小车定位系统程序方案设计书

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1、课程设计（论文）任务书机械工程院（部）教研室学号2009302481学生姓名袁满专业（班级）机设12班题目混料罐控制程序设计设计 技术 参数1. 1.选用FX-1N60MR 型PLC共60点的I/O 接口，其中输入接口36个，输出接口24个，利用实验板上直线运动实验区及其4个光电开关；2. 2.选用头验板上的具有 4种工作方式的方式选择开关。设计 要求该实验在混料罐实验区内完成。液面在最下方时，按下起动按钮后，可进行连续混 料。首先，液体A阀门打开，液体A流入容器;当液面升到M传感器检测位置时,液 体A阀门关闭，液体B阀门打开；当液面升到H传感器检测位置时,液体B阀门 关闭,搅拌电机开始工作。

2、搅拌电机工作6秒钟后，停止搅拌，混合液体C阀门打开, 开始放出混合液体。当液面降到L传感器检测位置时，延时2秒后，关闭液体C阀 门，然后再开始下一周期操作。如果工作期间有停止按钮操作，则待该次混料结束 后，方能停止，不冉进行卜一周期工作。由于初始工作时,液位不一疋在液面在最下 方,为此需按下复位按钮，使料位液面处于在最下方。工作 量1. 完成设计说明书3040页。2. 完成控制要求，附着相关图片。工作 计划1. 第一周完成查阅资料，设计方案，设计梯形图；2. 第二周完成软硬件的调试工作：搭建硬件-修改软件-在调试-直至完成；3. 第三周完成课程设计说明书的撰写（包括目录，正文，参考文献等）；交

3、设计 说明书并答辩。4 参考 资料1 邓星钟机电传动控制（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社，200132 廖常初可编程序控制器应用技术（第三版）M.重庆:重庆大学出版，1998.10.3 张万忠.可编程序控制器入门及应用实例M.北京：中国电力出版社,2005.7.4 于庆广.可编程控制器原理及系统设计M.北京:清华大学出版社，2004.5.指导教师签字教研室主任签字课程设计（论文）成绩评定表学生姓名：学号：专业班级：课程设计题目：混料罐控制程序设计指导教师评语:成绩：指导教师： 前言目前人们已经意识到以工业控制机为核心的 PLC控制系统的重要性，纷纷将或准备将 组态控制技术类如自己的发展方

4、向。本设计将在充分了解配料车控制系统研究的基础上， 结合实际操作要求， 充分利用 PLC 功能强大、操作简单、界面人性化的特点采用模块的形式，并立足现实制作出自动的动态 控制。通过PLC直接控制配料车的运行，故该设计具有一定的理论研究和工程实用价值。目录第一章 引言1.1 设计目的及意义 31.2 设计背景 31.3 设计要求 4第二章 PLC 简介2.1 介绍 PLC52.2 PLC 特点 52.3 PLC 基础知识 62.4 PLC 应用领域 72.5 PLC 的国内外状况 82.6 PLC 构成 102.7 PLC 系统的其他设备 112.8 PLC 未来展望 13第三章 系统硬件设计3

5、.1 PLC 选型 143.2 试验台介绍 163.3 所用模块关系 163.4 实验板组成及使用方法 17第四章 系统软件设计4.1 设计软件 214.2 编程操作 224.3 器件与PLC内部等继电器地址编号的对照表 224.4 针对本次设计的程序 234.5 指令表附录 24第五章 系统实验调试5.1 PLC 的调试 265.2 调试步骤 27第六章心得体会 29致谢30参考文献 31第一章 引言1.1 设计目的及意义1. 了解常用电气控制装置的设计方法、步骤及设计原则；2. 学以致用，巩固书本知识。通过课程设计使学生初步具有设计电气控制装置的能 力，从而培养和提高学生的独立工作能力；3

6、. 进行一次工程技术设计的基本训练，培养学生查阅书籍、参考资料、上网查询信 息的能力，运用计算机进行工程绘图的能力，编制技术文件的能力等，从而提高学生解决 实际工程技术问题的能力；4. 加深对PLC原理与应用、机电传动控制等课程的理解；5. 考察几年来所学的知识综合应用水平；6. 提高学生的实际操作和解决实际问题的能力。从理论到实践，在整整半个月的日子里，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了 很多在书本上所没有学到过的内容。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很 重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论 中得出结论，才是真正的知识，才能提高自己

7、的实际动手能力和独立思考的能力。在设计 的过程遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学 过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，重新温故了以前所学过 的知识。1.2 设计背景可编程控制器简称PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLG机器人、CAD/CA将成为工业生产的三大支柱P

8、LC是在继电器控制逻辑基础上，与 3C（Computer、Control、Communication）技术相 结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制 等场合的所有控制领域。自动化系统中所使用的各种类型 PLC有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在 生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境 中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次 抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可 靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。由以上

9、介绍可以看出PLC的应用不尽为生产节约了人力物力，更重要的是，PLC使从事配料生产线的工厂和部门大大的提高了生产效率！1.3 设计要求1. 认真阅读本课程设设计任务书，分析本课题的控制要求。2. 确定控制方案，设计电气控制装置的主电路。3. 应用PLC设计电气控制装置的控制程序。（1）选择 PLC 的机型及 I/O 模块型号，进行系统配置；（2）根据工艺流程图，绘制顺序功能图；（3） 列写PLC的I/O分配表，画出PLC的I/O接线图；（4）设计梯形图，并进行必要的注释。第二章 PLC 简介2.1 PLC 含义PLC即可编程控制器(Programmable Logic Controller),

10、是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。 在 1987 年国际电工委员会( InternationalElectrical Committee)颁布的PLC标准草案中做了如下定义：PLC英文全称Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程 的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面 向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是可 编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应

11、用，可以 说有半导体的地方就有 PLC。国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为：可程式逻辑控制器是一种数位运算 操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内 部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通 过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。可程式逻辑控制器及其有关 外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。2.2 PLC 的特点2.2.1 可靠性高高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用 严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干

12、扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱 公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余 CPU勺PLC的平均 无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的 继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用 软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.2.2 适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以

13、用于各种规模 的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC大多具有完善的数据运算能力，可用 于各种数字控制领域。近年来 PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度 控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展， 使用PLC 组成各种控制系统变得非常容易。2.2.3 易学易用PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言 易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近， 只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用

14、计算机从事工业控制打开了方便之门。2.2.4 维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及 建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改 变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。2.2.5 能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm重量小于150g,功耗仅数 瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.3 PLC 基础知识PLC的发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺 序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大

15、量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的2.4 PLC 的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、 轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。2.4.1 开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺 序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷 机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2.4.2 模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital ） 之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制 器用于模拟量控制。2.4.3 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关 量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一