装配流水线课程设计Word格式文档下载.docx
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（2）定时控制
（3）计数控制
（4）步进（顺序）控制
（5）PID控制
（6）数据控制：
PLC具有数据处理能力。
（7）通信和联网
（8）其它：
PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：
定位控制模块，CRT模块。
1.3PLC的特点
（1）可靠性高，抗干扰能力强
（2）配套齐全，功能完善，适用性强
（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎
（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
（5）体积小，重量轻，能耗低
1.4PLC控制系统的设计基本原则
（1）最大限度的满足被控对象的控制要求。
（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
（3）保证控制系统安全可靠。
（4）考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
2、PLC的选择
2.1可编程控制器选择的基本性能指标
（1）工作速度
工作速度是指PLC的CPU执行指令的速度及对急需处理的输入信号的响应速度。
工作速度是PLC工作的基础。
速度高了，才可能通过运行程序实现控制，才可能不断扩大控制规模，才可能发挥PLC的多种多样的作用。
（2）控制规模
控制规模代表PLC控制能力，看其能对多少输入、输出点及对多少路模拟进行控制。
控制规模与速度有关。
因为规模大了，用户程序也长，执行指令的速度不快，势必延长PLC循环的时间，也必然会延长PLC对输入信号的响应。
为了避免这个情况，PLC的工作速度就要快。
所以，大型PLC的工作速度总是比小的要快。
（3）组成模块
PLC的结构虽有箱体及模块式之分，但从质上看，箱体也是模块，只是它集成了更多的功能。
在此，不妨把PLC的模块组成当作所有PLC的结构性能。
这个性能含义是指某型号PLC具有多少种模块，各种模块都有什么规格，并各具什么特点。
（4）内存容量
PLC内存有用户及系统两大部分。
用户内存主要用以存储用户程序，个别的还将其中的一部分划为系统所用。
系统内存是与CPU配置在一起的。
CPU既要具备访问这些内存的能力，还应提供相应的存储介质。
用户内存大小与可存储的用户程序量有关。
内存大，可存储的程序量大，也就可进行更为复杂的控制。
从发展趋势看，内存容量总是在不断增大着。
大型PLC的内存容量可达几十k，以至于一百多k。
系统内存对于用户，主要体现在PLC能提供多少内部器件。
不同的内部器件占据系统内存的不同区域。
在物理上并无这些器件，仅仅为RAM。
但通过运行程序进行使用时，给使用者提供的却实实在在有这些器件。
内存器件种类越多，数量越多，越便于PLC进行种种逻辑量及模拟控制。
它也是代表PLC性能的重要指标。
PLC内部器件有：
I/O继电器，或称映射区。
它与PLC所能控制的I/O点数及模拟量的路数直接相关。
内部继电器数，有的称为标志位数，代表着PLC的内部继电器数。
它与I/O继电器区相联系着，有时与后者相联系进行处理。
内部继电器多，便于PLC建立复杂的时序关系，以实现多种多样的控制要求。
一般讲，内部继电器数比I/O继电器要多得多。
有的内部继电器还可丢电保持，即它的状态（ON或OFF）、PLC丢电后，靠内部电池仍予以保持。
再上电后可继续丢电前的状态。
保持继电器可增强PLC控制能力，特别对记录故障，故障排除后恢复运行，更显得有用。
定时器，可进行定时控制。
定时值可任意设定。
定时器有多少，设定范围有多大，设定值的分辨率又是多少，这些都代表定时器件的性能。
计数器，可进行计数，到达某设定计数值可发送相应信号。
可进行什么样的计数，计数范围多大，怎么设定，有多少计数器，则是PLC计数器性能的代表指标。
数据存储区，用以存储工作数据。
多以字、两字或多字为单位予以使用，是PLC进行模拟量控制，或记录数据所必不可少的。
这个存储区的大小代表PLC的性能也是越大越好。
趋势也是越来越大。
小型机也如此。
如日本OMRON公司的CQM1机，其DM区就有6k字。
而过去同是小型机的C60P的DM区才64个字。
大型机的DM可达10K以至几十K。
此外还有其它一些内部器件，了解某PLC性能时，也都必须掌握它。
内部器件也是PLC指令的操作数，不弄清楚是无法编程的。
（5）指令系统
PLC有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。
你不懂PLC指令怎么编程，没有程序，PLC又怎么工作？
PLC的指令越来越多，越来越丰富。
功能很强的指令，综合多种作用的指令日见增多。
PLC的指令繁多，但主要的有这么几种类型：
基本逻辑指令，用于处理逻辑关系，以实现逻辑控制。
这类指令不管什么样的PLC都总是有的。
数据处理指令，用于处理数据，如译码，编码，传送、移位等等。
