基于PLC控制的運(yùn)料小車(chē)設(shè)計(jì)

《基于PLC控制的運(yùn)料小車(chē)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于PLC控制的運(yùn)料小車(chē)設(shè)計(jì)（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 題 目： 基于 PLC 控制的運(yùn)料小車(chē)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： XXX 評(píng)閱者： 2012 年 5 月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要 可編程序控制器（Programmable controller）簡(jiǎn)稱(chēng) PLC，由于 PLC 的可靠 性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、靈活通用、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，所以 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域在 迅速擴(kuò)大。對(duì)早期的 PLC，凡是有繼電器的地方，都可采用。而對(duì)當(dāng)今的 PLC 幾 乎可以說(shuō)凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要 PLC。尤其是近幾年來(lái)，PLC 的成 本下降，功能又不段增強(qiáng)，所以，目前 P

2、LC 在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。 本設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)的手動(dòng)和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)化，改變以往小車(chē)的單純手 動(dòng)運(yùn)料，減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)！而且本運(yùn)料小車(chē) 的設(shè)計(jì)是由于工作環(huán)境惡劣，不允許人進(jìn)入工作環(huán)境的情況下孕育而成的。 本文從第一二章運(yùn)料小車(chē)的系統(tǒng)方案的確定為切入點(diǎn)，介紹了為什么選用 PLC 控制小車(chē)；第三章介紹了運(yùn)料小車(chē)的應(yīng)達(dá)到的控制要求；第四章根據(jù)控制要 求進(jìn)行了小車(chē)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，包括端子接線圖、梯形圖(分段設(shè)計(jì)說(shuō)明和系統(tǒng) 總梯形圖)和程序指令設(shè)計(jì)；最后得出結(jié)論。 關(guān)鍵詞： PLC，運(yùn)料小車(chē)，控制，程序設(shè)計(jì) 目錄 引 言 .1 第 1 章 可編程控制器（PLC

3、）概況 .2 1.1 PLC 的定義 .2 1.2 PLC 的發(fā)展 .2 1.3 PLC 的特點(diǎn) .3 1.4 PLC 的基本組成及各部分作用 .3 1.5 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 .6 第 2 章 控制系統(tǒng)介紹和控制過(guò)程要求 .8 2.1 控制系統(tǒng)的作用與地位 .8 2.2 控制系統(tǒng)介紹 .8 第 3 章 運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)方案的選擇 .10 3.1 可編程控制器 PLC 的優(yōu)點(diǎn) .10 3.2 小車(chē)運(yùn)料系統(tǒng)方案的選擇 .11 第 4 章 硬件介紹 .12 第 5 章 基于 PLC 的運(yùn)料小車(chē)接線圖及梯形圖 .14 5.1 運(yùn)料小車(chē) PLC 的 I/O 分配表 .14 5.2 PLC 端子接線圖 .1

4、4 5.3 梯形圖分段設(shè)計(jì) .16 5.4 程序運(yùn)行原理說(shuō)明調(diào)試與完善 .20 5.5 系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計(jì) .21 結(jié)論 .26 致謝 .27 參考文獻(xiàn) .28 引 言 隨著社會(huì)迅速的發(fā)展，各機(jī)械產(chǎn)品層出不窮?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)很成熟， 應(yīng)用范圍涉及各個(gè)領(lǐng)域，例如：機(jī)械、汽車(chē)制造、化工、交通、軍事、民用等。 PLC 專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力 強(qiáng)。PLC 的應(yīng)用不但大大地提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，而且 大大地簡(jiǎn)化和減少了維修維護(hù)的工作量。PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、 編程簡(jiǎn)單、使用方便、控制程序可變、體積小、質(zhì)量輕、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉等

5、特點(diǎn) ，在機(jī)械制造、冶金等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 運(yùn)料小車(chē)控制系統(tǒng)采用了 PLC 控制。從運(yùn)料小車(chē)的工藝流程來(lái)看，其控制 系統(tǒng)屬于自動(dòng)控制與手動(dòng)控制相結(jié)合的系統(tǒng)，因此，此運(yùn)料小車(chē)電氣控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。我在程序設(shè)計(jì)上采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法， 這樣就省去了工作方式程序之間復(fù)雜的聯(lián)鎖關(guān)系，從而在設(shè)計(jì)和修改任何一種 工作方式的程序時(shí)，不會(huì)對(duì)其它工作方式的程序造成影響，使得程序的設(shè)計(jì)、 修改和故障查找工作大為簡(jiǎn)化。 在設(shè)計(jì)該 PLC 運(yùn)料小車(chē)設(shè)計(jì)程序的同時(shí)總結(jié)了以往 PLC 運(yùn)料小車(chē)設(shè)計(jì)程序 的一般方法、步驟，并且把以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課程融匯到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來(lái)，更加 深入的了解了更多的

6、 PLC 知識(shí)。 第 1章 可編程控制器（PLC）概況 1.1 PLC的定義 國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee- IEC),1987年的 第三版對(duì)PLC作了如下的定義: PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù) 字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行 邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式 或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程控制器實(shí)際上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控 制系統(tǒng)相似，甚至與之無(wú)異?？删幊绦蚩刂破髦饕蒀PU(中央處理單元)存儲(chǔ)

