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1、江苏财经职业技术学院综合毕业设计标题：基于PLC的压入机控制系统设计系 别： 机械电子与信息工程学院专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 年5月28日摘 要伴随着科技的不断创新和社会生产能效的不断进步，社会对于产品的要求也越来越发杂。产品的复杂性对生产上的技术精准度也更加严格。多样性的产品使产品的加工环境也极为复杂。复杂的现场操作环境，有些人是无法适应的。所以在现代化的生产实践中。用机械去取代人力，自动化的生产方式更加适应当前的生产方式。压入机是通过现代控制理论以及工业生产自动化的实践相结合生产的自动设备。压入机可以代替人力去完成机械的压入动作，从而避免人在恶劣的生产环境下去进行生产操作。
2、本篇论文主要研究的是通过PLC来控制压入机的一个程序设计系统。压入机的系统构成是由供应电源、感应装置、可编程控制器、驱动装置和传动装置构成。系统的主要工作原理是供应电源供电，外部的感应装置感应外部信号将信号传送到PLC中，PLC再综合收到的外部信号进行判断进行置位和复位动作，对驱动装置进行信号输出驱动，再通过传动装置带动压入机的运转，继而完成整个压入的完整动作。关键词：PLC；压入；控制 目 录摘 要1目 录2引言31 可编程控制器（PLC）的概述31.1 可编程控制器31.2 PLC的组成和工作原理41.2.2 PLC工作原理51.3 PLC的发展趋势和现状61.3.1 PLC的发展趋势61
3、.3.2 PLC的发展状况71.4 PLC的分类81.4.1 功能分类81.4.2 结构分类81.4.3 I/O分类81.5 PLC选型91.5.1 选型依据92 压入机的简述102.1 压入机的主要运用方面102.2 压入机的结构原理102.3 压入机应用的意义113 基于PLC的压入机控制系统设计113.1 基于PLC压入系统的概述113.2 基于PLC压入系统的控制要求113.2.1 仿真GX-Works2153.2.2 GX-works2模拟运行16结束语22致谢23参考文献24附录25基于PLC的压入机控制系统设计引言可编程序控制器( PLC)是在逻辑电路开关的基础上，综合运用计算机
4、技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来，用来取代传统继电器的一种新型的工业控制装置。对于传统的继电器来讲，它的可靠性相对较高、程序相对简便、修护组装方便等优点。在工业控制方面被广泛地运用。压入机是种无人操作可独立进行生产加工的自动化设备，要求其结构必须可靠、稳定、准确和执行效率高。对于压入机而言，操作人员能够通过人机界面与PLC之间进行相互作用，是沟通PLC的桥梁。伴随着人力资源的紧张以及人力成本的增加，传统的手工作业方式已不能适应当前的生产节奏。自动机械的推行，可以很好的解决了这一现状。在各式各样的自动化机械中，压入机是种运用比较广范的机台。传统的手工压入机，需要人去操作驱动马达，实现机台的
5、运转，从而完成工件的加工。既费时又费力。而自动压入机的推行，可以缩减人力，实现机器的自动运转，无人看管的工作方式。本课题通过推现场生产的观察，以节约人力资源为理念，进行自动机台的设计研发。以达到精简人力，全面达成自动化的目标。主要是研究自动机的相关程序部分，即机台软元件。对PLC的逻辑控制系统设计。一个完善的PLC程序，可以出色的执行相关的机械动作。通过对PLC编程的熟练运用，撰写自动程序。同时，还需要对机器的运转方式十分熟悉。通过模拟运行，实验是否能够达到理想的工作状态。1 可编程控制器（PLC）的概述1.1 可编程控制器于工业制造和阶段性的实践生产中，会运用到大批量的开关逻辑来达成顺序控制
