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1、目录目录1一、摘要21.1背景介绍21.2设计目的2二、课题分析32.1课题的背景介绍及原理32.2课题设计和控制要求3三、硬件系统的设计53.1 I/O口与内部资源的分配53.2程序设计5四、设计过程中出现问题及解决方法124.1 PLC故障特点124.2 PLC故障分析及排除方法12五、小结13六、参考文献14一、摘要1.1背景介绍本课程是一门实践性，应用性很强的课程。通过课程设计是学生较系统地掌握有关PLC控制的设计思想和设计方法，为学生今后从事单片机控制系统开发工作打下坚实的基础电气控制与PLC以工作任务为导向，采用任务教学的方式组织内容，每个任务来源于实际生产的典型案例，主要内容包括
2、36个由简单到复杂的电气基本控制电路、机床控制电路和PLC编程与仿真案例。通过学习和训练，学生不仅能够掌握电气控制的基本知识和PLC指令系统，而且能够掌握完成一个实际PLC控制系统的编程、安装和调试方法1.2设计目的通过上位计算机可对机床的现场状态实施监控和对工作参数进行调整，使系统工作在最佳状态。近几年来的现场应用情况表明，该PLC控制系统工作可靠，操作方便，提高了工效。通过设计掌握PLC的基本原理及应用，使学生受到PLC系统设计的综合训练，掌握一般方法和步骤，提高利用PLC进行应用系统开发的能力。培养学生查阅技术资料的能力，和综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力。提高学生对工作
3、认真负责、一丝不苟，对事物能潜心观察、勇于创新、勇于实践的基本素质。可编程序逻辑控制器PLC产生于1969年，最初只具备逻辑控制，定时，计数等功能，主要是用来取代继电器接触器控制。现在所说的可编程序控制器PCProgrammable Controller是1980年以来，美，日，德等国由先前的可编程序逻辑控制器PLC进一步发展而来。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC下定义：“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
4、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。” 就全世界自动化市场的过去，现在和可以预见的未来而言，PLC仍然处于一种核心地位。在最近出现在美国，欧洲和国内有关探讨PLC发展的论文中，这个结论是众口一词的，尽管对PLC的未来发展有着许多不同的意见。在全球经济不景气的时候，PLC的市场销售仍然坚挺;PLC控制有了引人注目的进展，但毕竟只能对高端的PLC产品形成竞争：小型，超小型PLC的发展势头令人刮目相看。二、课题分析2.1课题的背景介绍及原理
5、连续配料输送自动控制系统在水泥、煤炭、冶金、化工、饲料、食品等行业有很广泛的应用。具有功能全面，灵活性强，性价比高等特点，受到连续配料系统集成商和用户的欢迎。该系统集现代物流技术、仓储技术、自动化技术于一体，是CIMS中的重要环节，在国外已经得到较广泛的应用，该技术也正在逐渐地应用于我国许多行业中。加盟WTO后，我国商品分销、配送服务市场将逐步扩大开放的领域和范围。而物流是企业发展的关键问题，物流会影响企业总体的生存和发展。在2000年物流成本占国内国民经济生产总值（GDP）的16.7%，而美国仅为10%以下。尤其是企业的物流设备水平与发达国家之间存在着巨大的差距，主要表现为，运输效率低，物流
6、过程浪费惊人。我们知道，差距就是潜力和发展空间，因此，提高物流设备化水平，已成为当务之急。自动配料车是物流体系中运输分配的重要组成部分，它是能自动地存储和取出物料的系统关键词：输送带、PLC、输送效率2.2课题设计和控制要求有一输送带自动控制系统如图1-1所示，控制要求如下：按下启动按钮SB1，电动机M1,M2启动，驱动输送带1，2工作，按下停止按钮SB2，输送带停车；当工件到达转运点A时，SQ1动作使输送带1停止，同时汽缸1动作将工件推上用于检测汽缸1动作到位，由电磁阀控制，得电动作，失电自动归位；SQ2用于检测汽缸1动作到位（气缸归为后输送带方向启动，归位时间5S）；。当工件到达搬运点B时
7、，SQ3动作使输送带2停止，同时汽缸动作，将工件推上小车。SQ4，用于检测汽缸2动作到位（汽缸归位后输送带方向启动，归位时间5S）。重复上述动作图1输送带自动控制系统示意图三、硬件系统的设计3.1 I/O口与内部资源的分配本课题设计I/O分配如表2-1所示。用M1与M2分别做为电机1和电机2的启停辅助继电器。X0X1X2X3X4启动按钮SB1停止按钮SB2按钮SQ1按钮SQ2按钮SQ3表1 I/O口分配X5Y1Y2Y3Y4SQ4传送带1传送带2气缸1气缸2表2 I/O口分配 3.2程序设计1）创建新工程图2 GX 应用程序新建图3对话框选着图4 SFC窗口2）编写程序图5 程序输入图6 选择S
