自动运料小车论文.docx

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毕 业 设 计（论文）

（说明书）

题 目：

自动运料小车PLC控制系统设计

姓 名：

编 号：

平顶山工业职业技术学院年 月 日

平顶山工业职业技术学院

毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

姓名

专业 机电一体化技术

任务下达日 2012年2月20日设计（论文）开始日期2012年2月26日设计（论文）完成日期2012年5月20日设计（论文）题目：

自动运料小车PLC控制系

A·编制设计

B·设计专题（毕业论文）

指 导 教 师

系（部）主 任

年 月 日

平顶山工业职业技术学院

毕业设计（论文）答辩委员会记录

系 专业，学生 于 年 月日进行了毕业设计（论文）答辩。

设计题目：

专题（论文）题目：

指导老师：

答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。

答辩委员会 人，出席人

答辩委员会主任（签字）：

答辩委员会副主任（签字）：

答辩委员会委员：

， ， ，

， ， ，

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语

学生姓名：

专业 机电一体化技术 年级 2009级 毕业设计（论文）题目：

自动运料小车PLC控制系统设计

评阅人：

指导教师：

（签字）

年

月

日

成 绩：

系（科）主任：

（签字）

年

月

日

第 页共 页

毕业设计（论文）及答辩评语：

平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）

摘要

可编程控制器是一种为工业机械控制所设计的专用计算机，在各种自动控制系统中有着广泛的应用，它是在继电器控制和计算机控制基础上开发的产品，逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术，通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

早期的可编程控制器在功能上只能进行逻辑控制，因而称为可编程程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC。

随着技术的发展，其控制功能不断增强，可编程程序控制器还可以进行算术运算，模拟量控制、顺序控制、定时、计数等，并通过数字，模拟的输入、输出控制各种类型的机械生产过程。

长期以来，PLC及其网络控制系统始终战斗在工业自动化控制行业的主战场，这一新型的通用自动控制装置以其高可靠性、较强的工作环境适应性和极为方便的使用性能，深受自动化领域技术人员的普遍欢迎。

其提供的安全和完善的解决方案，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，在电力、冶金、化工、机械等行业发挥了重大作用，被公认为现代工业自动化三大支柱之一。

运料小车在现代化的工厂中普遍存在。

传统的工厂依靠人力推车运料，这样浪费了大量的人力物力，降低了生产效率。

而现代工业生产中大量运用PLC控制运料小车，并结合组态王软件完成数据通信、网络管理、人机界面（HMI）和数据处理，使生产自动化，智能化，大大提高了生产效率，降低了劳动成本。

关键词：

可编程控制器（PLC），送料小车，控制系统，自动化

第9页

目录

第1章可编程控制器（PLC）概述 3

1.1PLC简介及特点 3

1.2PLC的基本组成及各部分作用 6

1.3PLC的工作原理及过程 10

1.4PLC的编程语言 12

1.5PLC的应用领域 14

第2章自动运料小车的工作要求及方案 16

2.1自动运料小车工作要求 16

2.2自动运料小车运动分析和行走分析 17

2.2.1自动运料小车运动分析 17

2.2.2自动运料小车行走分析 18

2.3自动运料小车PLC的选择 19

第3章自动运料小车PLC控制系统设计 22

3.1PLC控制系统的构成、设计原则及步骤 22

3.2运料小车控制系统及其流程图 24

3.3运料小车PLC的I\O资源分配表 26

3.4控制系统电气接图 27

3.5控制程序梯形图 28

3.6梯形图对应的指令语句 32

总结 35

致谢 36

参考文献 37

第1章 可编程控制器（PLC）概述

1.1PLC简介及特点

国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee-IEC）,1987年的第三版对PLC作了如下的定义:

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。

它采用可以编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算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。

可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，

甚至与之无异。

可编程序控制器主要由CPU（中央处理单元）存储器（RAM和EPROM）,输入/输出模块（简称为I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。

近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。

它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品。

定义强调了PLC应直接应用于工业环境，必须具有很强得抗干扰能力、广泛的适应能力和广阔的应用范围，这是区别于微机控制系统的重要特征。

同时，也强调了PLC用软件方式实现的“可编程”与传统控制装置中通过硬件或硬接线的变更来改变程序有本质区别。

20世纪20年代起，人们把各种继电器，定时器，接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统。

由于它结构简单。

容易掌握。

价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位.但是继电接触器控制系统有明显的缺点：

设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差。

20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置。

为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：

（1）编程方便，可现场修改程序；

（2）维修方便，采用插件式结构；

（3）可靠性高于继电器控制装置；

（4）体积小于继电器控制盘；

（5）数据可直接送入管理计算机；

（6）成本可与继电器控制盘竞争；

（7）输入可以是交流150V以上；

（8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等；

（9）扩展时原系统改变最小；

（10）用户存储器至少能扩张到4KB（适应当时汽车装配过程的需要）。

十项指标的核心要求是采用软布线（编程）方式代替继电控制的硬接线方式，实现大规模生产线的流程控制。

PLC有以下特点：

1.抗干扰能力强，可靠性好

PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。

I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。

以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性。

采用循环扫描的工作循环方式，也提高了抗干扰能力。

具体措施主要有以下几个方面：

（1）隔离：

这是抗干扰的主要措施之一。

PLC的输入、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。

这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效的抑制外部干扰源对于PLC的影响，同时防止外部高电压串入，从而减少故障和误操作。

（2）滤波：

这是抗干扰的另一个主要措施。

在PLC的电源电路和输入∕输出电路中设置了多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效的抑制。

（3）对内部电源还采用了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保护供电质量。

另外使输入输出接口电路电源彼此独立，以避免电源之间的干扰。

（4）内部设置了连锁、环境检测与诊断、看守人（“看门狗”）等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟（WDT）规定时间（预示程序进入了死循环），立即报警，以保证CPU可靠运行。

（5）利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采用信息保护和恢复措施。

（6）对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以保障停电后有关状态或信息不丢失。

（7）采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。

以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性。

而采用循环扫描的工作循环方式，也提高了抗干扰能力。

2.控制系统结构简单，通用性强

PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。

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。

3.编程方便，易于使用

PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，

PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。

梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。

4.功能完善

PLC的输出/输入功能完善，性能可靠，能够适应与任何形式和性质的开关量和模拟量的输入∕输出。

在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。

由于采用了微处理器，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转、和强制I/O等诸多功能，不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换、以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印、及报表生成等功能。

5.设计、施工、调试、的周期短

用继电接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。

而采用PLC控制，由于其硬软件齐全，为模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期。

6.体积小，维护操作方便

PLC体积小，质量轻，便于安装。

PLC的输入∕输出系统能够直观的反映