数据运算指令，用于进数据的运算，如十、一、X、/等，可进行整形数计算，有的还可浮点数运算；
也可进行逻辑量运算，等等。
流程控制指令，用以控制程序运行流程。
PLC的用户程序一般是从零地址的指令开始执行，按顺序推进。
但遇到流程控制指令也可作相应改变。
流程控制指令也较多，运用得好，可使程序简练，并便于调试与阅读。
状态监控指令，用以监视及记录PLC及其控制系统的工作状态，对提高PLC控制系统的工作可靠性大有帮助。
当然，并不是所有的PLC都有上述那么多类的指令，也不是有的PLC仅有上述几类指令。
以上只是指出几个例子，说明要从哪几个方面了解PLC指令，从中也可大致看出指令的多少及功能将怎样影响PLC的性能。
除了指令，为进行通讯，PLC还有相应的协议与通讯指令或命令，这些也反映了PLC的性能。
（6）支持软件
为了便于编制PLC程序，多数PLC厂家都开发有关计算机支持软件。
从本质上讲，PLC所能识别的只是机器语言。
它之所以能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，以至高级语言，全靠为使用这些语言而开发的种种软件。
助记符语言是最基本也是最简单的PLC语言。
它类似计算机的汇编语言，PLC的指令系统就是用这种语言表达的。
这种语言仅使用文字符号，所使用的编程工具简单，用简易编程器即可。
所以，多数PLC都配备有这种语言。
梯形图语言是图形语言，它用类似于继电器电路图的符号表达PLC实现控制的逻辑关系。
这种语言与符号语言有对应关系，很容易互相转换，并便于电气工程师了解与熟悉，故用得很普遍，几乎所有的PLC都开发有这种语言。
由于它是用图形表达，小的编程器不好使用它，得有较大的液晶画面的编程器，才能使用它。
多数是在计算机对PLC编程时，才使用这种语言。
流程图语言，它也是图形语言，不过所用的符号不与电气元件符号相似，而与计算机用的流程图符号相似，便干计算机工作人员了解与熟悉。
流程图语言与符号语言也有一一对应关系，只是它对应的符号语言与梯形图的对应不一样。
熟悉计算机而又未从事过一般电气工作的人员，乐于用这种语言对PLC编程。
日本OMRON公司开发的F系列机就是使用这种语言。
梯形图与流程图混合语言。
这种语言，梯形图与流程图两者兼用，可使PLC程序结构化。
它用流程图把PLC程序划分成若干结构块，并规范块间的逻辑联系。
用梯形图再确定块中的种种量间的逻辑关系。
这种混合语言有不同的实现方法，而且多用于大型的PLC的编程
高级语言，PLC编程也可以使用高级语言，如BASIC、C语言等。
可以在DOS，也可在WINDOWS平台上运行。
关键在于要把用高级语言编写的程序转换成助记符语言，或直接转换成PLC所能识别的机器语言。
从根本上讲，只要能实现这个转换的，什么高级语言都可以。
而编写这个转换的软件工作量很大，当然应由有关厂家开发与提供。
当前不少PLC厂家已有提供。
如GE－FANAC的PLC就提供有可用C语言编程的软件。
再前进一步，从理论上讲使用自然语言编程也是完全可能的。
只是要下力气去开发，以及市场有这个需要。
支持软件不仅编制PLC程序需要，监控PLC运行，特别是监视PLC所控制的系统的工作状况也需要。
所以，多数支持编程的软件，也具有监视PLC工作的功能。
此外，也有专用于监控PLC工作的软件，它多与PLC的监视终端连用。
有的PLC厂家或第三方厂家还开发了使用PLC的组态软件，用以实现计算机对PLC控制系统监控，以及与PLC交换数据。
PLC的用户也可基于DOS或WINDOWS平台开发用于PLC控制系统的应用软件，以提高PLC系统自动化及智能化水平。
这方面的软件已日益受到重视。
总之，为了用好PLC，PLC的支持软件越来越丰富，性能也越来越好，其界面也越来越友好，也因此，它的情况如何，已成为评判PLC性能的指标之一。
（7）可靠控制
为使PLC能可靠工作，在硬件与软件两个方面PLC厂家都采取了很多措施，对一些特殊可靠要求的PLC，还有相应的特殊的措施，如热备、冗余等等。
这在介绍PLC的特点时已作了叙述。
可靠措施的目的是增加PLC平均故障间隔时间、MTBF（MeanTimeBetweenFailure）及减少PLC的平均修复时间、MTTR（MeanTimeToRepair），以提高PLC的有效度A（Availability）。
A=MTBF/（MTBF+MTTR）
式中A--有效率
MTBF--平均故障间隔时间
MTTR--平均修复时间
当然，A值越大越好，它可使PLC系统得到充分的利用，是为什么要使用PLC的重要指标。
而从上式可知，MTBF越大，MTTR越小，则A越大。
所以，PLC的可靠措施都是围绕提高MTBF及MTTR值进行的。
鉴于可靠工作是PLC的重要特点，至关重要，故有关提高MTBF及降低MTTR的措施如何，以及PLC的MTBF与MTTR值也成为PLC性能的重要指标。
（8）经济指标
以上七条讲的都是PLC的技术性能。
其实，使用PLC，还要考虑经济指标。
经济是基础，经济上不合算，不能带来经济效益，使用PLC也就没有基础。
所以，这个指标也是重要的。
经济指标最简单的就是看价格。
一般讲，同样技术性能的PLC，价格低其经济指标就好