7、器 (RAM和EPROM),輸入/輸出模塊(簡(jiǎn)稱(chēng)為I/O模塊)、編程器和電源五大部分組成。 近年來(lái)發(fā)展極為迅速、應(yīng)用面極廣的工業(yè)控制裝置。它按照成熟而有效的繼電 器控制概念和設(shè)計(jì)思想，利用不斷發(fā)展的新技術(shù)、新電子器件，逐步形成了具 有特色的各種系列產(chǎn)品。 1.2 PLC的發(fā)展 1968年美國(guó)GM（通用汽車(chē)）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，并公開(kāi) 招標(biāo)提出十項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn): (1)編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序； (2)維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)； (3)可靠性高于繼電器控制裝置； (4)體積小于繼電器控制裝置； (5)數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)； (6)成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)； (7)輸入可以是交流115

8、V； (8)輸出為交流115V, 2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等； (9)在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更； (10)用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K。 1969年，美國(guó)數(shù)字公司(DEC)研制出了第一臺(tái)可編程序控制器，滿足了GM公 司裝配線的要求。這種新型的工業(yè)控制裝置簡(jiǎn)單易懂、操作方便、可靠性高、 通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)，很快在美國(guó)其它工業(yè)領(lǐng)域推廣使用。隨著集 成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了第五代PLC產(chǎn)品。 1.3 PLC的特點(diǎn) PLC之所以越來(lái)越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的: 1)功能齊全，它的適用性極強(qiáng)，幾乎所有的控制要求，它均能滿足； 2)應(yīng)用靈活，

9、 其標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)，以及模塊化的軟件設(shè)計(jì)，使得它 不僅可以適應(yīng)大小不同、功能繁復(fù)的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變 更較多的場(chǎng)合； 3)操作方便，維修容易，穩(wěn)定可靠。盡管PLC有各種型號(hào)，但都可以適應(yīng)惡 劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，耐熱、防潮、抗震等性能也很好，一般平均無(wú)故障率可達(dá) 幾萬(wàn)小時(shí)。 1.4 PLC的基本組成及各部分作用 PLC 是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)基本相同。按 結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC 可分為整體式和組合式兩類(lèi)。 整體式 PLC 是將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、 通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。另外還有獨(dú)立的 1/0 擴(kuò)展單元

10、與主機(jī)配合 使用。主機(jī)中，CPU 是 PLC 的核心，1/0 單元是連接 CPU 與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口 電路，通信接口用于 PLC 與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。 組合式 PLC 將 CPU 單元、輸入單元、輸出單元、智能 1/0 單元、通信單元 等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的 總線相互聯(lián)系。裝有 CPU 單元的底板稱(chēng)為 CPU 底板，其它稱(chēng)為擴(kuò)展底板。CPU 底板與擴(kuò)展底板之間通過(guò)電纜連接，距離一般不超過(guò) 10m.無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的 PLC，都可以根據(jù)需要進(jìn)行配置與組合。 1.中央處理單元(CPU)： CPU 在 PLC 中的作用類(lèi)似于人體的神經(jīng)中樞

11、，它是 PLC 的運(yùn)算、控制中心。 它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù): (1)接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； (2)診斷電源、PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語(yǔ)法錯(cuò)誤; (3)用掃描的方式接收輸入信號(hào)，送入 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器保存起來(lái); (4)PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進(jìn)行解 釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作; (5)將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 現(xiàn)代 PLC 使用的 CPU 主要有以下幾種: (1)通用微處理器，如 8080, 8088, Z80A, 8085 等。通用微處理器的價(jià)格 便宜，通用性強(qiáng)，還可以借用微機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操

12、作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資源。 (2)單片機(jī)，如 8051 等。單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)充 性好，很適合在小型 PLC 上使用，也廣泛地用于 PLC 的智能 UO 模塊。 (3)位片式微處理器，如 AMD2900 系列等。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī) 的另一分支。它主要追求運(yùn)算速度快，它以 4 位為一片。用幾個(gè)位片級(jí)聯(lián)，可 以組成任意字長(zhǎng)的微處理器。改變微程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容，可以改變計(jì)算機(jī)的指 令系統(tǒng)。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個(gè)微處理器，將控制任務(wù)劃分為若干個(gè)可以并 行處理的部分，幾個(gè)微處理器同時(shí)進(jìn)行處理。這種高運(yùn)算速度與可以適應(yīng)用戶 需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的

13、PLC 使用。 2.存儲(chǔ)器 根據(jù)存儲(chǔ)器在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下 3 種: (1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器:和各種計(jì)算機(jī)一樣，PLC 也有其固定的監(jiān)控程序、解 釋程序，它們決定了 PLC 的功能，稱(chēng)為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器就是用來(lái)存 放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲(chǔ)器為只讀存 儲(chǔ)器 ROM 或 EPROM (2)用戶程序存儲(chǔ)器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱(chēng)為用戶程 序，用戶程序存放在用戶程序存儲(chǔ)器中。由于用戶程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試， 故用戶程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫(xiě)的 RAM。由于 RAM 掉電會(huì)丟失數(shù)據(jù)，因此使 用 RAM 作用戶程序存儲(chǔ)器的 PLC，都有后

