气人
10、员掌握的梯形图编程语言，能够实现对开关量的逻辑控制，还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量PID控制，联网通信等功能。尤其是微处理器应用与可编程控制器后，因其体积小、功能强、价格便宜，使可编程控制器的功能增强、工作速度加快、体积减小、可靠性提高、成本下降。2.1 PLC的特点（1） 可靠性高，抗干扰能力强（2） 编程方法简单易学，使用方便（3） 功能完善，应用灵活（4） 环境要求低，适应性强，（5） 体积小，重量轻，能耗低（6） 维修工作量小，维修方便（7） 系统的设计，安装，调试工作量少2.2 PLC的结构和工作原理 可编程控制器主要由CPU模块、输入模块、输出模块、编程器、电源组成。C
11、PU模块又叫中央处理单元或者控制器，它主要由微处理器（CPU）和存储器组成。输入输出模块（I/0）模块是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号，可编程控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀，电磁铁等执行器和其他的外部负载。可编程控制器有运行（RUN）和停止（STOP）两种基本的工作状态。在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程控制器的输出及时地响应随时变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程控制器停机或者切换到STOP工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程控制器还要完成内部处理、
12、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段，可编程控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入输出关系来看，处理过程几乎是同时完成的。在内部处理阶段，可编程控制器检查CPU模块内部的硬件是否正常，将监控器复位，以及完成一些别的内部工作。在通信服务阶段，可编程控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。当可编程控制器处于停止（STOP）状态时，只执行以上的操作。处于运行状态时，还要执行输入处理、程序执行、输出处理等阶段。在可编程控制器的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄
13、存器和输出映像积存器。可编程控制器梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们统称为元件映像寄存器。在输入处理阶段，可编程控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的0/1状态传送到输出锁存器。梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“1”状态。信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工
14、作。2.3 PLC与其他工业控制的比较1. DCS是一种“分散式控制系统”，而PLC (可编程控制器) 只是一种控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。2. 在网络方面,DCS网络是整个系统的中枢神经，它是安全可靠双冗余的高速通讯网络，系统的拓展性与开放性更好.而PLC因为基本上都为个体工作，其在与别的PLC或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构，网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上，PLC没有很好的保护措施。我们采用电源,CPU,网络双冗余。3. DCS整体考虑方案,操作员站都具备工程师站功能,站
15、与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系，任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制, 协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统，其站与站（PLC与PLC）之间的联系则是一种松散连接方式，是做不出协调控制的功能。4. DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口，外接系统或扩展系统都十分方便，PLC所搭接的整个系统完成后，想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。5. DCS安全性：为保证DCS控制的设备的安全可靠，DCS采用了双冗余的控制单元，当重要控制单元出现故障时，都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元，保证整个系统的安全可靠。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念，就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时，不得不将整个系统停下来，才能进行更换维护并需重新编程。所以