此外，还要看供货情况，供货不及时，影响使用，价格即使低，也不一定就好；
看技术服务，资料不全，用户出现问题得不到技术支持也不好。
对经济指标还要作综合分析，要看使用了PLC能否带来效益，然后，再分析使用哪家的PLC效益更好些。
2.2PLC的分类
PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。
对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。
1．按结构形式分类
根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。
（1）整体式PLC
（2）模块式PLC
还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。
叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。
这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。
2．按功能分类
根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。
（1）低档PLC
（2）中档PLC
（3）高档PLC
3．按I/O点数分类
根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。
（1）.小型PLC——I/O点数<
256点；
单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。
如：
GE-I型美国通用电气（GE）公司
TI100
美国德洲仪器公司
F、F1、F2
日本三菱电气公司
C20C40
日本立石公司（欧姆龙）
S7-200
德国西门子公司
EX20EX40
日本东芝公司
SR-20/21
中外合资无锡华光电子工业有限公司
（2）.中型PLC——I/O点数256～2048点；
双CPU，用户存储器容量2～8K
S7-300
德国西门子公司
SR-400
SU-5、SU-6
C-500
日本立石公司
GE-Ⅲ
GE公司
（3）.大型PLC——I/O点数>
2048点；
多CPU，16位、32位处理器，用户存储器容量8～16K
如：
S7-400
GE-Ⅳ
GE公司
C-2000
立石公司
K3
三菱公司等
2.3本课题所选PLC
根据PLC的分类及性能指标的对照以及方案的具体情况，本课题选择小型机即可。
最终确定使用日本三菱电机F-40M。
下表是F-40M的内部等效继电器及地址编号表。
等效继电器
基本单元
扩展单元
地址号
数目
输入继电器X
400～413
500～513
12
414～427
514～527
输出继电器Y
430～437
530～537
8
440～447
540～547
时间继电器T
450～457
550～557
0.1～999s
--
——
计数继电器C
460～467
560～567
1～999次
辅助继电器M
100～277
300～377
128
64
特殊继电器M
70.71.72.76.77
表一
3、实际接线图
4、方案描述
合上电源开关，一方面开始传送工件，当有工件时，ST闭合，401得电闭合，使移位寄存器第0位110为“1”；
另一方面，400得电闭合，定时器450得电，延时5s后，其动合触点闭合，100得电，其动合触点闭合，使移位寄存器右移一位，将工件信号“1”移至第1位，即111为“1”（且工件移到第1号工位），动合触点111闭合，430得电，输出控制信号，进行操作1装配。
与此同时，100的动断触点断开，450失电，使100失电，其动断触点又闭合，450又得电，延时5s后，移位寄存器又右移一位，使112为“1”，工件移到第2号工位；
又延时5s后，移位寄存器又右移一位，使113为“1”，工件移到第3号工位，431得电，输出控制信号，进行操作二装配。
重复上述过程，到操作4装配完成后，工件送入成品库。
按复位按钮SB，402闭合，使移位寄存器复位，即地址号110～117各位均被清零。
通常在移位寄存器开始工作前应清零，在进行正常移位工作时，402应断开。
四、电路图的绘制
主电路
如图所示分别连接四个操作的电机
控制电路
五、梯形图的绘制
六、指令语句表
步续
语句
说明
LD
400
合电源
ANI
100
OUT
450
启动定时器
K
每5s输出一个位移脉冲
401
装入工件
110
启动传送带
9
10
SFT
右移一个工位
11
402
复位信号
RST
13
111
14
430
15
113
16
431
17
115
18
432
19
117
20
433
21
END
表二
七、总结
通过本课题的研究设计和相关的资料查找，对课程的理解更加深刻，对PLC控制系统有了进一步的认识，能够较为熟练地设计出一些PLC控制指令。
在此说明书制作过程中，颇多收获，并对学过的知识进行了相应的应用，有非常大的提高和进步。
这次的课程设计有非常良好的效果和意义。
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