14、備電池(鏗電池)保護(hù) RAM，以免電源掉 電時(shí)，丟失用戶程序。當(dāng)用戶程序調(diào)試修改完畢，不希望被隨意改動(dòng)時(shí)，可將 用戶程序?qū)懭?EPROM.目前較先進(jìn)的 PLC(如歐姆龍公司的 CPMIA 型 PLC)采用快 閃存儲(chǔ)器作用戶程序存儲(chǔ)器，快閃存儲(chǔ)器可隨時(shí)讀寫(xiě)，掉電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失， 不需用后備電池保護(hù)。 (3)工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器:工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。這部分 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 RAM 中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在 PLC 的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，開(kāi)辟 有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。元件映象寄存器用來(lái)存儲(chǔ) PLC 的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出 和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的 ON/OFF 狀態(tài)。數(shù)據(jù)表

15、用來(lái)存放 各種數(shù)據(jù)，它的標(biāo)準(zhǔn)格式是每一個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)字。它存儲(chǔ)用戶程序執(zhí)行時(shí)的某 些可變參數(shù)值，如定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值。它還用來(lái)存放 A/0 轉(zhuǎn)換 得到的數(shù)字和數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果等。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在停電時(shí)用后備電池維 持其當(dāng)前值，在停電時(shí)可保持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)器區(qū)域稱(chēng)為數(shù)據(jù)保持區(qū)。 3. I/0 單元 I/0 單元也稱(chēng)為 I/0 模塊。PLC 通過(guò) I/0 單元與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系。 輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、 行程開(kāi)關(guān)以及其他一些傳感器的信號(hào)。通過(guò)接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處 理器能夠識(shí)別和處理的信號(hào)，并存到輸入映像寄存器。運(yùn)行時(shí) CPU 從

16、輸入映像 寄存器讀取輸入信息并進(jìn)行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸出映像 寄存器由輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器組成，輸出接口電路將其由弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成 現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、指示燈被控設(shè)備的執(zhí)行元 件. 4.電源部分 PLC 一般使用 220V 的交流電源，內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為 PLC 的中央處理器、存 儲(chǔ)器等電路提供 5V, +12V, +24V 的直流電源，使 PLC 能正常工作。 電源部件的位置形式可有多種，對(duì)于整體式結(jié)構(gòu)的 CPU，通常電源封裝到 機(jī)殼內(nèi)部;對(duì)于模塊式 PLC，有的采用單獨(dú)電源模塊，有的將電源與 CPU 封裝到 一個(gè)模塊中。 5.擴(kuò)展接口 擴(kuò)展接口用于

17、將擴(kuò)展單元以及功能模塊與基本單元相連，使 PLC 的配置更 加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。 6通信接口 為了實(shí)現(xiàn)“人一機(jī)”或“機(jī)一機(jī)”之間的對(duì)話，PLC 配有多種通信接口。 PLC 通過(guò)這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機(jī)和其他的 PLC 或計(jì)算機(jī)相連。當(dāng) PLC 與打印機(jī)相連時(shí)，可將過(guò)程信息、系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印;當(dāng)與監(jiān)視器相連時(shí).可 將過(guò)程圖像顯示出來(lái);當(dāng)與其他 PLC 相連時(shí)，可以組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)路，實(shí) 現(xiàn)更大規(guī)模的控制;當(dāng)與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，可以組成多級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制與管 理相結(jié)合的綜合性控制。 7.編程器 編程器的作用是提供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 編程器有簡(jiǎn)易型和智能

18、型兩類(lèi)。簡(jiǎn)易型的編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需 要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言助記符后，才能輸入。它一般由簡(jiǎn)易鍵盤(pán)和發(fā)光二 級(jí)管或其他顯示管件組成。智能型的編程器又稱(chēng)為圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編 程，也可以脫機(jī)編程，具有 LCD 或 CRL 圖形顯示功能，可以直接輸入梯形圖和 通過(guò)屏幕對(duì)話。還可以利用 PC 作為編程器，PLC 生產(chǎn)廠家配有相應(yīng)的編程軟件， 使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖和順序 功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的互相轉(zhuǎn)換。程序被下載到 PLC，也可 以將 PLC 中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤(pán)或打印，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送?，F(xiàn)在很多 P

19、LC 已不再提供編程器，而是提供微機(jī)編程軟件 了，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。 1.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使 同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量 的生產(chǎn)場(chǎng)合。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、 機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主 要分為如下幾類(lèi): (1)開(kāi)關(guān)量邏輯控制 取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于控制單 臺(tái)設(shè)備，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化

20、流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、 組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 (2)工業(yè)過(guò)程控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù) 變化的量(即模擬量)，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法 程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的 一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛 的應(yīng)用。 (3)運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊， 如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、 機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 (4)數(shù)據(jù)