8、FC3）SFC框图 图7 SFC程序图8 程序梯形图4）梯形图生成图9 SFC转换成梯形图图10 生成梯形图四、设计过程中出现问题及解决方法4.1 PLC故障特点PLC控制系统故障是指其失去了规定功能，一般指整个生产控制系统失效的总和，它又可分为PLC故障和现场生产控制设备故障两部分。PLC系统包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括端口和现场控制检测设备，如继电器、接触器、阀门、电动机等。大多数有关PLC的故障是外围接口信号故障，所以在维修时，只要PLC有些部分控制的动作正常，都不应该怀疑PLC程序。如果通过诊断确认运算程序有输出，而PLC的物
9、理接口没有输出，则为硬件接口电路故障。另外硬件故障多于软件故障，大多是由外部信号不满足或执行元件故障引起，而不是PLC系统的问题。4.2 PLC故障分析及排除方法为了便于故障的及时解决，首先要区分故障是全局性还是局部性的，如上位机显示多处控制元件工作不正常，提示很多报警信息，这就需要检查CPU模块、存储器模块、通信模块及电源等公共部分。如果是局部性故障可从以下几方面进行分析。 1根据上位机的报警信息查找故障。PLC控制系统都具有丰富的自诊断功能，当系统发生故障时立即给出报警信息，可以迅速、准确地查明原因并确定故障部位，具有事半功倍的效果，是维修人员排除故障的基本手段和方法。 2根据动作顺序诊断
10、故障。对于自动控制，其动作都是按照一定的顺序来完成的，通过观察系统的运动过程，比较故障和正常时的情况，即可发现疑点，诊断出故障原因。如某水泵需要前后阀门都要打开才能开启，如果管路不通水泵是不能启动的。 3根据PLC输入输出口状态诊断故障。在PLC控制系统中，输入输出信号的传递是通过PLC的I/O模块实现的，因此一些故障会在PLC的1/0接口通道上反映出来，这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是PLC系统本身的硬件故障，可不必查看程序和有关电路图，通过查询PLC的I/O接口状态，即可找出故障原因。因此要熟悉控制对象的PLC的I/O通常状态和故障状态。 4通过PLC程序诊断故障。PLC控制系统出现
11、的绝大部分故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因；有些虽然在屏幕上有报警信息，但并没有直接反映出报警的原因；还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行。遇到后两种情况，跟踪PLC程序的运行是确诊故障的有效方法。对于简单故障可根据程序通过PLC的状态显示信息，监视相关输人、输出及标志位的状态，跟踪程序的运行，而复杂的故障必须使用编程器来跟踪程序的运行。如某水泵不工作，检查发现对应的PLC输出端口为0，于是通过查看程序发现热水泵还受到水温的控制，水温不够PLC就没有输出，把水温升高后故障排除。 当然，上述方法只是给出了故障解决的切人点，产生故障的原因很多，所以单纯
12、依靠某种方法是不能实现故障检测的，需要多种方法结合，配合电路、机械等部分综合分析。五、小结这次实训我们做的是输送带自动控制系统的PLC设计与调试。刚刚面对这次的课题，我感觉蛮难完成的，自我感觉在很多细节操作方面我都还不是很清楚。在做的过程中感觉并不是那么难，根据老师的要求大致我还是没有什么问题的。其实这次课程最大的收获就是让我明白，刚刚面对一件事不能有胆怯的心理，仔细想想要做的都是以前就已经接触过了，只要认真回想，应该能完成。但是在检查的时候还是出现不少的错误，经过检查发现都是小地方出错，这些错误都是能避免的，看来在心细这方面自己还有所欠缺。通过所给资料，自行构思画SFC结构图和编写程序，在学
13、完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。此次课程设计，让我了解了PLC梯形图、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。编写程序首先必须把I/O分配表写好。弄清楚哪些信号作为输入，哪些信号作为输出，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂
14、得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。这次维持二星期的课程设计终于结束了，感觉还是蛮有成就感的，老师检查到我的时候还是比较顺利的，最后的实验报告难度不是很大，主要就是总结，在此，感谢同学们的帮助以及老师在此次实验中的指导。这次设计，提高了我的动手和动脑能力，更让我们体会到了理论与实践相结合的重要性，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼最后希望自己还有同学们都交上一份让老师满意的报告，都能得到一个比较满意的成绩吧。六、参考文献1.可编程程序控制器应用实训 苏加键 顾阳主编.2009年1月2.可编程控制器原理及应用 胡学林编著.2007年1月3.可编程控制器原理与应用 2007年8月 周慧文著4.可编程控制器实验与实训教程 2009年9月 魏斌 孙健1