6、，能够按照预先设定好的顺序进行动作，通过逻辑联系来达成逻辑控制保护，以及对海量的数据采集。可编程序控制器，英文称 Programmable Controller，简称 PC。为了与个人计算机（Personal Computer）区别，把PLC当作可编程控制器的英文缩写。随着计算机的不断推进及跳跃性发展，PLC的功能也在不断的成熟。随着用户需求的不断提高和信息筛选和应用网络的不断发展。PLC在原有的开关量的基本控制上，可达成事物的模拟处理以及运动的实时监控。可编程控制器是和个人PC一样，通过微处理器作为核心部件，去达成数字运算操作，在工业生产表现进行应用从而体现出它的实际价值。通过运用其内部存储
7、单元来执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并且通过存在的内部达成执行反馈进行信息的判断，对外部的输入、输出点的置位或复位来控制机械的动作或生产过程。PLC强大的控制能力以及超强的运算能力在过程控制得到极为广泛的应用，小到一些十分简单的家用设备，大到工业生产的过程，以及交通运输等等，无不体现出PLC存在的必要1.2 PLC的组成和工作原理图1-1 PLC的组成和工作原理图由图1-1所示，我们可以看出PLC主要由：电源组件、中央处理器（CPU）、存储器、I/O扩展接口、外部设备接口以及输入输出接口组成，下面即对各主要部件作详细描述：（1）CPU：PLC与个人计算机的功用有些相类
8、似，CPU同样是PLC的核心部件。它主要由寄存器、运算器、控制器以及能够实现各个部件之间的数据的传输以及控制输入输出状态的完整总线组成，核心作用是：收集存储用户撰写的程序以及数字文本；扫描诊断接收的程序是否存在语法上的错误；编译用户撰写的程序，并逐步进行扫描执行，将执行的结果存储在内部的寄存器里面；当PLC扫描寄存器时执行存储结果动作。（2）电源组件：电源为PLC持续供应电源。电源类型主要有AD/DC型。（3）存储器：内部的存储器核心作用是能够存储自身的应用程序、用户撰写的程序及数据，对于PLC而言内部存储器的内存大小决定了PLC的可适应范围。（4）I/O扩展接口：PLC和外部建立起通信都是运
9、用I/O来完成的。对于PLC而言，他不能直接识别外部信号，所以输入端子是将外部的电信号转换成PLC可识别的数字信号。输端子是讲PLC的数字信号转换成外部电路可识别的电信号。（5）外部设备接口：外接设备是沟通PLC的桥梁。可以对PLC进行输入、输出。一般的外部设备如上图所示。如上位计算机、图形监控系统、打印机等。1.2.2 PLC工作原理图1-2 PLC工作原理图从图1-2所示，我们可以看出PLC的一个完整的扫描周期包括自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新所用时间：（1）上电：对PLC进行持续供电保持电路，是PLC工作的前提条件。（2）RUN：只有把PLC打到RUN可以对PLC进行调试
10、输入输出。（3）自诊断：PLC通过对自己内部电路以及用户撰写的程序等进行自我诊断，检查是否出现故障，若PLC诊断出现异常，PLC会停止工作，相对应后面的操作就不会执行。反之，PLC会正常的执行扫描动作。（4）通讯：是PLC对用户撰写的程序和内部程序的联系，将用户撰写的程序中数据传输到内部程序里面。（5）输入采样：PLC并不知道外部信号是个什么东西，在外部信号需要进行输入时，这时候PLC就要通过一个人中间装置来识别，即映像寄存器来达成输入采样，使外部的电信号进行转换为0和1能够被PLC进行识别。（6）用户程序执行：PLC进行输入信号的采集存储，PLC对存储器的扫描做出的程序执行动作。即PLC对程