21、處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處 理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 (5)通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信包括PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 但是，可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其 硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 第 2章 控制系統(tǒng)介紹和控制過(guò)程要求 2.1 控制系統(tǒng)的作用與地位 在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低

22、成本，減輕工人的勞動(dòng) 負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程全盤(pán)自動(dòng)化，這就離不開(kāi)控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的靈魂，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線起著指揮的作用。一旦控制 系統(tǒng)出現(xiàn)故障，輕者影響生產(chǎn)線的繼續(xù)進(jìn)行，重者甚至發(fā)生人身安全事故，這 樣將給企業(yè)造成重大損失。 運(yùn)料小車(chē)是基于 PLC 控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)的，控制系統(tǒng)的每一步動(dòng)作都直接作 用于運(yùn)料小車(chē)的運(yùn)行，因此，運(yùn)料小車(chē)性能的好壞與控制系統(tǒng)性能的好壞有著 直接的關(guān)系。運(yùn)料小車(chē)能否正常運(yùn)行、工作效率的高低都與控制系統(tǒng)密不可分。 2.2 控制系統(tǒng)介紹 圖 2-1 運(yùn)料小車(chē)控制圖 本控制系統(tǒng)主要是用于控制運(yùn)料小車(chē)的自動(dòng)運(yùn)料。它既能減輕人的勞動(dòng)強(qiáng) 推 車(chē) 機(jī) 兩油缸推動(dòng) 度

23、又能自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)人不能達(dá)到或很難到達(dá)的預(yù)定位置。(如圖 2-1 運(yùn)料小車(chē)控 制圖） ，推車(chē)機(jī)可以沿軌道上下移動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置。推車(chē)機(jī)上是一個(gè)小型泵站， 通過(guò)控制電磁閥換向，使兩油缸伸出、縮回，頂出運(yùn)料小車(chē)，再由各個(gè)倉(cāng)位控 制要料。 用 PLC 對(duì)運(yùn)料小車(chē)實(shí)現(xiàn)控制，其具體要求如下： (1) 運(yùn)料小車(chē) 1 動(dòng)作要求：運(yùn)料小車(chē)負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)運(yùn)料，運(yùn)料路上從左 向右共有 4 個(gè)料倉(cāng)（位置開(kāi)關(guān) SQ1，SQ2，SQ3，SQ4）分別受 PLC 的 I0.0，I0.1，I0.2，I0.3 檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)為 1 是，說(shuō)明運(yùn)料小車(chē)到達(dá)該位置。 小車(chē)行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q0.4 驅(qū)動(dòng)小車(chē)左行，Q0.5 驅(qū)動(dòng)小

24、車(chē)右行。料倉(cāng)要 料由 4 個(gè)手動(dòng)按鈕（SB1，SB2，SB3，SB4）發(fā)出(對(duì)應(yīng)于 PLC 為 I0.4，I0.5，I0.6，I0.7)按鈕發(fā)出信號(hào)其相應(yīng)指示燈就亮（HL1-HL4） ，指示燈 受 PLC 的 Q0.0-Q0.3 控制。 運(yùn)料小車(chē) 2 動(dòng)作要求：運(yùn)料小車(chē)負(fù)責(zé)向四個(gè)料倉(cāng)運(yùn)料，運(yùn)料路上從左向右 共有 4 個(gè)料倉(cāng)（位置開(kāi)關(guān) SQ11，SQ12，SQ13，SQ14）分別受 PLC 的 I1.0，I1.1，I1.2，I1.3 檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)狀態(tài)為 1 是，說(shuō)明運(yùn)料小車(chē)到達(dá)該位置。 小車(chē)行走受兩個(gè)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)，Q1.5 驅(qū)動(dòng)小車(chē)左行，Q1.4 驅(qū)動(dòng)小車(chē)右行。料倉(cāng)要 料由 4 個(gè)手動(dòng)按鈕（SB1

25、1，SB12，SB13，SB14）發(fā)出(對(duì)應(yīng)于 PLC 為 I1.4，I1.5，I1.6，I1.7)按鈕發(fā)出信號(hào)其相應(yīng)指示燈就亮（HL11-HL14） ，指示 燈受 PLC 的 Q1.0-Q1.3 控制。 (2)運(yùn)料小車(chē)行走條件： 運(yùn)料小車(chē)右行條件：小車(chē)在 1，2，3 號(hào)倉(cāng)位，4 號(hào)倉(cāng)要料；小車(chē)在 1，2 號(hào) 倉(cāng)位，3 號(hào)倉(cāng)要料；小車(chē)在 1 號(hào)倉(cāng)位，2 號(hào)倉(cāng)要料。 運(yùn)料小車(chē)左行條件：小車(chē)在 4，3，2，0 號(hào)倉(cāng)位，1 號(hào)倉(cāng)要料；小車(chē)在 4，3，0 號(hào)倉(cāng)位，2 號(hào)倉(cāng)要料；小車(chē)在 4，0 號(hào)倉(cāng)位，3 號(hào)倉(cāng)要料；小車(chē)在 0 位， 4 號(hào)倉(cāng)位要料。 運(yùn)料小車(chē)停止條件：要料倉(cāng)位與小車(chē)的車(chē)位相同時(shí)，應(yīng)該是

26、小車(chē)的停止條 件。 運(yùn)料小車(chē)的互鎖條件：小車(chē)右行時(shí)不允許左行啟動(dòng)，同樣小車(chē)左行時(shí)也不 允許右行啟動(dòng)。 第 3章 運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)方案的選擇 3.1 可編程控制器 PLC 的優(yōu)點(diǎn) 可編程控制器 PLC 對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，是一種無(wú)觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生 產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的 推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶?zhuān)用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的 特點(diǎn)。 1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路 技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很 高的可靠性。例如西門(mén)子公司生產(chǎn)的 S7

27、 系列 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30 萬(wàn)小 時(shí)。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從 PLC 的機(jī)外電 路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣接線及 開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有 硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng) 用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè) 備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？?/p>

28、以用 于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善 的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái) PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)， 使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信 能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易， 編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電 器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼 電器電路的功能。為不熟

29、悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì) 算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。 4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同 一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn) 場(chǎng)合。 5.體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100 mm，重量小于 150 g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想 控制設(shè)備。 3.2 小車(chē)運(yùn)料系統(tǒng)方案的選擇 實(shí)現(xiàn)小車(chē)運(yùn)料系統(tǒng)控制有

30、很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以用單片機(jī)、可編程控制器 PLC 等元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 但在單片機(jī)控制系統(tǒng)電路中需要加入 A/D，D/A 轉(zhuǎn)換器，線路復(fù)雜，還要分 配大量的中斷口地址。而且單片機(jī)控制電路易受外界環(huán)境的干擾，也具有不穩(wěn) 定性。另外控制程序需要具有一定編程能力的人才能編譯出，在維修時(shí)也需要 高技術(shù)的人員才能修復(fù)，所以在此也不易用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 而從上述第一節(jié)對(duì) PLC 的特點(diǎn)了解可知，PLC 具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此我們歸納 出：可編程控制器 PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在 30 萬(wàn)小 時(shí)以上；安裝，操作和維護(hù)也較容易；編程簡(jiǎn)單，PLC 的基本指令不多，編程 器使用比較方便，程序設(shè)計(jì)和

31、產(chǎn)品調(diào)試周期短，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。此外 PLC 內(nèi)部定時(shí)、計(jì)數(shù)資源豐富，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)料小車(chē)的控制。 因此，最終我選擇了用可編程控制器 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)的控制，完 成本次的設(shè)計(jì)題目。 第 4章 硬件介紹 圖 4-1 為運(yùn)料小車(chē)的模擬圖 圖 4-1 運(yùn)料小車(chē)的模擬圖 運(yùn)料小車(chē)是工業(yè)運(yùn)料的主要設(shè)備之一。廣泛應(yīng)用于自動(dòng)生產(chǎn)線 冶金、有色 盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)，各工序之間的物品常用有軌小車(chē)來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)。小 車(chē)通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)小車(chē)前進(jìn)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)小車(chē)后退。 本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工作原理圖如圖 4-1，包括帶導(dǎo)軌的運(yùn)行工作臺(tái)，DC24V 電機(jī)， 行程開(kāi)關(guān)，起停按鈕，Twido 可編

32、程控制器，DC24V 繼電器，DC12V 直流電源等。 圖 4-1 是一個(gè)運(yùn)料小車(chē)工作示意圖，每個(gè)工作臺(tái)設(shè)有一個(gè)到位開(kāi)關(guān)(SQ)和一個(gè) 呼 叫按鈕(SB)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求為： （1）按下啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作； （2）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向右運(yùn)行， 運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的停靠站時(shí)停止； （3）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)向左行， 運(yùn)行到呼叫按鈕 HJ 所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止； （4）當(dāng)小車(chē)當(dāng)前所處停靠站的編碼等于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車(chē)保持不動(dòng)； （5）呼叫按鈕開(kāi)關(guān)應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。 圖 4-2 為 P

33、LC 輸出的電壓轉(zhuǎn)換電路 圖4-2中采用2個(gè)DC24V繼電器和1個(gè)12V直流電源來(lái)實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， 2個(gè)繼電器線圈直接接到可編程控制器的輸出端。當(dāng)繼電器線圈1得電時(shí)繼電 器1的觸點(diǎn)由k1轉(zhuǎn)換到k2，而繼電器線圈2的觸點(diǎn)狀態(tài)不變，電流流向如I1所示， 驅(qū)使DCI2V電機(jī)按一定方向運(yùn)轉(zhuǎn)：當(dāng)繼電器線圈2得電時(shí)，繼電器線圈I觸點(diǎn)狀態(tài) 不變，而繼電器線圈2的觸點(diǎn)由k3轉(zhuǎn)換到k4，電流流向如I2所示驅(qū)使DC12V電 機(jī)按相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖 4-2 PLC 輸出的電壓轉(zhuǎn)換電路 第 5章 基于 PLC的運(yùn)料小車(chē)接線圖及梯形圖 5.1 運(yùn)料小車(chē) PLC的 I/O 分配表 根據(jù)控制要求，PLC 控制運(yùn)料小