11、序的扫描执行。（7）输出刷新：在PLC里，他不会直接的输出信号，即输出信号处于接通状态。只有在PLC完成扫描一个周期的时候，才能根据输出状态控制外部动作。PLC就是在不停地往复进行扫描来达成输入与输出。从自诊断执行开始到输出刷新我们把他理解为一个完整扫描周期。PLC遵循顺序扫描的逻辑方式，并且不断的进行循环往复的工作。1.3 PLC的发展趋势和现状1.3.1 PLC的发展趋势（1）良好的人机交互界面PLC的软件和硬件的相互结构，很大程度上提高PLC的系统性能。软件的水平不断提高，能够帮助用户实现复杂程序的撰写。同时，又大大的降低了生产维护成本。可以更好的达成人和机器的紧密联系。目前的发展状况而
12、言，PLC+（PLC+网络+IPC +CRT）的模式更容易被认可。（2）开放性和相互渗透性在PLC的发展过程，最初没有标准的设计形式，不同厂家的标准都不相同。系统无法做到兼容。在这种基础上，系统的开放性是必然的。有一个统一的标准。IEC现场总线的标准，即指令表、顺序功能图、梯形图、结构化文本、功能模块。（PAC）表示可编程自动化的控制器，是用于描述PLC和个人计算机的功能结合体的控制器。传统的PAC概念是描述高端系统，而PC控制则是用来描述工业自动领域的控制实现平台。软PLC在中国，一般来说软PLC某种意义上就是在个人计算机运用实践里，基于Windows操作系统，通过用APP来达成PLC所具备
13、的功能。（3）网络通讯能力PLC在PC已经拥有的CPU基础上增加了各种通信的外部接口，并且提供了完整的网络联通性。1.3.2 PLC的发展状况最早提出去代替继电器是美国的通用公司，但是美国另外一家公司，数字公司自主开发一种使用集成电路及电子运用技术的新型控制设备。这是真正意义上的第一代PLC。 为了和个人计算机区分，用PLC来作为英文缩写以示区别。在上个世纪8090年代，PLC进入快速发展阶段，PLC运用能力实现了大幅度的提高，逐渐取代了在过程控制领域处于领导地位的DCS系统。目前，可编程控制器在制造业和重工业以及轻工业领域都有极为广泛的发展。改革开放开始的时候，我国开始对可编程控制器进行引进
14、和运用。并且开始进行研发和生产的变更。企业对PLC的运用更加频繁。目前而言，我们国家可以自主生产中小型的PLC。随着现代化进程的不断推进，PLC在我国的运用会更加宽泛。PLC的发展是社会需求的必然结果，在未来的很长时间里PLC能够实现进一步的提高。从技术水平来说，计算机运用技术的不断创新发展必然可以达成更多的研究成果。能够将这些研究成果应用于可编程控制器的设计上来。PLC的运算速率更快，智能性更加完善。从产品的规格方面来阐述，超小型化的PLC是未来实际需求的主要趋势。PLC不是一个单独的个体，他需要相应的配套设配来更同协调完成动作。所以未来的产品规格会更加齐全，配件更加丰富，性能更加稳定能够更
15、好地适应工业就、控制要求。而目前市面上的主流厂家主导的情况也能够得到完美的改善。PLC的运用区间也会变得更加广泛。1.4 PLC的分类PLC的分类主要按照结构、功能以及I/O三大类方式进行区分。1.4.1 功能分类按照PLC的功能不同，可将PLC分为高档、中档、低档三种。（1）低档的PLC就是具备PLC的基本功能，包括逻辑运算功能、计时功能、计数功能，以及PLC的自我诊断功能。同时，它还具有少量的输入/输出端，能够进行数据的比较、传输和通信等功能。主要运用于小型的单机逻辑控制系统。（2）中档的PLC具有低档PLC所有的功能。同时，它还有较强的输入输出功能。运用的范围宽泛，可运用于比较发杂的逻辑系统。（3）高档的PLC具有中档PLC的所有功能。同时，它还增加了函数及特殊功能函数的运算。高档的PLC通信功能更加强大，能够适用于大规模的过程控制，是实现工厂自动化的基础。1.4.2 结构分类结构分类又可以分为整体式、模块式和叠装式三种。（1）整体式是把CPU、电源、通信设备等