34、車(chē)的輸入輸出(I0)地址編排如下表所示， 其中 SB5 為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，為 SB6 停止開(kāi)關(guān)，SA6、SA7 為手動(dòng)連續(xù)選擇開(kāi)關(guān)， SA1、SA2 為上下、左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SA3、SA4、SA5 為油缸單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。 Q0.0-Q0.3 和 Q1.0-Q1.3 控制 8 個(gè)要料指示燈，Q0.4-Q0.5 和 Q1.4-Q1.5 控制小 車(chē) 1、2 左行右行，Q0.6-Q0.7 和 Q1.6-Q1.7。如表 5-1 所示： 輸入點(diǎn)分配 輸出點(diǎn)分配 輸入接點(diǎn) 輸入開(kāi)關(guān)名稱(chēng) 輸出接口 驅(qū)動(dòng)設(shè)備 I0.0-I0.3 小車(chē) 1 行程開(kāi)關(guān)(SQ1-SQ4) Q0.0-Q0.3 小車(chē) 1 要料指示燈(HL1-

35、HL4) I0.4-I0.7 小車(chē) 1 控制按鈕(SB1-SB4) Q0.4-Q0.5 小車(chē) 1 左右行線圈 I1.0-I1.3 小車(chē) 2 行程開(kāi)關(guān)(SQ11-SQ14) Q0.6-Q0.7 油缸 1 伸出縮回線圈 I1.4-1.7 小車(chē) 2 控制按鈕(SB11-SB14) Q1.0-Q1.0 小車(chē) 2 要料指示燈(HL11-HL14) I2.0-I2.5 推車(chē)機(jī)行程開(kāi)關(guān) (SQ5-SQ10) Q1.4-Q1.5 小車(chē) 2 左右行線圈 I2.6-I2.7 起動(dòng)，停止按鈕 (SB5，SB6) Q1.6-Q1.7 油缸 2 伸出縮回線圈 5-1 I/O 分配表 5.2 PLC端子接線圖 PLC 型

36、號(hào)的選擇：由于該系統(tǒng)是在原來(lái) CPU226 的基礎(chǔ)上改進(jìn)的設(shè)備，而現(xiàn) 在共用了 31 個(gè)輸入，用直流 24V；18 個(gè)輸出，用交流電 220V，所以我選擇用 S7-200 系列 CPU226，加一個(gè) EM223 的擴(kuò)展模塊。CPU226 的主要的技術(shù)參數(shù)： 輸入 24VDC，24 點(diǎn)；輸出 220VAC，16 點(diǎn)；電源電壓為 AC100240V 50/60Hz。 EM223 的主要技術(shù)參數(shù)：輸入 24VDC，8 點(diǎn)；輸出 220VAC，8 點(diǎn)；電源電壓 為 AC100240V 50/60Hz。如圖 5-2 所示： I3.0-I3.1 手動(dòng)，連續(xù)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(SA6，SA7) Q2.0-Q2.1 推

37、車(chē)機(jī)上下行線圈 I3.2-I3.3 推車(chē)機(jī)上下，左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) (SA1，SA2) I3.4-I3.6 油缸單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(SA3-SA5) 圖 5-2 端子接線圖 5.3 梯形圖分段設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)運(yùn)料小車(chē)梯形圖，是分開(kāi)來(lái)畫(huà)的。由總程序結(jié)構(gòu)圖、自動(dòng) 操作程序圖、手動(dòng)操作程序圖、小車(chē) 1 左右自動(dòng)運(yùn)料運(yùn)行程序圖、小車(chē) 2 左右 自動(dòng)運(yùn)料運(yùn)行程序圖組成。 圖 5-3 總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 （1）程序的總結(jié)構(gòu)圖如圖 5-3 所示：因?yàn)樵谑謩?dòng)操作方式下，各種動(dòng)作都 是用按鈕控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其程序可獨(dú)立于自動(dòng)操作程序而另行設(shè)計(jì)。因此，總 程序可分為兩段獨(dú)立的部分：手動(dòng)操作程序和自動(dòng)操作程序。當(dāng)選擇手動(dòng)操作

38、( )M10 ( )M9 ( )M10 ( )M9 時(shí)，則輸入點(diǎn) I3.0 接通，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，執(zhí)行手動(dòng)程序，并由于 I3.1 的常 閉觸點(diǎn)為閉合，則跳過(guò)自動(dòng)程序。若選擇自動(dòng)操作方式，將跳過(guò)手動(dòng)程序段而 執(zhí)行自動(dòng)程序。 （2）自動(dòng)程序設(shè)計(jì)，自動(dòng)操作控制主要是由行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制推車(chē)機(jī)的上行、 下行，兩缸的伸出、縮回。通過(guò)行程開(kāi)關(guān)的上限、下限、左限、右限準(zhǔn)確的控 制推車(chē)機(jī)到達(dá)預(yù)定位置。自動(dòng)程序時(shí)，手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到連續(xù)檔 SA7，按 下啟動(dòng)按鈕 SB6，推車(chē)機(jī)上行，碰到上位行車(chē)開(kāi)關(guān) SQ6，上行停止；同時(shí)兩個(gè)油 缸動(dòng)作，推動(dòng)兩小車(chē)向左移動(dòng)，小車(chē) 1、2 碰到左位行程開(kāi)關(guān) SQ10、SQ5，說(shuō)明

39、兩小車(chē)到位，這時(shí)各個(gè)倉(cāng)位可向小車(chē)要料；而且兩油缸縮回，碰到行程右位開(kāi) 關(guān) SQ8、SQ9 停止收縮，推車(chē)機(jī)下行到行程開(kāi)關(guān)位 SQ7 時(shí)停止。如圖 5-4 所示： 圖 5-4 自動(dòng)操作程序圖 （3）手動(dòng)操作程序的設(shè)計(jì)，手動(dòng)操作控制簡(jiǎn)單，可按照一般繼電器控制系 統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)。手動(dòng)程序時(shí)，手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到手動(dòng)檔 SA6，上 下、左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到上/下行檔時(shí)，按啟動(dòng)按鈕 SB5 推車(chē)機(jī)上行，按停止按鈕 SB6 推車(chē)機(jī)下行；上下、左右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到左/右檔時(shí)，撥動(dòng)單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA3（缸 1 動(dòng)作） ，按啟動(dòng)按鈕 SB5，缸 1 伸出推動(dòng)小車(chē) 1 左行；按停止按鈕 SB6，缸 1 縮回；撥

40、動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)到 SA5（缸 2 動(dòng)作） ，按啟動(dòng)按鈕 SB5，缸 2 伸出 推動(dòng)小車(chē) 2 左行，按停止按鈕 SB6，缸 2 縮回；撥動(dòng)單動(dòng)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)到 SA4（兩缸同時(shí)動(dòng)作）按啟動(dòng)按鈕 SB5，兩缸伸出推動(dòng)兩小車(chē)左行；按停止按鈕 SB6，兩缸縮回。如圖 5-5 所示： 圖 5-5 手動(dòng)操作程序圖 （4）小車(chē) 1 自動(dòng)運(yùn)料運(yùn)行程序，把小車(chē) 1 送到指定位置后，四個(gè)倉(cāng)位就可 以向小車(chē)要料了，M0.0-M0.3 分別代表小車(chē) 1 的 1 號(hào)料倉(cāng)到 4 號(hào)料倉(cāng)的要料狀 態(tài)，運(yùn)料小車(chē) 1 當(dāng)前所處位置由 I0.0-I0.3，運(yùn)料小車(chē) 1 的右行，左行，停止 控制由 Q0.4、Q0.5。小車(chē)到位后，用上微

41、分操作（P）來(lái)清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信 號(hào)及控制小車(chē)停車(chē)。 （上微分操作的注意事項(xiàng)，上微分脈沖只存在在一個(gè)掃描周 期，接受這一脈沖控制的元件應(yīng)寫(xiě)在這一脈沖出現(xiàn)的語(yǔ)句之后） 。小車(chē) 1 自動(dòng)運(yùn) 料圖如下圖 5-6 所示： 圖 5-6 小車(chē) 1 左右自動(dòng)運(yùn)料運(yùn)行程序圖 （5）小車(chē) 2 自動(dòng)運(yùn)料運(yùn)行程序，把小車(chē) 2 送到指定位置后，四個(gè)倉(cāng)位就可 以向小車(chē)要料了，M1.0-M1.3 分別代表小車(chē) 2 的 1 號(hào)料倉(cāng)到 4 號(hào)料倉(cāng)的要料狀 態(tài)。運(yùn)料小車(chē) 2 當(dāng)前所處位置由 I1.0-I1.3，運(yùn)料小車(chē) 2 的右行，左行，停止 控制由 Q1.4、Q1.5。小車(chē)到位后，用上微分操作（P）來(lái)清除料倉(cāng)要料狀態(tài)信 號(hào)及

42、控制小車(chē)停車(chē)。 小車(chē) 2 自動(dòng)運(yùn)料圖 5-7 所示： 圖 5-7 小車(chē) 2 左右自動(dòng)運(yùn)料運(yùn)行程序圖 5.4 程序運(yùn)行原理說(shuō)明調(diào)試與完善 本程序是用梯形圖所寫(xiě)的。在運(yùn)行前，先選擇工作方式，手動(dòng)/自動(dòng)。選擇 手動(dòng) SA6 時(shí)，把上/下、左/右轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到上/下檔 SA1，按下 SB5 起動(dòng)點(diǎn)動(dòng) 按鈕，推車(chē)機(jī)上行，按下 SB6 停止點(diǎn)動(dòng)按鈕，推車(chē)機(jī)下行；把上/下、左/右轉(zhuǎn) 換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到左/右檔 SA2，再選擇小車(chē)的單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)控制，小車(chē) 1 單動(dòng)時(shí)把單 動(dòng)/聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到單動(dòng)檔 SA3，兩小車(chē)聯(lián)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)到聯(lián)動(dòng)檔 SA4，小車(chē) 2 單動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)到單動(dòng)檔 SA5，這時(shí)按下起動(dòng)按鈕 SB5，油缸推動(dòng)小車(chē)

43、左行，按下停 止按鈕 SB6，油缸縮回。選擇自動(dòng) SA7 時(shí)，按下起動(dòng)按鈕 SB5，推車(chē)機(jī)開(kāi)始上行， 碰到上限行程開(kāi)關(guān) SQ6 時(shí)停車(chē)，兩缸自動(dòng)推出小車(chē)，小車(chē)碰到左限行程開(kāi)關(guān) SQ5、SQ10 時(shí)，說(shuō)明小車(chē)到位，各個(gè)倉(cāng)位可以向小車(chē)要料，這時(shí)兩缸自動(dòng)縮回， 碰到右限行程開(kāi)關(guān) SQ8、SQ9 時(shí)，推車(chē)機(jī)自動(dòng)下行，下行到位后（碰到 SQ7）停 車(chē)。只有再次按下起動(dòng)按鈕 SB5，才能再次運(yùn)行。 手動(dòng)程序中設(shè)置了聯(lián)鎖和保護(hù)電路。如推車(chē)機(jī)的上行、下行常閉觸點(diǎn)的聯(lián) 鎖，推車(chē)機(jī)上下行行程有行程開(kāi)關(guān) SQ6、SQ7 控制保護(hù)。自動(dòng)程序是根據(jù)推車(chē)機(jī) 的位置、油缸的位置來(lái)控制電路執(zhí)行下一條指令的。 油缸把小車(chē)推到位

44、后，小車(chē)處于準(zhǔn)備運(yùn)料的初始位置，這時(shí) 1-4 號(hào)倉(cāng)位都 可以向小車(chē)要料。本設(shè)計(jì)中要料時(shí)刻不同時(shí)，先要料者優(yōu)先，但是要料時(shí)刻相 同時(shí)，卻不知道小車(chē)向哪個(gè)倉(cāng)位運(yùn)料，需要改進(jìn)。 5.5 系統(tǒng)總梯形圖設(shè)計(jì) 由以上，我們畫(huà)出運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)的總梯形圖，其中包括推車(chē)機(jī)的手動(dòng)控制 程序、自動(dòng)控制程序、運(yùn)料小車(chē) 1 控制程序、運(yùn)料小車(chē) 2 控制程序。 如下圖 5-8 所示： M9 M9 M10 M10 圖 5-8 運(yùn)料小車(chē)系統(tǒng)總梯形圖 結(jié)論 在做這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多以前沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí)，也鞏固了很多以前沒(méi) 學(xué)好的知識(shí)，使我的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)更加扎實(shí)，軟件操作更加熟練了。做完這個(gè) 設(shè)計(jì)后，我得出幾個(gè)結(jié)論如下： 1.送料

45、小車(chē)在硬件設(shè)計(jì)中，加入了擴(kuò)展模塊，可以在觸點(diǎn)不夠的情況下方 便地實(shí)現(xiàn)該小車(chē)的系統(tǒng)控制；然后軟件設(shè)計(jì)中，運(yùn)用了上微分指令，簡(jiǎn)化了程 序，還運(yùn)用了互鎖和聯(lián)鎖，確保了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。在 送料小車(chē)的系統(tǒng)中加入了手動(dòng)操作程序，便于設(shè)備的維修，方便操作人員操作。 2.該小車(chē)系統(tǒng)在實(shí)施的情況下，其成本價(jià)格比較高。 3.該小車(chē)控制系統(tǒng)的研究方向：由于本小車(chē)系統(tǒng)并不完善，只做了送料， 沒(méi)有設(shè)計(jì)小車(chē)怎么裝料和小車(chē)到料倉(cāng)后送料的多少。這兩方面是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 完善，是將來(lái)的研究方向。 最后，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們的設(shè)計(jì)能力以及全面的考慮問(wèn)題能力。 學(xué)習(xí)的過(guò)程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激

46、動(dòng)的。相信通過(guò)這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)它對(duì)我以后的學(xué)習(xí)及工作都會(huì)產(chǎn)生積極的影響。 致謝 在本次設(shè)計(jì)中，我要真誠(chéng)的感謝徐老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中徐老 師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題和困難， 在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解， 在徐老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 中受益匪淺，在此謹(jǐn)向徐老師致以深切的謝意！ 在此還要感謝機(jī)電學(xué)院的全體老師，感謝他們對(duì)我的培養(yǎng)。 感謝家人的關(guān)心與支持！ 感謝評(píng)閱和閱讀本文的老師為此付出的辛勤勞動(dòng)！ 參考文獻(xiàn) 1 廖常初.PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 2 儲(chǔ)云峰西門(mén)子電氣可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，2006 3 常斗南，王健琪，李全力.可編程控制原理.應(yīng)用及通信基礎(chǔ) .北京：機(jī) 械工業(yè)出版社，1997 4王本軼機(jī)電設(shè)備控制基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 5王永華現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版 社，2003 6陳立定.電器控制于可編程控制器.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001 7張林國(guó)，王淑英.可編程控制器技術(shù).北京：高等教育出版社，2002 8周萬(wàn)珍，高鴻賓.PLC 分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2004